無線網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)：4G無線 vs 5G無線
利用更多的頻譜和先進(jìn)的天線，廠商和運(yùn)營(yíng)商們計(jì)劃增加4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的速度。但是提高速度的關(guān)鍵是什么呢?正如研究者們?cè)谘邪l(fā)所謂5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)所發(fā)現(xiàn)的，關(guān)鍵在于縮短用戶和基站之間的距離，并且允許他們自動(dòng)進(jìn)行重新配置。
愛立信的架構(gòu)與產(chǎn)品組合副總裁Hkan Djuphamma說，從歷史發(fā)展的觀點(diǎn)看，新一代的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包含兩個(gè)基本組件，即移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)和頻譜的分配。
由于LTE存在物理上的限制，看來要以它為基礎(chǔ)再開發(fā)下一代的移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)是不太可能了，Djuphamma說。而且，頻譜的分配也越來越碎片化，因?yàn)闊o線波段目前已經(jīng)十分擁擠了。
按照Djuphamma的說法，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)仍將會(huì)繼續(xù)向前演進(jìn)，但是就目前來看，移動(dòng)行業(yè)并沒有朝著5G的方向走。
目前的Hetnet網(wǎng)絡(luò)，也就是混合型網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)趨勢(shì)將成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的關(guān)鍵。所謂Hetnet就是傳統(tǒng)大基站與小蜂窩的混合，基站一般放在用戶較多的區(qū)域。
其基本概念和現(xiàn)在的femtocell(毫微微蜂窩)相同，基站最常見的是放在家庭住宅里，分流網(wǎng)絡(luò)流量，既能改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，又可提供更高的容量。但是在Hetnet中，更小的基站和網(wǎng)絡(luò)的其他部分的集成是更加緊密的。
在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，需要能夠兼容2G、3G、4G的設(shè)備，而且在大多數(shù)情形下還要兼容Wi-Fi，需要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)各部分的負(fù)載和正在使用的應(yīng)用等情況在不同的接入方式間切換，并能夠動(dòng)態(tài)地智能地管理設(shè)備的接入。Djuphamma認(rèn)為，要做到這一切是一個(gè)非常有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。
各種不同的移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)使用相同的頻段。而根據(jù)接入一個(gè)基站的設(shè)備類型，將可以實(shí)時(shí)地改變頻率，以使性能最大化。
“我們今天是靜態(tài)分配頻率的，但是未來這一分配過程將會(huì)是完全動(dòng)態(tài)的。舉例來說，如果一個(gè)蜂窩內(nèi)沒有GSM手機(jī)在通信，那么所有頻率都可用于4G手機(jī)。但是如果有一部GSM手機(jī)進(jìn)入了該蜂窩，那么基站就會(huì)再次重新分配頻率，”Djuphamma說。
在瑞典皇家理工學(xué)院，研究者們已開始考察2020年的網(wǎng)絡(luò)會(huì)是什么樣子的，在他們看來，如果通信行業(yè)每10年發(fā)布新一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的話，那么到那時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該已經(jīng)出現(xiàn)。
瑞典皇家理工學(xué)院的無線電通信教授Jens Zander認(rèn)為，5G網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是將網(wǎng)絡(luò)容量提高千倍。他目前是該學(xué)院無線系統(tǒng)mailto:Wireless@KTH中心的負(fù)責(zé)人，他支持密度更大的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，也就是說基站間的距離會(huì)更短。
Zander稱，“除了LTE之外，我認(rèn)為未來網(wǎng)絡(luò)最重要的事情就是要發(fā)現(xiàn)在更短距離上的更好的、更廉價(jià)的解決方案，基站的安裝應(yīng)該和Wi-Fi一樣容易，但是容量更高，與網(wǎng)絡(luò)其余部分的協(xié)同性更好。”
在簡(jiǎn)化安裝過程時(shí)，一個(gè)很重要的部分就是自組織網(wǎng)絡(luò)的概念，這種網(wǎng)絡(luò)允許運(yùn)營(yíng)商或終端用戶把一個(gè)基站連入網(wǎng)絡(luò)，而且可以自動(dòng)化安裝。
“目前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成本中很大的一塊就是必須仔細(xì)地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，”Zander說。
短期的進(jìn)展將包括使用更多的頻率和多根天線。連續(xù)的頻段是一種稀缺資源，所以廠商會(huì)與運(yùn)營(yíng)商合作。這項(xiàng)技術(shù)允許運(yùn)營(yíng)商把不同頻段的頻譜捆綁在一起，將其當(dāng)成一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路來使用。
增加容量的另一種方法今天也已經(jīng)在使用，那就是MIMO天線技術(shù)。該技術(shù)在基站和設(shè)備中使用多根天線來提高速度。
MIMO所遇到的較大挑戰(zhàn)是，用戶設(shè)備如何才能容納各種不同的天線。天線越多意味著容量越高。
在一部手機(jī)中要容納進(jìn)兩根天線已經(jīng)是非常困難的了，Zander稱。而要想讓MIMO正常工作，每根天線必須能發(fā)現(xiàn)多少有些差別的無線信號(hào)。兩根天線之間的距離可以讓信號(hào)有所不同。
兩根天線間的距離到底應(yīng)有多遠(yuǎn)，取決于傳輸數(shù)據(jù)所使用的頻率。
由于不少的智能手機(jī)的屏幕越來越大，其外形尺寸也在增加，這對(duì)MIMO來說是件好事。正是因?yàn)槌叽巛^大，所以平板電腦和筆記本更容易容納下多根天線。
今天，MIMO只用于提高下載速度，但是將來很可能還會(huì)提高上傳速度。
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展將會(huì)呈現(xiàn)越來越具有革命性的演進(jìn)。“在移動(dòng)行業(yè)看來，或許有一天就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)巨大的飛躍，或者說4G就會(huì)變身為5G，”Djuphamma說。
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