5G实际上是如何工作的？

4G LTE已经为数百万客户提供超级快速数据，但越来越多的载体希望在开关甚至是尼泊尔1 Gbps网络和手机吹嘘更快的调制解调器，很难想知道我们很快就结束了下一代5G网络。不幸的是，我们都习惯于听到克服一些技术障碍，并且在消费者开始接收到第一个5G信号之前，仍有大量的基础设施投资，但日期已关闭。

If you’ve been wondering at what stage all of this new technology is at and just how far away we still are from 5G, 5G Americas, an industry trade association and voice of 5G and LTE for the Americas, has recently published a paper looking specifically at how the industry is steadily advancing. You can read the full白皮书在这里，但我们通过一些更相关的部分挖掘，所以你不必，也没有张贴自己的额外见解。

5G - 技术概述

在详细信息之前，这是在未来几年内到达5G的预期的快速回顾。峰值网络数据速率将达到20 Gbps下载和10 Gbps，IMT-Advanced 4G的改进是20倍。然而，美国用户可能会看到我们的数据速率将鼠标悬停在100 Mbps的某个地方，从典型的10 Mbps，4G。

如果这似乎与一些似乎没有巨大的速度提升今天是最快的网络请记住，我们已经很好地引入了LTE-Advanced，这有助于将差距与明天的5G网络桥接。实际上，5G旨在以一些有趣的方式与LTE连接集成。甚至可能实现了大约5g特征LTE-Advanced Pro完整5G卷展览前的扩展，包括使用256QAM，大规模的MIMO和LTE-Unliced Spectrum。

预计其他5G的改进将包括可移动支持高达500 km / h，1 ms用户平面延迟，为每平方公里的100万设备提供支持，多达1 GHz的带宽可从多个无线电载波获得。至于Timescale，第一个5G规范将于2018年初完成，使得第一个基于标准的网络在2019年和2020之间的某个时候部署。

寻找频谱

广泛地说，许可频谱仍然是载体的珍贵商品，目前似乎没有足以通过不断变化的5G标准达到崇高的崇高规范。

为了帮助SIDESTEP这个问题，5G正在寻找各种频谱选项，包括高于6 GHz的新频率带宽，并利用未经许可的频段增加容量。这种方法的缺点是这些高频不会远行或穿透墙壁以及低供应的低频带。因此，未来的5G网络将比今天的网络，结合短，媒体和长距离覆盖来提高容量，将未来的5G网络看起来更加拼凑。

实际上，这意味着利用现有的4G LTE频段并附合5G新收音机（NR）技术随着时间的推移，并通过演变现有的载波聚合和较大的多天线技术来组合这两个。5G NR不仅可以支持一系列新的用例，例如质量IOT，也是不同的频谱。该想法是能够在长距离，小型电池，MMWAVE和Wi-Fi频率之间与可用频段之间的无缝转换和同时连接。

为了使这一经济型运营商可行，现有的4G LTE频段可能会留下可预见的未来。而是5G NR开发和新的无线电频率主要用于利用当前未使用的CM波和MMWAVE频率。

这些短距离站可能由密集包装的天线阵列构成，这偶然地恰好是提高容量所需的内容。此外，已经示出了较大的天线阵列以提高甚至非常高的频率实现的范围。在布鲁克林5G峰会上提出的2016年NTT DOCOMO学习表明，77 x 77天线阵列6,000元素的距离在3.5 GHz的距离中可以超过一公里，甚至可以在30 GHz下占800米。即便如此，这需要40到50个基站，以提供与8到10 4G站相同的区域覆盖，尽管速度要高得多。

这些高频，大规模的MIMO天线阵列需要波束成形和/或鲷次跟踪，以最大化对用户的数据效率。由此，我们的意思是天线会向用户发送聚焦数据流，而不是当前的全向广播。这是通过三角化用户的位置来完成的，并使用智能算法沿最佳路径向数据射回。显然，这比目前的技术更符合且昂贵，但大大提高带宽效率并允许使用非常高频带。但是，研究仍然正在进行，最终规范这些高频天线技术尚未完成。

虽然，它比高频频谱更多地进入5G标准。随着频率频谱的长距离越来越多的覆盖率和带宽与消费者来说同样重要，而是对于IOT和其他连接的市场。在今年美国，FCC举行了以前用于电视广播的低频带600 MHz光谱的拍卖，这T-Mobile买了45％的。

我们可能会在未来几年内看到额外的低频光谱重新扫描，这将用于扩展4G和5G长距离覆盖。随着电视和无线电客户在数字和互联网上移动更多数据，对专用模拟频谱的需求正在缩短，并且可以为更快的5G数据重新施加这一点是有意义的。

