3G、4G、5G 的差异是什么?仅仅是网速快吗?

移动通信 类似问题:5G到底什么时候来,它究竟能给我们带来什么?
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5G???现在都还没人能说清楚5G将会是个什么东西,暂且别想那么远。关于2/3/4G的区别在以前的一篇回答里有大概讲了一下,仅供参考:所谓的2G/3G/4G的G是什么意思,有什么本质上的区别?其实对于用户而言,最主要的还是速率的提高和时延的降低,其他的用户体验都是由这两个主要的体验得来的。理论的就不扯了,我们可以用通俗易懂的语言来说点比较实际的东西。
  1. 传输网的变革。从SDH到MSTP(也是基于SDH)再到IPRAN,可以说传输网的变革与3G、4G能顺利应用是密不可分的。
  2. 基站的小型化。原先的2G基站都是机柜式的,一个大机柜,基带、射频等等部件都包含在里面,设备笨重(重达100-200kg),搬运不便,布放7/8馈线然后还要转接1/2馈线,布线施工比较麻烦,整体施工周期也比较长。后来到了3G时代,随着分布式基站的推出,基带和射频单元分开,射频单元靠近天线安装,只需要1/2馈线,基带和射频单元之间通过野战光缆相连,布线方便,同时基带和射频单元小型化(以常见的三个扇区的基站设备为例,基带+射频单元总重量也不会超过75kg),单人就能携带和安装,一只2-3人的施工队伍一天就能完成1-2两个站点的安装工作。而且分布式基站安装方便,基带单元小巧灵便,龙门架、室外综合电源柜、挂墙框都能安装,而其射频单元防水,室内室外也都能装,适用场景非常多。而机柜式基站不防水,要求具备机房条件才能安装。室内宏基站 BTS3012(机柜式) DBS3900 分布式基站(分布式) HUAWEI公司的机柜式宏基站和分布式基站对比。RBS 6201 - 爱立信(机柜式) RBS6601 - 爱立信+RBS Modules - 爱立信(分布式) Ericsson公司的机柜式宏基站和分布式基站对比。后面随着分布式基站的大流行,各个厂家也有推出2G的分布式基站,但是2G里还是机柜式基站占比较大的部分。所以说分布式基站这个东西并不是一个2G和3G/4G的严格区分,只是说随着技术的发展,有了这种基站设备,大大加快了运营商建网速度,让我们能在更短的时间内就能享受到更先进的移动通信技术。
  3. 手机信号格数的区别。一直以来,人们评判手机信号的标准都是看手机上显示的信号格数,专业点说就是手机接收到基站广播/导频/业务信道的功率大小。在GSM时代,这其实是挺有效的,因为GSM使用FDMA+TDMA,异频组网,同频干扰少甚至没有,对接收功率比较看重,也就是手机信号显示的格数往往就决定了通话质量以及通话能否顺利的进行。而到了3G/LTE时代,接收功率,也就是手机信号格数的重要性退居第二位了,因为3G/4G采用同频组网,存在同频干扰,使用的是CDMA/OFDM技术,所以更多的应该看干扰水平,在干扰水平极低的情况下,接收功率低点其实也是无所谓的。GSM是TDMA系统,其接收功率实际上是一个时隙的功率,而一个时隙的功率=整个载波的功率,而3G/LTE中的接收功率并非整个载波的全部功率,只是整个载波的一部分功率,所以直接拿来对比也是不公平的,或者说难以直接对比。
    以WCDMA为例,最上面那个窗口中的Ec/No代表干扰水平,RSCP代表接收功率,在接收功率低到-100多dBm情况下(显示到手机上估计就剩下一两格信号了),由于几乎不存在其他同频小区的干扰,因此干扰数值还在一个“绿色”的水平,右下窗口中的SQI代表一个语音质量,30已经是最好的水平。即使在这么低的接收功率下,由于干扰水平较低,因此也能顺利的保证通话的质量和持续。所以那些有“信号强迫症”的人应该修改下观念,使用3G和LTE,就不能单单以手机的信号格数来论英雄了。
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过去的三十多年,移动网络的演进将人和人以一种全新的方式连接在一起,这种演进大约每十年发生一次,每一次都代表着一种全新的无线技术的诞生,并带来系统性能、传输效率、网络承载能力的飞跃。从1G到2G、2G到3G、3G到4G,莫不如此。从1G到2G,是模拟语音到数字语音的转变;以CDMA技术为基础的3G,首次引入了“移动宽带的概念”;而从3G 向 4G 过渡,则带来了更高速稳定的移动宽带体验。

