4G與5G網絡的區別和相似之處
2015-06-15 20:02:32 騰訊數碼
騰訊數碼訊（肖 恩）4G移動網絡如今已經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人來說或許已經不再陌生，但你是否真的了解它們， 并知曉兩者的區別呢？最近，科技網站Android Authority就對4G和5G兩種移動網絡標準進行了詳細地介紹。
4G標準解析
4G和LTE技術同義，它們都是現有3G無線標準的演化。實際上，LTE是3G的一種先進形式，它標志著數據/語音混合網絡向僅數據IP網絡的轉移。
LTE之所以能夠實現更高的數據吞吐量，主要依賴于兩大關鍵技術：MIMO和OFDM。后者的全稱是正交頻分復用，這種頻譜效率方案可實現較高的數據傳輸速率，并允許多位用戶共享一個通用頻段。
多輸入多輸出（MIMO）技術在傳輸和接收器上使用了多根天線，從而進一步提升了數據吞吐量和頻譜效率。它使用了復雜的數字信號處理技術，可在相同頻段內設立多股數據流。早期的LTE網絡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網絡存在不同的類型。從消費者的角度講，這些類型主要根據理論速度區分。
LTE-Advanced：4G和5G之間的橋梁
LTE-Advanced（簡稱LTE-A）是原始LTE技術朝著更高帶寬的演變，承諾帶來三倍于基本LTE網絡的速度。
LTE-A主要由5個部分所組成，分別是載波聚合、提升的的MIMO、協調式多點（CoMP）、中繼站、異構網絡或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個信號結合成單獨一股數據流。接下來，LTE-A會把MIMO的天線配置提升至8x8，以增加使用波束轉向技術的無線電流的數量。
隨 后，協調式多點技術可讓移動設備從多個單元（Cell，指代信號覆蓋的地理區域）發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網絡，他們當時就使用了CoMP的一種早期形式。
LTE-A設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，然后增強其質量并重發。
HetNet是最后也是最關鍵的一個環節，這是一套由大小單元所層疊的多層系統，可產生廉價帶寬。作為蜂窩架構的逐步演變，HetNet的復雜程度要高得多。在這套網絡下，小單元會在蜂窩系統當中添加數百甚至數千個接入點。
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網絡之間的粘合劑。這也就是為什么那么多的無線產業觀察者會把5G網絡稱作是LTE-A的增強形式。
進入5G
下一代移動通信網絡（NGMN）聯盟對5G的定義如下：
“5G是一個端對端的生態系統，可帶來一個全面移動和聯網的設備。通過由可持續商業模式開啟的、具備連貫體驗的現有和新型的用例，它增強了面向消費者合作者的價值創造。”
基 本上講，LTE-A是6GHz以下5G無線電接入網絡（RAN）的基礎，而從6GHz到100GHz的頻率則會同時進行新技術的探索。就拿MIMO來 說，5G將該技術升級成了Massive MIMO，當中的天線配置從16x16猛增至256x256，這將會帶來無線網絡速度和覆蓋的飛躍。
5G試點網絡的早期藍圖主要由波束成形技術和小單元基站組成。目前，愛立信、諾基亞和三星等公司已經推出了使用這兩種技術的試點項目，所獲得的結果也令人振奮。
5G技術的目標可以被歸結為以下幾個數字：
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
如何區分4G和5G
1.首先也是最為重要的，基于LTE的4G網絡正在經歷一次快速部署，而5G網絡目前還只停留在研究報告和實現項目階段，后者的大規模部署預計要等到2020年。
2.4G和之前的移動網絡主要側重于原始帶寬的提供，而5G旨在提供無所不在的連接，為快速彈性的網絡連接奠定基礎，無論用戶身處的是摩天大樓還是地鐵站。
3.5G網絡并不會獨立存在，它將會是多種技術的結合，包括2G、3G、LTE、LTE-A、Wi-Fi、M2M等等。換句話說，5G的設計初衷是去支持多種不同的應用，比如物聯網、聯網可穿戴設備、增強現實和沉浸式游戲。
不同于4G，5G網絡有能力處理大量的聯網設備和流量類型。比如說，當處理高清視頻在線播放任務時，5G可提供超高的速度鏈接。而面對傳感器網絡時，它就只會提供低數據傳輸速率了。
4.5G網絡將會率先使用云RAN和虛擬RAN這樣的新架構，以促進一個更加中心化網絡的建立，并通過身處網絡邊緣的本地化數據中心來最大化地利用服務器農場。
5.最后，5G還會率先利用感知無線電技術，讓網絡基礎設施自動決定提供頻段的類型，分辨移動和固定設備，在特定時間內適配當前狀況。換句話說，5G網絡可同時服務于工業網絡和Facebook應用。
