无线网络的演进：4G无线 vs 5G无线

　　利用更多的频谱和先进的天线，厂商和运营商们计划增加4G移动网络的速度。但是提高速度的关键是什么呢?正如研究者们在研发所谓5G移动网络时所发现的，关键在于缩短用户和基站之间的距离，并且允许他们自动进行重新配置。

　　爱立信的架构与产品组合副总裁Hkan Djuphamma说，从历史发展的观点看，新一代的移动网络应包含两个基本组件，即移动标准和频谱的分配。

　　由于LTE存在物理上的限制，看来要以它为基础再开发下一代的移动标准是不太可能了，Djuphamma说。而且，频谱的分配也越来越碎片化，因为无线波段目前已经十分拥挤了。

　　按照Djuphamma的说法，移动网络仍将会继续向前演进，但是就目前来看，移动行业并没有朝着5G的方向走。

　　目前的Hetnet网络，也就是混合型网络的演进趋势将成为移动网络未来发展的关键。所谓Hetnet就是传统大基站与小蜂窝的混合，基站一般放在用户较多的区域。

　　其基本概念和现在的femtocell(微蜂窝)相同，基站最常见的是放在家庭住宅里，分流网络流量，既能改善网络覆盖，又可提供更高的容量。但是在Hetnet中，更小的基站和网络的其他部分的集成是更加紧密的。

　　在构建网络架构时，需要能够兼容2G、3G、4G的设备，而且在大多数情形下还要兼容Wi-Fi，需要依据网络各部分的负载和正在使用的应用等情况在不同的接入方式间切换，并能够动态地智能地管理设备的接入。Djuphamma认为，这是一个非常有挑战性的任务。

　　各种不同的移动标准将会使用相同的频段。而根据接入一个基站的设备类型，将可以实时地改变频率，以使性能最大化。

　　“我们今天是静态分配频率的，但是未来这一分配过程将会是完全动态的。举例来说，如果一个蜂窝内没有GSM手机在通信，那么所有频率都可用于4G手机。但是如果有一部GSM手机进入了该蜂窝，那么基站就会再次重新分配频率，”Djuphamma说。

　　在瑞典皇家理工学院，研究者们已开始考察2020年的网络会是什么样子的，在他们看来，如果通信行业每10年发布新一代移动网络的话，那么到那时，5G网络应该已经出现。

　　瑞典皇家理工学院的无线电通信教授Jens Zander认为，5G网络的目标是将网络容量提高千倍。他目前是该学院无线系统Wireless@KTH中心的负责人，他支持密度更大的移动网络，也就是说基站间的距离会更短。

　　Zander称，“除了LTE之外，我认为未来网络最重要的事情就是要发现在更短距离上的更好的、更廉价的解决方案，基站的安装应该和Wi-Fi一样容易，但是容量更高，与网络其余部分的协同性更好。”

　　在简化安装过程时，一个很重要的部分就是自组织网络的概念，这种网络允许运营商或终端用户把一个基站连入网络，而且可以自动化安装。

　　“目前的移动网络构建成本中很大的一块就是必须仔细地规划网络架构，”Zander说。

　　短期的进展将包括使用更多的频率和多根天线。连续的频段是一种稀缺资源，所以厂商会与运营商合作。这项技术允许运营商把不同频段的频谱捆绑在一起，将其当成一个数据链路来使用。

　　增加容量的另一种方法今天也已经在使用，那就是MIMO天线技术。该技术在基站和设备中使用多根天线来提高速度。

　　MIMO所遇到的较大挑战是，用户设备如何才能容纳各种不同的天线。天线越多意味着容量越高。

　　在一部手机中要容纳进两根天线已经是非常困难的了，Zander称。而要想让MIMO正常工作，每根天线必须能发现多少有些差别的无线信号。两根天线之间的距离可以让信号有所不同。

　　两根天线间的距离到底应有多远，取决于传输数据所使用的频率。

　　由于不少的智能手机的屏幕越来越大，其外形尺寸也在增加，这对MIMO来说是件好事。正是因为尺寸较大，所以平板电脑和笔记本更容易容纳下多根天线。

　　今天，MIMO只用于提高下载速度，但是将来很可能还会提高上传速度。

　　移动网络的未来发展将会呈现越来越具有革命性的演进。“在移动行业看来，或许有一天就会出现一个巨大的飞跃，或者说4G就会变身为5G，”Djuphamma说。

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