这种体验的基础是4G所利用的新型技术。它采用了基于OFDM波形和多址接入(具有OFDMA下行链路和SC-FDMA上行链路)的基础空口设计,并不断发展,带来诸如多天线技术(4×4 MIMO),载波聚合(CA)和高阶调制(256QAM)等新技术演进。这些技术能够提供更高效的无线连接性能,提升网络容量,解决数据流量激增而带来的新需求。这些数据需求在过去10年增长了4000倍。

除此之外,4G在语音承载力方面也有显著提升。4G 并不支持传统的电路交换的电话业务,而是全IP的通信。在4G网络部署初期,运营商会通过 CSFB 技术使手机回落到2G/3G网络进行语音通话,或者采用SRLTE/SVLTE等多模手机的方式利用2G/3G网络。而这些方式对于用户体验都有一定的影响。而随着VoLTE技术的商用,语音和数据上网业务可以并发,而且还可以带来高清语音,快速接通等优点,使用户得到更好的语音体验。

总的来看,从3G到4G,不同的技术带来的最大差异依然是网速的差异,但从4G过渡到 5G网络,将会发生比“提升网速”更为重要的变化。

1. 超越手机的适用范围

迄今为止,移动技术已从“人对人”(people-to-people)为主的平台(3G)发展为全球规模下的“人对信息”(people-to-information)的连接(4G)。而5G 不仅要做到人对万物,还将利用并扩展以往面向移动技术的研发与资本投入,推动移动技术成为一个普及、低时延和适应性的平台,能够满足未来的使用需求。5G 将支持全新的前沿应用、促进商业创新并刺激经济增长。5G 的出现是一个支点,使移动技术从一项对个人通信具有变革性影响的技术演进为真正的通用技术,且有望改变整个产业和经济。下图展示了 5G 的应用领域。关于5G可以应用在哪里?,我们在另一个问题下作了详细阐释,感兴趣的只有可以点击链接跳转了解。

不论是海量物联网、关键业务控制还是增强型移动宽带,这三类领域已经超出智能手机的使用范围,将 5G 的应用拓展到了更广阔的空间。除了为个人无线通信服务提速,5G 还会对这三大领域中的共 21 个行业造成影响,包括增强型数字标牌、智能农业、智慧城市、自动驾驶汽车、无人机等(IHS Markit《5G 如何影响经济》)。这意味着 5G 网络将会与更多的智能设备与工业设备进行连接,而不仅仅是消费者的智能手机。

2. 采用更先进、更多样化的技术

5G 若要胜任这些工作并带来全球收益,就需要更加先进的技术作为支撑。Qualcomm认为,要实现5G 网络的搭建,有三类关键技术不可或缺— 1. 基于OFDM优化的波形和多址接入(Optimized OFDM-based waveforms and multiple access,Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用),2. 灵活的框架设计(A flexible framework),3. 先进的新型无线技术New Radio technologies)。有了这些技术的支撑,5G 网络才能更快,覆盖更广。关于这些技术的详细内容,我们在另一个问题5G 通信(第五代移动通信)中的关键技术是什么?中作了回答,有兴趣的知友不妨去看看哦~

对比 3G、4G 和 5G 的差异可以发现,从最开始的手机上网到现在的智能家居,无线网络正在逐步地改变着我们的方方面面。移动技术在目前无线普及有限的各个行业和流程中不断扩散,将在广泛的行业领域和地域带来深远和持久的影响。


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