在今年香港4G/5G峰會上，澳洲無線網絡運營商Telstra展示了全新的千兆級LTE網絡

，這一測試網絡采用愛立信的網絡基站設備，以及NETGEAR的千兆級LTE移動路由器。千兆級LTE設備采用的是Qualcomm驍龍X16調製解調器
，可以實現“像光纖一樣(fiber-like)”的1Gbps下載速度，是邁向5G網絡移動體驗的重要基石。

實現千兆級LTE的三種關鍵技術

千兆級LTE CAT-16速率是光纖級別的速率，這在無線通信領域算是一個新的突破。千兆級LTE是怎麼實現的呢？實際上這是多種技術相互融合達到的


，其中包括：

• 載波聚合
• 高階調製
• 更高階的MIMO

在這三個關鍵技術中，載波聚合是最容易實現的，也是最早被采用的。在Telstra的千兆級LTE網絡場景中，Telstra有三個20MHz的授權頻段，通過射頻和基帶技術可以把這三個載波的頻段聚合起來。這也可以理解為將三個射頻信道變成一個更寬的信道，就是3×20MHz = 60MHz。每個載波有2個數據流，三載波條件下一共有6個數據流。一個數據流就是64-QAM，速度是75Mbps。75Mbps×6=450Mbps
，所以三載波聚合可以得到450Mbps的帶寬。這是實現千兆級的關鍵技術之一，通過三個載波聚合將速度提升到450Mbps。

第二個關鍵技術是增強調製方式
，通過提高收發器的複雜度，一個信號可以搬運更多的比特（bit）。采用256-QAM調製方式，一個信號可以承載8個bit
，比以前64-QAM的一個信號承載6個bit提升了33%。一個數據流就從原來的75Mbps提升33%，變成了100Mbps。三載波聚合有6個數據流
，加上256-QAM
，一個數據流有100Mbps
，所以現在達到600Mbps。

第三個關鍵技術是部署4x4 MIMO。在終端上部署更高階的MIMO，即通過更多的天線和收發鏈路來實現更多的數據流。還是以Telstra的網絡部署為例
，它是在兩個載波上部署了4×4，剩下的一個載波還是2×2。使用4x4 MIMIO技術之後，一個載波上的數據流數量從2個變成4個

，這種部署下的三載波總共有10個數據流。在使用256-QAM的條件下，一個數據流是100Mbps
，所以100Mbps×10就到1Gbps。


總之，通過擴展載波
，增加信道的數量；通過調製方式的複雜度增加，每一個傳輸信號搬運更多的比特；通過更多的天線，更多的接收令
，更高階的MIMO形式，增加數據流的數量。綜合以上這些這些技術，我們就可以達到1Gbps的速率。

千兆級LTE的應用場景

千兆級LTE技術及其實現網絡可應用於多種用戶體驗場景和服務，比如沉浸式VR體驗，以及與本地存取速度相當的雲存儲和雲計算服務。如果要給未來的VR虛擬現實設備提供360度的視頻，即需要4K解析度和120幀每秒的刷新率，那麼需要的數據率大概是103Mbps
，即一秒鍾需要傳輸103M的數據。從LTE Cat.4到Cat.12
，它們的平均速度是達不到這個要求的，而根據對驍龍X16 LTE調製解調器的實際仿真結果，它能夠達到114Mbps的速率，因此完全可以支持360度全景VR的需求。

第二個應用場景是雲端存儲。現在智能手機上的閃存可以存儲很多媒體內容文件，本地訪問的速度大概是一秒可以存取116M的數據。但手機內存畢竟很有限，如果把多媒體內容文件存儲在雲端，且通信管道足夠寬的話
，采用驍龍X16 LTE調製解調器的千兆級LTE網(wang)絡(luo)設(she)備(bei)就(jiu)能(neng)提(ti)供(gong)和(he)閃(shan)存(cun)一(yi)樣(yang)快(kuai)的(de)存(cun)取(qu)能(neng)力(li)，訪(fang)問(wen)雲(yun)端(duan)存(cun)儲(chu)文(wen)件(jian)的(de)速(su)度(du)與(yu)訪(fang)問(wen)手(shou)機(ji)上(shang)內(nei)嵌(qian)的(de)本(ben)地(di)媒(mei)體(ti)文(wen)件(jian)的(de)速(su)率(lv)幾(ji)乎(hu)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de)，用(yong)戶(hu)已(yi)經(jing)感(gan)知(zhi)不(bu)到(dao)差(cha)別(bie)了(le)。

邁向5G時代

5G網絡的發展

自從2010年開始部署4G網絡以來，全球無線通信網絡和智能手機市場得以迅速發展和增長，有數據顯示截至2016年10月全球約有38億部聯網的智能設備。雖然4G LTE技術已經達到千兆級，但5G網絡有更高的期望和要求，速度要達到20Gbps。未來幾年
，4G和5G網絡肯定會重疊使用，而且還要有多模雙連接的工作模式，這跟過去5、6年3G/4G重疊交替的情形類似。千兆級LTE的部署實際是為5G鋪路

