5G背后那些你不知道的事

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访客:26693  发表于:2014-12-02 10:08:45

5G背后那些你不知道的事

自从2009年瑞典运营商TeliaSonera正式商用全球首个LTE网络以来,4G作为一个热门技术一直被众多运营商和媒体所关注。

正当国内三大运营商的4G建设正在火热的进行中,5G又一次进入了大家的视线。无论是中移动、Vodafone这样的运营商还是华为中兴这样的设备商,对5G的渴望早已表露无疑。

各种媒体更是把5G描绘的天花乱坠,仿佛到了5G时代,我们可以享受到前所未有的互联网体验。但是情况果真如此么?5G的背后又有哪些不为人知的秘密呢?

1、5G就是解决移动中观看视频的问题?

有这样一种观点认为,5G实际上只能解决一个问题,就是在移动中观看视频的问题。其他好处如单一标准带来的全球漫游、终端设计简化等问题会因为全球频段不再统一,而可编程滤波器无法实现的问题而无法实现。

遗憾的是,这样的观点并不正确的。由于每代移动通信技术的关注点不同,不同的技术有着本质的区别。在1G、2G时代,技术研究人员关注的重点是人们最基本的需求“话音”。

而到了3G、4G时代,由于互联网,特别是移动互联网的迅猛发展,人们对于随时随地上网的需求越来越强烈。3G、4G最大的特点就是可以提供极高的无线传输速率,广告里常见的100Mbps,150Mbps等等正是它们的卖点。随着智能手机的普及,随时随地通过4G网络观看视频更是早已成为现实。作为4G的升级,利用5G随时随地观看视频更是轻而易举的事。

如果仅仅把5G当做高速移动网络,那就大错特错了。真正的5G终端不仅可以兼容4G标准,同时还可以降低终端成本,提供真正意义的全球漫游。随着4G的普及,特别是VoLTE的推广,未来的4G网络将代替2G、3G网络成为全球运营商的主流。

到了5G商用的2020年,2G、3G网络将会在全球范围内退网,全球通信标准也将以4G为主。而现阶段全制式融合芯片早已从技术上解决了多制式多频率全球漫游的问题(比如iPhone6),假如2G、3G退网,手机终端设计仅需支持4G、5G网络。

这种手机不仅成本低廉,全球漫游也更加容易。可以说,5G时代不仅解决了移动中观看视频的问题,还彻底解决了全球漫游的问题。

2、5G就是频谱利用率的提高么?

又有这样一种观点认为,新一代通信技术替代上一代通信技术,频谱利用效率也会越来越高。正因为如此,5G所要做的就是提高4G的频谱利用率。

遗憾的是,情况并不是如此简单。早在4G牌照发放之前,联通就在不少城市推出了峰值速率42Mbps的WCDMA网络。由于利用了多种的先进调制技术,升级版的WCDMA仅仅利用5MHz的带宽就可以实现42Mbps的峰值速率。到了4G时代,即使是峰值速率最快的FDD-LTE, 也只能在20MHz的带宽下实现最多150Mbps的峰值速率。换算一下,带宽5MHz的FDD-LTE峰值速率仅有37.5Mbps,频谱利用率甚至低于3G网络。FDD-LTE如此,TD-LTE更不用说。可以说,只看频谱利用率,4G网络和3G网络相比并没有太多的优势,频谱利用率的提升遇到了瓶颈。

由于频谱资源的稀缺性,要想在无线通信中实现高速率,除了通过调制技术提高频谱利用率,剩下的办法就是增加传输的带宽。一个常见的例子是WiFi,从早期的802.11a/b/g/n,到后来的802.11ac,传输的速率一直在不断的提升,这中间的窍门就是双频率。

在早期的WiFi标准中,往往使用2.4GHz一个频段。这个频道由于使用人数众多,往往存在强烈的干扰,直接影响了实际的用户体验。为了解决这一问题,WiFi联盟采用了新的频段5.8GHz。这个频道虽然频率较高干扰却较少,利用两个频段的结合,最新的WiFi标准可以轻而易举的实现150Mbps以上的下载速率。

以WiFi作为参考,在频谱利用率达到瓶颈以后,多频率混合组网成为了5G考虑的方向。利用不同频段的速率叠加,5G可以从根本上解决网络速率有限的问题。虽然频谱利用率暂时无法提升,5G依然可以实现4G所无法达到的高速率。

3、5G时代人人都能享受高速率吗?

和WiFi类似,无论是4G还是5G,无线网络资源都是多人共享的。假如只有一个用户接入基站,理论上是可以享受峰值速率的。但是如果10个用户同时接入这个基站下载数据,在忽略其他干扰因素的前提下,每个用户最多只能享受到十分之一的下载速率。

当然,实际的情况可能更加复杂,下载速率可能会受到信号强度、同时下载数据的用户数、基站扇区数、服务器快慢等众多因素的影响。在现实生活中,一个基站显然不可能只为一个用户提供服务。即使是5G所宣传的超高速率,分摊到多个人身上也不会太高(想想被蹭网的感受)。

实际上,5G所宣传的高速率对于普通用户并没有多大作用。要想体验到更高速率更低成本的网络,最直接的方法还是使用有线光纤,同时在末端利用WiFi进行小范围高速率的覆盖。而指望通过5G就实现人人高速率的体验,不仅成本上难以接受,体验上也会随着用户数的增加而大打折扣。

总结

5G之所以会来,并不是因为消费者有这样那样的需求,而是因为5G背后巨大的利润。为了在未来的通信市场分一杯羹,运营商和设备商们是绞尽脑汁。特别对于电信和联通两位难兄难弟,受够了4G时代为了扶持自主知识产权的诸多限制,他们迫切希望有一种技术可以从根本上统一5G标准。

在国家扶持自主知识产权的大背景下,我们迫切希望中国的技术人员可以尽早参与制定出完善的5G标准,尽可能多的在国际合作中占据优势。到了那个时候,无论是FDD还是TDD,我们都可以骄傲的说:“这都是中国人的智慧”!

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来源:创事记,作者: 丁公子

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