5G只是和4G一样网速的提升？没你想的那么简单

　　近日，华为主推的PolarCode（极化码）方案被国际无线标准化机构3GPP，确定为5G eMBB（增强移动宽带）场景的控制信道编码方案在业界引发热议，同时也让用户真切地感受到：5G时代要到来了。

　　在美国，运营商AT&T和Verizon都开始了5G网络实验，预计该网络将于2020年正式上马。对于5G，恐怕大家最熟悉的还是网速的提升，不过该技术可没有那么简单，下面我们就列举了关于5G技术你不得不知的5个问题。

　　1. 5G带来的可不只是网速的飞升

　　在网速方面，5G将比现有的4G快上10-100倍，这就意味着未来我们能享有4Gbps的超高网速（这也是5G得名“没有光纤的光纤网络”的原因）。

　　AT&T网络架构部门副总裁汉克解释道，网速的突飞猛进主要得益于运营商开放更多的无线信道和毫米波技术（信号传输距离缩短，网速加快）的运用。此外，小型基站的运用提高了网络的覆盖率，数据的传输和交换距离也变得的更短。

　　汉克认为5G带来的不只是速度的提升。实际上，对于用户来说更重要的是5G在网络容量上的提升，它可以承载更多的设备。随着物联网建设的深入，未来联网设备会变得越来越多，从办公室的安防系统到车上的广播都会成为5G网络中的一员。预计到2020年，联网设备的数量会有爆炸性的增长，你的衣服、运动配件、大桥，甚至身体都会成为网络中的一环。

　　作为分析公司Recon AnalyTIcs的创始人和5G网络专家，恩特纳表示：“随着物联网革命的不断推进，5G网络未来将成为数十亿设备的坚强后盾。”

　　2. 网络架构焕然一新

　　Gartner专家沙玛表示，除了速度快和低延时，5G网络还有很强的向下兼容能力，因此在对其架构的改造上，研究人员可以有更大的自主权。

　　“5G无线网络将加入类似Cloud RAN（云端无线接入）的全新架构，本地化的微数据中心将会崛起，它们可以支持如工业物联网网关、高清视频缓存和转码等基于服务器的网络功能。此外，对全新拓扑协议的支持让5G可以更好的管理较为分散的异构网络。”沙玛说道。

　　“5G网络在基站建设上将会有突飞猛进的发展，”恩特纳说道。“眼下我们还不知道未来会采用何种无线数据传输技术，许多人在这个问题上产生了分歧。”

　　3. 前期实验正在进行中

　　除了此前提到的AT&T和Verizon，许多公司也已经开始了5G网络的测试，其中包括阿尔卡特朗讯、爱立信、富士、诺基亚和三星。

　　除了这些老牌电信设备商，还有许多科技公司也盯上了5G技术带来的商机。谷歌（微博）最近就收购了5G网络技术公司Alpental，以推动毫米波技术的进步。微软也开始利用电视的空白频谱进行测试。此外，Facebook发起了一项开放式计算计划，未来它将成为Internet.org的一部分，并为贫困的发展中国家提供网络支持。

　　4. Wi-Fi技术暂时还没有大的突破

　　虽然未来几年5G技术将得到长足的进步，但我们熟悉的Wi-Fi却没有这份待遇。汉克认为业界在这方面犯了个大错，毕竟两种技术未来还会继续共存，Wi-Fi技术的进步也不能被忽略。不过，恩特纳表示，业界也考虑到了Wi-Fi，但5G的主要任务是承载未来几年内逐步上升的联网设备，而不是在家里与Wi-Fi协同工作。

　　“5G非常重要，因为现有的网络设计已经无法承载未来庞大的设备量了。”恩特纳说道。“现在的情况大大超出了10年前的预期，我们需要找到有效的解决方式。”

　　5. 美国不会成为首个部署5G网络的国家

　　除了美国运营商，日本的NTT Docomo也已经开始了5G网络的测试，此外，韩国则很有可能在2018年平昌冬奥会开幕前正式上马5G网络。因此，在5G网络的建设上，美国并没有走在最前端，真正能最先体验这一技术的是亚洲国家。

　　4G标准解析

　　4G和LTE技术同义，它们都是现有3G无线标准的演化。实际上，LTE是3G的一种先进形式，它标志着数据/语音混合网络向仅数据IP网络的转移。

　　LTE之所以能够实现更高的数据吞吐量，主要依赖于两大关键技术：MIMO和OFDM。后者的全称是正交频分复用，这种频谱效率方案可实现较高的数据传输速率，并允许多位用户共享一个通用频段。

