（騰訊科技）4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)如今已經(jīng)進(jìn)入了快速普及階段，而與此同時(shí)，5G標(biāo)準(zhǔn)也開(kāi)始嶄露頭角。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)或許已經(jīng)不再陌生，但你是否真的了解它們，并知曉?xún)烧叩膮^(qū)別呢？最近，外媒就對(duì)4G和5G兩種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)地介紹。

4G標(biāo)準(zhǔn)解析

4G和LTE技術(shù)同義，它們都是現(xiàn)有3G無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的演化。實(shí)際上，LTE是3G的一種先進(jìn)形式，它標(biāo)志著數(shù)據(jù)/語(yǔ)音混合網(wǎng)絡(luò)向僅數(shù)據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移。LTE之所以能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐量，主要依賴(lài)于兩大關(guān)鍵技術(shù)：MIMO和OFDM。后者的全稱(chēng)是正交頻分復(fù)用，這種頻譜效率方案可實(shí)現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，并允許多位用戶(hù)共享一個(gè)通用頻段。

多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)在傳輸和接收器上使用了多根天線(xiàn)，從而進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)吞吐量和頻譜效率。它使用了復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可在相同頻段內(nèi)設(shè)立多股數(shù)據(jù)流。早期的LTE網(wǎng)絡(luò)在上行和下行鏈路都可支持2x2 MIMO。

LTE標(biāo)準(zhǔn)使用了頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD）兩種雙工工作形式。但是，世界各國(guó)政府都基于出售LTE頻譜來(lái)獲利，而完全沒(méi)有任何規(guī)劃和考慮，這也導(dǎo)致了LTE如今擁有44個(gè)混亂的頻段。

最后需要指出的是，LTE網(wǎng)絡(luò)存在不同的類(lèi)型。從消費(fèi)者的角度講，這些類(lèi)型主要根據(jù)理論速度區(qū)分。

LTE-Advanced：4G和5G之間的橋梁

LTE-Advanced（簡(jiǎn)稱(chēng)LTE-A）是原始LTE技術(shù)朝著更高帶寬的演變，承諾帶來(lái)三倍于基本LTE網(wǎng)絡(luò)的速度。LTE-A主要由5個(gè)部分所組成，分別是載波聚合、提升的的MIMO、協(xié)調(diào)式多點(diǎn)（CoMP）、中繼站、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)或HetNet。

載波聚合或新道具和是一種傳輸方案，可允許來(lái)自不同頻譜的最多20個(gè)信號(hào)結(jié)合成單獨(dú)一股數(shù)據(jù)流。接下來(lái)，LTE-A會(huì)把MIMO的天線(xiàn)配置提升至8x8，以增加使用波束轉(zhuǎn)向技術(shù)的無(wú)線(xiàn)電流的數(shù)量。

隨后，協(xié)調(diào)式多點(diǎn)技術(shù)可讓移動(dòng)設(shè)備從多個(gè)單元（Cell，指代信號(hào)覆蓋的地理區(qū)域）發(fā)送和接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，以減少來(lái)自其他單元的串?dāng)_，并確保單元邊緣也能擁有最優(yōu)性能。韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商SK Telecom在2012年夏天率先推出了世界首個(gè)LTE-A網(wǎng)絡(luò)，他們當(dāng)時(shí)就使用了CoMP的一種早期形式。

LTE-A設(shè)置中的中繼是一種在單元邊緣使用多跳通信的基站。它會(huì)接收較弱的信號(hào)，然后增強(qiáng)其質(zhì)量并重發(fā)。HetNet是最后也是最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，這是一套由大小單元所層疊的多層系統(tǒng)，可產(chǎn)生廉價(jià)帶寬。作為蜂窩架構(gòu)的逐步演變，HetNet的復(fù)雜程度要高得多。在這套網(wǎng)絡(luò)下，小單元會(huì)在蜂窩系統(tǒng)當(dāng)中添加數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)接入點(diǎn)。