3GPP目前在第15版中标准化5G频率，预计2018年3月完成了5G的非独立版本。

未经许可的频谱

随着来自无线蜂窝塔的新能力，建立区域的超快速5G速度可能需要使用光纤宽带支持的小型电池Wi-Fi聚合，以处理纯粹的用户数。为此，5G将聚合LTE和5G信号与在未许可频谱中传输的附加数据组合。当今的WiFi路由器通常使用2.4 GHz和5 GHz频段，其中3.5 GHz频段可供未来添加更多频谱。FCC也在开放3550至3700 MHz CBRS频段的过程中，以供将来与这些小细胞一起使用。

我们不一定要等到5G技术开始出现在2020年左右，以开始看到未经许可的频谱的好处。智能手机处理器软件包已经越来越高度支持LTE-U，最近的3GPP版本13概述了许可证辅助访问（LAA）规格和支持LWA / LWIP的规格。在美国，T-Mobile已经拥有自己的LTE-U Service，在Bellevue，WA;布鲁克林，纽约;迪尔伯恩，米;拉斯维加斯，NV;理查森，德克萨斯州;和西米谷，加利福尼亚州。

LTE-U被Qualcomm及其合作伙伴的矛头。基本上，原理是在与常见的Wi-Fi信号相同的频率范围内操作LTE频带。但是，由于FCC设置的规定，LTE-U设备必须符合与今天存在的Wi-Fi设备相同的电源限制，限制其范围。即便如此，将LTE频段添加到Wi-Fi频谱中是提供额外容量的一种方式。

提出的大问题与未经许可的频谱呈现如何影响常规Wi-Fi的用户？他们的家庭连接质量不会遭受高拥堵和智能手机用户堵塞宽带数据吗？使用未经许可的频谱肯定不是能力问题的最终答案，并采取关心，以确保当前的基础设施不会与LAA扣发。

Laa基本上是LTE-U的标准化版本，由3GPP管理。两者之间的大区别是LAA要求“倾听前谈话”功能，扫描本地Wi-Fi使用，并以某种系统延迟的成本自动选择WiFi用户的5 GHz通道。未指出，该技术共享相同的频道，但是LAA数据优先于其他Wi-Fi用户提供公平共享数据。聆听前谈话是欧洲和日本的未经许可运作的要求，但在美国，韩国或印度的规定中并未在监管中载入，因此为什么这些国家专注于LTE-U代替。版本14中即将推出的增强LAA（ELLA）规范也可以实现未许可频谱的上行链路使用。

另一个选项是捎带有关现有的Wi-Fi网络，而不是必须将新的LTE小区技术部署到未许可的频谱中。LTE-WLAN聚合（LWA）也标准化为3GPP版本-13的一部分，并实现了LTE和Wi-Fi网络的无缝用法。

在这种情况下，LTE信号不与Wi-Fi竞争，而是同时电话连接到传统的较低频率LTE频带和公共Wi-Fi热点，并跨两者聚合数据。上行的是，它更具成本效益，并简化了运营商的部署。LWA部署也没有风险堵塞Wi-Fi频率，具有新的LTE实现。

与LWIP技术的差异是LWA在分组数据层聚合LTE和Wi-Fi，而LWIP聚合或仅在IP层处的LTE和Wi-Fi链路之间切换。因此，使用LWA，数据可以在所有应用程序的最小级别中分开，这大大提高了吞吐量。LWIP必须为每个应用程序切换IP，但适用于传统Wi-Fi硬件。目前LWA不支持上行链路，但这将随着第14段中的增强LWA（ELAW）的到来而变化。

包起来

虽然很多这仍然可能听起来像是这样的，但今天的一些智能手机实际上已经准备好了一些这些技术。现在，载波聚合和LTE-Advance已经存在一段时间，而且Qualcomm现有的X12和X16调制解调器在一系列Snapdragon移动平台内部已经支持LTE-U。公司正准备出售其多模式4G / 5G X50调制解调器在未来几个月的合作伙伴，ARM有其Cortex-R8 CPU针对其他正在寻求设计自己调制解调器的公司。

在未来的5G技术中，在这一点上，虽然这是一个不合规的和不断发展的技术，但许多成分已经建立在今天的智能手机和其他小工具中。Although carriers will no doubt celebrate firing up their first 5G networks, in reality we’re looking at a gradual evolution through the rollout of LTE-Advanced and Advanced-Pro, which will mean that many of us will already be using some next-generation wireless features by the time the carriers flip their 5G switches.