　　多输入多输出（MIMO）技术在传输和接收器上使用了多根天线，从而进一步提升了数据吞吐量和频谱效率。它使用了复杂的数字信号处理技术，可在相同频段内设立多股数据流。早期的LTE网络在上行和下行链路都可支持2x2 MIMO。

　　LTE标准使用了频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两种双工工作形式。但是，世界各国政府都基于出售LTE频谱来获利，而完全没有任何规划和考虑，这也导致了LTE如今拥有44个混乱的频段。

　　最后需要指出的是，LTE网络存在不同的类型。从消费者的角度讲，这些类型主要根据理论速度区分。

　　LTE-Advanced：4G和5G之间的桥梁

　　LTE-Advanced（简称LTE-A）是原始LTE技术朝着更高带宽的演变，承诺带来三倍于基本LTE网络的速度。

　　LTE-A主要由5个部分所组成，分别是载波聚合、提升的的MIMO、协调式多点（CoMP）、中继站、异构网络或HetNet。

　　载波聚合或新道具和是一种传输方案，可允许来自不同频谱的最多20个信号结合成单独一股数据流。接下来，LTE-A会把MIMO的天线配置提升至8x8，以增加使用波束转向技术的无线电流的数量。

　　随后，协调式多点技术可让移动设备从多个单元（Cell，指代信号覆盖的地理区域）发送和接收无线电信号，以减少来自其他单元的串扰，并确保单元边缘也能拥有最优性能。韩国运营商SK Telecom在2012年夏天率先推出了世界首个LTE-A网络，他们当时就使用了CoMP的一种早期形式。

　　LTE-A设置中的中继是一种在单元边缘使用多跳通信的基站。它会接收较弱的信号，然后增强其质量并重发。

　　HetNet是最后也是最关键的一个环节，这是一套由大小单元所层叠的多层系统，可产生廉价带宽。作为蜂窝架构的逐步演变，HetNet的复杂程度要高得多。在这套网络下，小单元会在蜂窝系统当中添加数百甚至数千个接入点。

　　值得注意的是，虽然LTE-A标准架起了4G和5G之间的桥梁，从很多方面来说，HetNet的概念可以说是LTE-A和5G网络之间的粘合剂。这也就是为什么那么多的无线产业观察者会把5G网络称作是LTE-A的增强形式。

　　进入5G

　　下一代移动通信网络（NGMN）联盟对5G的定义如下：

　　“5G是一个端对端的生态系统，可带来一个全面移动和联网的设备。通过由可持续商业模式开启的、具备连贯体验的现有和新型的用例，它增强了面向消费者合作者的价值创造。”

　　基本上讲，LTE-A是6GHz以下5G无线电接入网络（RAN）的基础，而从6GHz到100GHz的频率则会同时进行新技术的探索。就拿MIMO来说，5G将该技术升级成了Massive MIMO，当中的天线配置从16x16猛增至256x256，这将会带来无线网络速度和覆盖的飞跃。

　　5G试点网络的早期蓝图主要由波束成形技术和小单元基站组成。目前，爱立信、诺基亚和三星等公司已经推出了使用这两种技术的试点项目，所获得的结果也令人振奋。

　　5G技术的目标可以被归结为以下几个数字：

　　1000x的容量提升

　　1000亿+的连接支持

　　10GB/s的最高速度

　　1ms以下的延迟

　　如何区分4G和5G

　　1.首先也是最为重要的，基于LTE的4G网络正在经历一次快速部署，而5G网络目前还只停留在研究报告和实现项目阶段，后者的大规模部署预计要等到2020年。

　　2.4G和之前的移动网络主要侧重于原始带宽的提供，而5G旨在提供无所不在的连接，为快速弹性的网络连接奠定基础，无论用户身处的是摩天大楼还是地铁站。

　　3.5G网络并不会独立存在，它将会是多种技术的结合，包括2G、3G、LTE、LTE-A、Wi-Fi、M2M等等。换句话说，5G的设计初衷是去支持多种不同的应用，比如物联网、联网可穿戴设备、增强现实和沉浸式游戏。

　　不同于4G，5G网络有能力处理大量的联网设备和流量类型。比如说，当处理高清视频在线播放任务时，5G可提供超高的速度链接。而面对传感器网络时，它就只会提供低数据传输速率了。

　　4.5G网络将会率先使用云RAN和虚拟RAN这样的新架构，以促进一个更加中心化网络的建立，并通过身处网络边缘的本地化数据中心来最大化地利用服务器农场。

　　5.最后，5G还会率先利用感知无线电技术，让网络基础设施自动决定提供频段的类型，分辨移动和固定设备，在特定时间内适配当前状况。换句话说，5G网络可同时服务于工业网络和Facebook应用。