4G移動網(wǎng)絡(luò)如今已經(jīng)進入了快速普及階段，而與此同時，5G標準也開始嶄露頭角。這些標準對于大多數(shù)人來說或許已經(jīng)不再陌生，但你是否真的了解它們，并知曉兩者的區(qū)別呢?最近，科技網(wǎng)站Android Authority就對4G和5G兩種移動網(wǎng)絡(luò)標準進行了詳細地介紹。
4G標準解析
4G和LTE技術(shù)同義，它們都是現(xiàn)有3G無線標準的演化。實際上，LTE是3G的一種先進形式，它標志著數(shù)據(jù)/語音混合網(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，主要依賴于兩大關(guān)鍵技術(shù)：MIMO和OFDM。后者的全稱是正交頻分復(fù)用，這種頻譜效率方案可實現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，并允許多位用戶共享一個通用頻段。
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，從而進一步提升了數(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標準使用了頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)兩種雙工工作形式。但是，世界各國政府都基于出售LTE頻譜來獲利，而完全沒有任何規(guī)劃和考慮，這也導致了LTE如今擁有44個混亂的頻段。
最后需要指出的是，LTE網(wǎng)絡(luò)存在不同的類型。從消費者的角度講，這些類型主要根據(jù)理論速度區(qū)分。
LTE-Advanced：4G和5G之間的橋梁
LTE-Advanced(簡稱LTE-A)是原始LTE技術(shù)朝著更高帶寬的演變，承諾帶來三倍于基本LTE網(wǎng)絡(luò)的速度。
LTE-A主要由5個部分所組成，分別是載波聚合、提升的的MIMO、協(xié)調(diào)式多點(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，可允許來自不同頻譜的最多20個信號結(jié)合成單獨一股數(shù)據(jù)流。接下來，LTE-A會把MIMO的天線配置提升至8x8，以增加使用波束轉(zhuǎn)向技術(shù)的無線電流的數(shù)量。
隨后，協(xié)調(diào)式多點技術(shù)可讓移動設(shè)備從多個單元(Cell，指代信號覆蓋的地理區(qū)域)發(fā)送和接收無線電信號，以減少來自其他單元的串擾，并確保單元邊緣也能擁有最優(yōu)性能。韓國運營商SK Telecom在2012年夏天率先推出了世界首個LTE-A網(wǎng)絡(luò)，他們當時就使用了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。它會接收較弱的信號，然后增強其質(zhì)量并重發(fā)。
HetNet是最后也是最關(guān)鍵的一個環(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，小單元會在蜂窩系統(tǒng)當中添加數(shù)百甚至數(shù)千個接入點。
值得注意的是，雖然LTE-A標準架起了4G和5G之間的橋梁，從很多方面來說，HetNet的概念可以說是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線產(chǎn)業(yè)觀察者會把5G網(wǎng)絡(luò)稱作是LTE-A的增強形式。
進入5G
下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)(NGMN)聯(lián)盟對5G的定義如下：
“5G是一個端對端的生態(tài)系統(tǒng)，可帶來一個全面移動和聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。通過由可持續(xù)商業(yè)模式開啟的、具備連貫體驗的現(xiàn)有和新型的用例，它增強了面向消費者合作者的價值創(chuàng)造。”
基本上講，LTE-A是6GHz以下5G無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)的基礎(chǔ)，而從6GHz到100GHz的頻率則會同時進行新技術(shù)的探索。就拿MIMO來說，5G將該技術(shù)升級成了Massive MIMO，當中的天線配置從16x16猛增至256x256，這將會帶來無線網(wǎng)絡(luò)速度和覆蓋的飛躍。
5G試點網(wǎng)絡(luò)的早期藍圖主要由波束成形技術(shù)和小單元基站組成。目前，愛立信、諾基亞和三星等公司已經(jīng)推出了使用這兩種技術(shù)的試點項目，所獲得的結(jié)果也令人振奮。
5G技術(shù)的目標可以被歸結(jié)為以下幾個數(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告和實現(xiàn)項目階段，后者的大規(guī)模部署預(yù)計要等到2020年。
2.4G和之前的移動網(wǎng)絡(luò)主要側(cè)重于原始帶寬的提供，而5G旨在提供無所不在的連接，為快速彈性的網(wǎng)絡(luò)連接奠定基礎(chǔ)，無論用戶身處的是摩天大樓還是地鐵站。
3.5G網(wǎng)絡(luò)并不會獨立存在，它將會是多種技術(shù)的結(jié)合，包括2G、3G、LTE、LTE-A、Wi-Fi、M2M等等。換句話說，5G的設(shè)計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、增強現(xiàn)實和沉浸式游戲。
不同于4G，5G網(wǎng)絡(luò)有能力處理大量的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和流量類型。比如說，當處理高清視頻在線播放任務(wù)時，5G可提供超高的速度鏈接。而面對傳感器網(wǎng)絡(luò)時，它就只會提供低數(shù)據(jù)傳輸速率了。
4.5G網(wǎng)絡(luò)將會率先使用云RAN和虛擬RAN這樣的新架構(gòu)，以促進一個更加中心化網(wǎng)絡(luò)的建立，并通過身處網(wǎng)絡(luò)邊緣的本地化數(shù)據(jù)中心來最大化地利用服務(wù)器農(nóng)場。
5.最后，5G還會率先利用感知無線電技術(shù)，讓網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施自動決定提供頻段的類型，分辨移動和固定設(shè)備，在特定時間內(nèi)適配當前狀況。換句話說，5G網(wǎng)絡(luò)可同時服務(wù)于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和Facebook應(yīng)用。
