第五代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術(shù),外語縮寫:5G。也是4G之后的延伸,正在研究中,網(wǎng)速可達5M/S - 6M/S .
盡管5G已被提上日程,但這依然不影響一個既定事實:5G商用到形成氣候,還需要3-5年——根據(jù)工信部、3GPP、中國IMT-2020(5G)推進組以及三大運營商的5G商用計劃顯示,2017年中國將展開5G網(wǎng)絡第二階段測試,2018年大規(guī)模試驗組網(wǎng),2019年建設5G網(wǎng),最快2020年商用5G。嚴格說,每一代移動通信技術(shù)要想覆蓋的嚴絲合縫,必須經(jīng)歷一個過渡期,而5G的必經(jīng)之路,就是千兆級LTE。
先于5G時代的千兆級LTE
千兆級LTE的理論速度可以達到光纖級別的1Gbps,與國際電信聯(lián)盟對4G定義的標準一致,業(yè)界稱之為LTE-A。單從速度來說,千兆級LTE當然沒法和數(shù)千兆級的5G相提并論,不過,前者是在為5G鋪路,未來5G的技術(shù)很多都是從4G演化而來,兩者會長期共存和互補。
原因在于,5G不可能一夜之間部署完整,通常會先從熱點地區(qū)開始部署,再慢慢擴展。在5G的整個時間表中,4G還會繼續(xù)發(fā)展,LTE、LTE-A、LTE-A Pro會和5G長期共存和互補,這是未來5G全球標準商業(yè)化的步驟。這也是為什么到現(xiàn)在,一個多模的手機里,2G、3G、4G頻段都在協(xié)同工作。
那么,業(yè)界所稱的“光纖級別”的速率,甚至高于家庭光纖速率是怎么煉成的?
就要從LTE技術(shù)的起點說起,它得具備這幾個特性:
LTE最入門級的考慮就是有一個20MHz帶寬的載波(以前GSM時代是200KHz,WCDMA和HSPA+時代是5MHz),在這個基礎上,LTE的調(diào)制方式也比2G和3G有了一個升級,因為一個信道的寬度、容量和數(shù)據(jù)率、單位時間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)呈正比。此載波基礎上,下行初始的調(diào)制方式是64-QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅調(diào)制——可以視為一種信號調(diào)制方式,每個信號可以傳6個bit),且至少部署2x2MIMO(指的是在接收端要有兩個天線,有兩個接收的射頻通路,可以理解成有兩個數(shù)據(jù)流)。這種配置下,一個數(shù)據(jù)流可以傳75Mbps,由于至少有兩個數(shù)據(jù)流,所以實際就是75×2=150Mbps。
以上速率已經(jīng)是幾年前的LTE,而LTE基本每年都在發(fā)展,整個生態(tài)系統(tǒng)同樣在發(fā)展。
每一代通信技術(shù)的原理都大同小異,每一代移動通信的升級,載波帶寬都在持續(xù)提升,而千兆級LTE之所以能達到第一代LTE十倍的速度,是因為多種技術(shù)的加持,包括:載波聚合、更復雜的高階調(diào)制、更高階的MIMO。
(1)第一步,載波聚合,增加信道數(shù)量。簡單的理解就是利用基帶以及射頻技術(shù),將三個載波進行聚合,成為一個更寬的通道。這是三個技術(shù)中最易實現(xiàn)最早被采用的。
以澳洲運營商Telstra舉例。Telstra有三個授權(quán)頻段,每個頻段都是20MHz,它可以通過射頻和基帶技術(shù),把這三個載波、三個頻段聚合起來,變成一個更寬的信道=3×20MHz,以達到更高的傳輸速度=60MHz。由于每個載波可以傳輸2個數(shù)據(jù)流,三載波條件下一共有6個數(shù)據(jù)流,一個數(shù)據(jù)流是64-QAM,速度是75Mbps,所以三載波聚合可以得到450Mbps。這就是實現(xiàn)千兆級的技術(shù)之一,通過三個載波聚合將速度提升到450Mbps。
(2)第二步是高階調(diào)制,通過增強調(diào)制方式讓每個信號搬運更多的數(shù)據(jù)。
簡單來說,最初使用的64-QAM承載了6個bit僅支持75Mbps的速率,現(xiàn)在,高通將其升級到256-QAM,比原來提升了33%,每個可以支持100Mbps。再次經(jīng)過三載波聚合,結(jié)果就是6×100Mbps,在兩個技術(shù)疊加的情況下可以將速率從450Mbps 提升到 600Mbps。這個數(shù)字足以讓我們興奮了。
(3)第三步是在終端上部署更高階的MIMO,更多的天線,更多的收發(fā)鏈路,從而支持更多的數(shù)據(jù)流。
再次以Telstra的部署為例,在前兩個技術(shù)提升上,高通將6個信息流以載波聚合達到了600Mbps,而使用4×4MIMO技術(shù)之后,一個載波上的數(shù)據(jù)流數(shù)量從2個變成4個,這種部署下的三載波(其中兩個載波有4x4MIMO,一個載波是2x2MIMO),就可以有10個信息流,將速率提升到10×100Mbps=1000Mbps。由此,LTE的速率達到千兆級,足以同時收看37個以上的Netflix 4K視頻節(jié)目了。
千兆級LTE支持未來體驗
1Gbps的速率是一種什么樣的體驗?不妨設想一下這幾種使用場景:沉浸式的VR、云存儲和計算、更豐富的娛樂、即時APP。
比如,如果將海量的音頻、視頻資源都放在云端,可以用極短的時間將文件下載下來,這樣一來,電池續(xù)航時間能得到延長,終端發(fā)熱等各方面情況也會相應有所改善。
再以云存儲為例,通過千兆級LTE,用戶在云端讀取文件的速度體驗近于在本地實時讀取的體驗。未來,云盤替代本地存儲將有望實現(xiàn)。
即時APP的意思是,未來很有可能會在手機上將APP上的所有數(shù)據(jù)存儲到云端,以極高的速度讀取云端數(shù)據(jù)打開應用。因此,手機很可能根本用不著下載大部分的外置應用,而可以實現(xiàn)即時打開,即時使用。