，它們相互補充和協同工作
，給大家提供一個無縫的用戶體驗。

雖然5G使用的技術很多都是從4G演化過來
，比如5G網絡使用的頻譜
、毫米波以及多天線陣列，但5G不是4G的簡單升級和提速。無論從技術實現還是應用場景，下一代5G網絡平台都將帶動新的市場發展，特別是沉浸式虛擬/增強現實VR/AR
、可穿戴智能設備和物聯網(IoT)，這將開啟萬物互聯的新時代。

5G毫米波網絡

我們知道5G網絡的頻段現在還在探討中，3GPP組織對於5G的各個層級
，如終端接入網
、核心網，還有如從物理層到鏈路層到應用層的規範，都還在製定中
，因此還需要一段時間才能確定一個全球的5G標準。高通最近發布的X50 5G調製解調器是支持5G早期驗證和技術儲備的一款調製解調器芯片，針對幾個比較特定的用戶場景，比如Verizon的5G TF和Korea Telecom的5G-SIG規範，它們兩個都是使用28GHz的毫米波頻譜。

5G的一個載波是100MHz，X50可以使用8個100MHz的5G載波
，聚合成800M的帶寬。這個帶寬可以提供下行5Gbps的速率
，比1Gbps的千兆級LTE提升了5倍。據Qualcomm高級產品總監沈磊先生介紹，驍龍X50 5G調製解調器可以和毫米波收發器、電源管理以及集成了千兆LTE X16調製解調器的驍龍處理器一起協同工作。它既提供了4G或千兆級LTE
，也提供了5G，可以實現雙連接

、多模支持。


5G支持的6GHz以下低頻段
，授權頻段最多到3.5GHz，非授權頻段大概到5GHz，這些頻段都比較低，所以相對來講帶寬比較受限
，而且也比較離散。因此

，業界開始從2G、3G時代的6GHz頻(pin)段(duan)去(qu)探(tan)索(suo)毫(hao)米(mi)波(bo)的(de)部(bu)署(shu)。從(cong)上(shang)麵(mian)的(de)頻(pin)譜(pu)分(fen)布(bu)圖(tu)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，右(you)側(ce)的(de)頻(pin)譜(pu)還(hai)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)，越(yue)往(wang)右(you)，隨(sui)著(zhe)頻(pin)段(duan)的(de)提(ti)升(sheng)

，帶(dai)寬(kuan)也(ye)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)寬(kuan)

，傳(chuan)輸(shu)的(de)數(shu)據(ju)就(jiu)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)，從(cong)而(er)提(ti)升(sheng)傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)。5G現在有意向在24GHz到100GHz頻段中的幾個點實現部署
，比如24GHz附近、60GHz附近、75GHz附近。這還需要國際電信聯盟和3GPP進行大量協商和準備的工作，但是在毫米波上部署5G的可能性很大。

為(wei)了(le)得(de)到(dao)更(geng)高(gao)的(de)帶(dai)寬(kuan)，我(wo)們(men)選(xuan)擇(ze)使(shi)用(yong)更(geng)高(gao)頻(pin)率(lv)的(de)毫(hao)米(mi)波(bo)，但(dan)毫(hao)米(mi)波(bo)頻(pin)段(duan)的(de)傳(chuan)輸(shu)性(xing)能(neng)比(bi)較(jiao)差(cha)。如(ru)何(he)解(jie)決(jue)毫(hao)米(mi)波(bo)的(de)劣(lie)勢(shi)？答(da)案(an)恰(qia)恰(qia)也(ye)是(shi)在(zai)毫(hao)米(mi)波(bo)更(geng)高(gao)的(de)頻(pin)率(lv)上(shang)。采(cai)用(yong)自(zi)適(shi)應(ying)波(bo)束(shu)成(cheng)形(xing)和(he)波(bo)束(shu)追(zhui)蹤(zong)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)很(hen)好(hao)地(di)補(bu)償(chang)、甚至抵消掉它的劣勢。通過使用高階MIMOhetianxianzhenlie，keyixingchenghenzhaideboshu
，tianxianbuxuyaozaiquanxiangfashe
，ershibayouxiandenengliangdoujizhongzaiyitiaoxianshangjinxingchuanshu，yincinengliangchuanshusulvjiukeyidedaomingxiantisheng，buchangkuaisushuaijiandepinputexing。ciwai
，haomiboyekeyihenhaodichuanyuezhangaiwu

，yongyouhenhaodefeishijuchuanshuxiaoguo，yincizhenggexingyedexinxinxianzaidouzaimingxianzengqiang。

5G網絡的應用

5G網絡主要有三大應用：

1. 增強的無線寬帶連接：像光纖一樣快的速度，高達20Gbps，支持360度VR體驗；
2. 支持海量IOT部署：窄帶LTE Cat M1/NB-1標準將支持物聯網對低功耗
   、低成本和廣泛覆蓋區域的要求；
3. 高可靠性關鍵控製應用：支持安防
   、遠程醫療、汽車電子和無人機等不同行業場景對高可靠性和低延遲的要求。

預計到2025年，全球將有超過100億個聯網的智能設備及物聯網(IoT)節點
，像光纖一樣快的5G網絡將為我們提供數千兆的即時訪問速度，我們將真正進入一個萬物互聯的世界。




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