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什么是5G，我們?yōu)楹涡枰?/span>5G？

手機問世多年以來，蜂窩基礎設施幾經變革。第一代蜂窩網絡是以“模擬”技術為基礎的，比如高級移動電話服務（AMPS）。第二代（2G）系統(tǒng)主要采用數字技術使用標準，例如全球移動通信系統(tǒng)（GSM）。在功能上，2G在通話的基礎上增加了基本SMS（短信）功能，但無線數據傳輸容量非常有限。那時使用2G移動設備來瀏覽網頁仍非常受限。無線數據主要用來發(fā)送短信、收發(fā)郵件和傳輸靜態(tài)圖片。

3G，即第三代網絡，具有更高速的數據傳輸能力，使用寬帶碼分多址（W-CDMA）已經能夠傳輸一定大小的視頻。3G之后的演變有HSPA和HSPA+（相當于3.5G），它們提供了更好的用戶體驗。不過，與大多數消費者用作比較基準的WiFi或無線局域網的速度相比，在像視頻之類的大數據應用傳輸速度方面仍然較慢。

現今，網絡服務供應商正在基于長期演進（LTE）技術推出第四代（4G）網絡。LTE相比3G網絡在數據流量方面有顯著的提升，峰值速率提高了5~6倍（見表1）。多數服務供應商打算轉移至LTE-Advanced，也就是4.5G，該網絡的可用帶寬預期將是LTE的兩倍。LTE和LTE-Advanced技術的到來，使得無線數據消費者目前擁有了一項在用戶體驗方面可以匹敵WiFi的通信技術。

表面來看，隨著LTE的發(fā)展，未來無線數據傳輸容量似乎可以在用戶體驗方面與WiFi平起平坐，至少從表面上降低或減輕了對大幅提高帶寬的需求。然而，隨著智能手機、平板電腦等智能設備的迅速普及，網絡容量和帶寬消耗也在加速。實際上，行業(yè)分析師預測2014年的無線數據需求量將會超過2009年的35倍以上（見圖1），并且這種增速會一直持續(xù)。容量實際上是帶寬的函數。單位時間傳輸的比特越多，就越能更快地釋放頻譜滿足其他用戶及其數據需求。雙倍的數據傳輸率能夠有效地將數據容量提升2倍。因此，5G研究的主要動力就是通過帶寬增加來提升網絡容量，避免容量不足。

圖1 移動數據流量的行業(yè)預測（來源：《Mobile Broadband: The Benefits of Additional Spectrum》，FCC Report 10/2010）

LTE和LTE- Advanced為何不能完全滿足消費者的需求?

考慮到無線用戶對數據的消費速率，一個讓整個行業(yè)真正擔心的問題是，如果沒有重大的技術升級，不久的將來網絡容量就會變得非常受限。以目前的LTE速率為例，其下行速率為300 Mbps，上行速率為150 Mbps。該速率比3G和3.5G技術要快4~5倍。LTE-Advanced則可將速率進一步提升2-4倍。這樣，在過去10到15年的時間里，全球移動運營商已將通信容量提升了20倍。而與此同時，需求卻增加了100多倍。由此，LTE-Advanced的必要性和新五代網絡的關鍵性不言而喻。實際上，無線基礎設施公司及3GPP標準機構的其他成員提出了一項挑戰(zhàn)，即到2020年將數據容量提升1000倍

5G將如何解決“帶寬/容量”危機？

首先，關于5G的討論已有很多——5G將會是什么，又將不會是什么。我們都知道5G將會比如今的4G以及最終的LTE-Advanced（有時又被稱為4.5G）速度都要快許多。真正的問題是，在現有設備和可用頻譜等基礎設施的狀況下，我們如何才能實現更快的性能和更高的容量。3GPP標準機構正在組建研究小組探討下一代無線問題，希望能在明年初有所解決。目前的共識是，沒有什么“靈丹妙藥”或者哪一種技術能夠實現所需的帶寬擴展，但是多種先進技術的結合則能夠做到，比如包含小型蜂窩和多點協(xié)調的異構網絡、頻譜再分配，以及自組織網絡（SON）等其他先進技術。

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