‧ 4G 與 5G 網路的區別和相似之處

騰訊數碼肖恩

[摘要]最近，科技網站Android Authority，就對4G和5G兩種行動網路標準，進行了詳細地介紹。

4G行動網路，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。這些標準對於大多數人來說，或許已經不再陌生，但你是否真的瞭解它們，並知曉兩者的區別呢？

最近，科技網站Android Authority，就對4G和5G兩種行動網路標準，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，它標誌著資料/語音混合網路向資料IP網路的轉移。

LTE之所以能夠實現更高的資料輸送量，主要依賴於兩大關鍵技術：MIMO和OFDM。後者的全稱是「正交划頻多工」，這種頻譜效率方案，可實現較高的資料傳輸速率，並允許多位元用戶共用一個通用頻段。

多輸入多輸出（MIMO）技術，在傳輸和接收器上使用了多根天線，從而進一步提升了資料輸送量和頻譜效率。它使用了複雜的數位信號處理技術，可在相同頻段內設立多股資料流程。早期的LTE網路在上行和下行鏈路都可支援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，世界各國政府都基於出售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。

最後需要指出的是，LTE網路存在不同的類型。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之間的橋樑

LTE-Advanced（簡稱LTE-A）是原始LTE技術朝著更高頻寬的演變，承諾帶來三倍於基本LTE網路的速度。

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、異構網路或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，結合成單獨一股資料流程。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。

隨後，協調式多點技術，可讓行動設備從多個單元（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，並確保單元邊緣，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網路，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，然後增強其品質並重發。

HetNet是最後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，可產生廉價頻寬。作為蜂窩架構的逐步演變，HetNet的複雜程度要高得多。在這套網路下，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之間的橋樑，從很多方面來說，HetNet的概念可以說是LTE-A和5G網路之間的粘合劑。這也就是為什麼那麼多的無線產業觀察者，會把5G網路稱作是LTE-A的增強形式。

進入5G

下一代移動通信網路（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無線電接入網路（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，這將會帶來無線網路速度和覆蓋的飛躍。

5G試點網路的早期藍圖，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位：

1000x的容量提升

1000億+的連接支援

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，基於LTE的4G網路正在經歷一次快速部署，而5G網路目前還只停留在研究報告和實現專案階段，後者的大規模部署預計要等到2020年。

2.4G和之前的行動網路，主要側重於原始頻寬的提供，而5G旨在提供無所不在的連接，為快速彈性的網路連接奠定基礎，無論用戶身處的是摩天大樓還是地鐵站。

3.5G網路並不會獨立存在，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的設計初衷是去支援多種不同的應用，比如物聯網、聯網可穿戴設備、增強現實和沉浸式遊戲。

不同於4G，5G網路有能力處理大量的聯網設備和流量類型。比如說，當處理高清影像線上播放任務時，5G可提供超高的速度連結。而面對感測器網路時，它就只會提供低資料傳輸速率了。

4.5G網路將會率先使用雲RAN和虛擬RAN這樣的新架構，以促進一個更加中心化網路的建立，並通過身處網路邊緣的當地語系化資料中心，來最大化地利用伺服器農場。

5.最後，5G還會率先利用感知無線電技術，讓網路基礎設施自動決定，提供頻段的類型，分辨行動和固定設備，在特定時間內適配當前狀況。換句話說，5G網路可同時服務於工業網路和Facebook應用。

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