5G时代的基石 详解千兆级LTE战略部署

 第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，外语缩写：5G。也是4G之后的延伸，正在研究中，网速可达5M/S - 6M/S .

尽管5G已被提上日程，但这依然不影响一个既定事实：5G商用到形成气候，还需要3-5年——根据工信部、3GPP、中国IMT-2020(5G)推进组以及三大运营商的5G商用计划显示，2017年中国将展开5G网络第二阶段测试，2018年大规模试验组网，2019年建设5G网，最快2020年商用5G。严格说，每一代移动通信技术要想覆盖的严丝合缝，必须经历一个过渡期，而5G的必经之路，就是千兆级LTE。

先于5G时代的千兆级LTE

千兆级LTE的理论速度可以达到光纤级别的1Gbps，与国际电信联盟对4G定义的标准一致，业界称之为LTE-A。单从速度来说，千兆级LTE当然没法和数千兆级的5G相提并论，不过，前者是在为5G铺路，未来5G的技术很多都是从4G演化而来，两者会长期共存和互补。

原因在于，5G不可能一夜之间部署完整，通常会先从热点地区开始部署，再慢慢扩展。在5G的整个时间表中，4G还会继续发展，LTE、LTE-A、LTE-A Pro会和5G长期共存和互补，这是未来5G全球标准商业化的步骤。这也是为什么到现在，一个多模的手机里，2G、3G、4G频段都在协同工作。

那么，业界所称的“光纤级别”的速率，甚至高于家庭光纤速率是怎么炼成的?

就要从LTE技术的起点说起，它得具备这几个特性：

LTE最入门级的考虑就是有一个20MHz带宽的载波(以前GSM时代是200KHz，WCDMA和HSPA+时代是5MHz)，在这个基础上，LTE的调制方式也比2G和3G有了一个升级，因为一个信道的宽度、容量和数据率、单位时间传输的数据呈正比。此载波基础上，下行初始的调制方式是64-QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制——可以视为一种信号调制方式，每个信号可以传6个bit)，且至少部署2x2MIMO(指的是在接收端要有两个天线，有两个接收的射频通路，可以理解成有两个数据流)。这种配置下，一个数据流可以传75Mbps，由于至少有两个数据流，所以实际就是75×2=150Mbps。

以上速率已经是几年前的LTE，而LTE基本每年都在发展，整个生态系统同样在发展。

每一代通信技术的原理都大同小异，每一代移动通信的升级，载波带宽都在持续提升，而千兆级LTE之所以能达到第一代LTE十倍的速度，是因为多种技术的加持，包括：载波聚合、更复杂的高阶调制、更高阶的MIMO。

(1)第一步，载波聚合，增加信道数量。简单的理解就是利用基带以及射频技术，将三个载波进行聚合，成为一个更宽的通道。这是三个技术中最易实现最早被采用的。

以澳洲运营商Telstra举例。Telstra有三个授权频段，每个频段都是20MHz，它可以通过射频和基带技术，把这三个载波、三个频段聚合起来，变成一个更宽的信道=3×20MHz，以达到更高的传输速度=60MHz。由于每个载波可以传输2个数据流，三载波条件下一共有6个数据流，一个数据流是64-QAM，速度是75Mbps，所以三载波聚合可以得到450Mbps。这就是实现千兆级的技术之一，通过三个载波聚合将速度提升到450Mbps。

(2)第二步是高阶调制，通过增强调制方式让每个信号搬运更多的数据。

简单来说，最初使用的64-QAM承载了6个bit仅支持75Mbps的速率，现在，高通将其升级到256-QAM，比原来提升了33%，每个可以支持100Mbps。再次经过三载波聚合，结果就是6×100Mbps，在两个技术叠加的情况下可以将速率从450Mbps 提升到 600Mbps。这个数字足以让我们兴奋了。

(3)第三步是在终端上部署更高阶的MIMO，更多的天线，更多的收发链路，从而支持更多的数据流。

再次以Telstra的部署为例，在前两个技术提升上，高通将6个信息流以载波聚合达到了600Mbps，而使用4×4MIMO技术之后，一个载波上的数据流数量从2个变成4个，这种部署下的三载波(其中两个载波有4x4MIMO，一个载波是2x2MIMO)，就可以有10个信息流，将速率提升到10×100Mbps=1000Mbps。由此，LTE的速率达到千兆级，足以同时收看37个以上的Netflix 4K视频节目了。

千兆级LTE支持未来体验

1Gbps的速率是一种什么样的体验?不妨设想一下这几种使用场景：沉浸式的VR、云存储和计算、更丰富的娱乐、即时APP。

比如，如果将海量的音频、视频资源都放在云端，可以用极短的时间将文件下载下来，这样一来，电池续航时间能得到延长，终端发热等各方面情况也会相应有所改善。

再以云存储为例，通过千兆级LTE，用户在云端读取文件的速度体验近于在本地实时读取的体验。未来，云盘替代本地存储将有望实现。

即时APP的意思是，未来很有可能会在手机上将APP上的所有数据存储到云端，以极高的速度读取云端数据打开应用。因此，手机很可能根本用不着下载大部分的外置应用，而可以实现即时打开，即时使用。