值得注意的是，雖然LTE-A標(biāo)準(zhǔn)架起了4G和5G之間的橋梁，從很多方面來(lái)說(shuō)，HetNet的概念可以說(shuō)是LTE-A和5G網(wǎng)絡(luò)之間的粘合劑。這也就是為什么那么多的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)業(yè)觀(guān)察者會(huì)把5G網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)作是LTE-A的增強(qiáng)形式。

進(jìn)入5G

下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（NGMN）聯(lián)盟對(duì)5G的定義如下：

“5G是一個(gè)端對(duì)端的生態(tài)系統(tǒng)，可帶來(lái)一個(gè)全面移動(dòng)和聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。通過(guò)由可持續(xù)商業(yè)模式開(kāi)啟的、具備連貫體驗(yàn)的現(xiàn)有和新型的用例，它增強(qiáng)了面向消費(fèi)者合作者的價(jià)值創(chuàng)造。”

基本上講，LTE-A是6GHz以下5G無(wú)線(xiàn)電接入網(wǎng)絡(luò)（RAN）的基礎(chǔ)，而從6GHz到100GHz的頻率則會(huì)同時(shí)進(jìn)行新技術(shù)的探索。就拿MIMO來(lái)說(shuō)，5G將該技術(shù)升級(jí)成了Massive MIMO，當(dāng)中的天線(xiàn)配置從16x16猛增至256x256，這將會(huì)帶來(lái)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)速度和覆蓋的飛躍。

5G試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的早期藍(lán)圖主要由波束成形技術(shù)和小單元基站組成。目前，愛(ài)立信、諾基亞和三星等公司已經(jīng)推出了使用這兩種技術(shù)的試點(diǎn)項(xiàng)目，所獲得的結(jié)果也令人振奮。

5G技術(shù)的目標(biāo)可以被歸結(jié)為以下幾個(gè)數(shù)字：

1000x的容量提升

1000億+的連接支持

10GB/s的最高速度

1ms以下的延遲

如何區(qū)分4G和5G

1、首先也是最為重要的，基于LTE的4G網(wǎng)絡(luò)正在經(jīng)歷一次快速部署，而5G網(wǎng)絡(luò)目前還只停留在研究報(bào)告和實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目階段，后者的大規(guī)模部署預(yù)計(jì)要等到2020年。

2、4G和之前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)主要側(cè)重于原始帶寬的提供，而5G旨在提供無(wú)所不在的連接，為快速?gòu)椥缘木W(wǎng)絡(luò)連接奠定基礎(chǔ)，無(wú)論用戶(hù)身處的是摩天大樓還是地鐵站。

3、5G網(wǎng)絡(luò)并不會(huì)獨(dú)立存在，它將會(huì)是多種技術(shù)的結(jié)合，包括2G、3G、LTE、LTE-A、Wi-Fi、M2M等等。換句話(huà)說(shuō)，5G的設(shè)計(jì)初衷是去支持多種不同的應(yīng)用，比如物聯(lián)網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和沉浸式游戲。

不同于4G，5G網(wǎng)絡(luò)有能力處理大量的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和流量類(lèi)型。比如說(shuō)，當(dāng)處理高清視頻在線(xiàn)播放任務(wù)時(shí)，5G可提供超高的速度鏈接。而面對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它就只會(huì)提供低數(shù)據(jù)傳輸速率了。

4、5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)率先使用云RAN和虛擬RAN這樣的新架構(gòu)，以促進(jìn)一個(gè)更加中心化網(wǎng)絡(luò)的建立，并通過(guò)身處網(wǎng)絡(luò)邊緣的本地化數(shù)據(jù)中心來(lái)最大化地利用服務(wù)器農(nóng)場(chǎng)。

5、最后，5G還會(huì)率先利用感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，讓網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)決定提供頻段的類(lèi)型，分辨移動(dòng)和固定設(shè)備，在特定時(shí)間內(nèi)適配當(dāng)前狀況。換句話(huà)說(shuō)，5G網(wǎng)絡(luò)可同時(shí)服務(wù)于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和Facebook應(yīng)用。