在4G已經(jīng)開始普及的今天，LTE網(wǎng)絡(luò)正在為智能終端提供更加流暢的應(yīng)用體驗(yàn)，包括視頻、語(yǔ)音和Internet訪問(wèn)等，但不得不說(shuō)的是，這些應(yīng)用仍局限在人與人連接的層面。而越來(lái)越多的跡象表明，隨著4K、AR、VR、甚至是物聯(lián)網(wǎng)的日漸興起，現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)已不能滿足新業(yè)務(wù)、新終端的新需求。為此，作為移動(dòng)產(chǎn)業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)的4.5G開始邁入商用領(lǐng)域。
先等等，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該是2G向3G演進(jìn)、3G向4G演進(jìn)、然后是4G向5G演進(jìn)。為何會(huì)冒出一個(gè)4.5G呢？今天我們就來(lái)聊聊這一話題！
4.5G：承上啟下的關(guān)鍵！
4.5G究竟為何物？在3GPP技術(shù)規(guī)范中，4.5G被命名為L(zhǎng)TE-Advanced Pro，是移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)新的建設(shè)基準(zhǔn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)在速率、應(yīng)用體驗(yàn)、以及支持物聯(lián)網(wǎng)方面能力有限，而5G大約要等到2020年才能開啟商用，因此亟需一個(gè)承上啟下的新標(biāo)準(zhǔn)——4.5G就成為了LTE下一個(gè)系統(tǒng)演進(jìn)的必然方向和目標(biāo)。而根據(jù)業(yè)界的預(yù)測(cè)，2016年將是4.5G啟動(dòng)大規(guī)模商用之年，并且即使到了5G時(shí)代，4.5G也將會(huì)與5G長(zhǎng)期共存。（PS：需要說(shuō)明的是，華為是4.5G概念的首創(chuàng)者，基于對(duì)無(wú)線產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深刻理解，華為早在2014年便提出4.5G完整理念，隨后被標(biāo)準(zhǔn)組織認(rèn)可。）
4.5G帶來(lái)的改變：速度、體驗(yàn)、物物相連
4.5G將會(huì)帶來(lái)怎樣的改變？其實(shí)這與用戶的需求是息息相關(guān)的。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，各種創(chuàng)新應(yīng)用開始將人類社會(huì)信息交互的方式推向新的高度，比如高清語(yǔ)音和視頻雙體驗(yàn)、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、4K超高清視頻、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等等，因此網(wǎng)絡(luò)速度和應(yīng)用體驗(yàn)就成為了4.5G首先要提升的關(guān)鍵；與此同時(shí)，在當(dāng)前已基本實(shí)現(xiàn)人與人的聯(lián)接之后，物與物的聯(lián)接需求日益凸顯，而且接入設(shè)備量將呈現(xiàn)幾何式增長(zhǎng)，因此4.5G基站的容量和能夠支撐的設(shè)備接入數(shù)量也必須有大幅提升。下面我們就具體來(lái)說(shuō)說(shuō)：
4.5G速度：Gbps成為新的基準(zhǔn)速率
其實(shí)從2G到3G時(shí)代，再?gòu)?G到4G時(shí)代，移動(dòng)通信技術(shù)帶給我們的最直觀感受就是速度快！而這一傳統(tǒng)在4.5時(shí)代同樣得到了傳承——提出了Gbps的新基準(zhǔn)速率。
4.5G時(shí)代：Gbps成為新的基準(zhǔn)速率
相信不少朋友都知道，4G的峰值速率大約為150Mbps，而4.5G的峰值速率達(dá)到1Gbps以上，也就是將其提升了六倍多；與此同時(shí)，4G單站的平均容量約為100Mbps，而4.5G的單站容量可以提升到600Mbps左右，同樣提升了6倍；此外，4.5G還推動(dòng)了小區(qū)邊緣速率的提升，相比4G的邊緣速率，4.5G的小區(qū)邊緣速率可以提升10倍。
正是有了這樣的速度提升，才使得4.5G可以更好地支撐2K/4K視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等新業(yè)務(wù)，特別是對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)這樣的超前應(yīng)用，可能至少需要Gbps的速率才能保證身臨其境的感受，這意味著只有4.5G才能滿足。
揭秘Gbps新基準(zhǔn)速率：需多技術(shù)共同支撐
從4G演進(jìn)到4.5G，然后邁向5G，其實(shí)是集成了多種新型無(wú)線技術(shù)和現(xiàn)有無(wú)線技術(shù)，即未來(lái)網(wǎng)絡(luò)既包括新技術(shù)的創(chuàng)新，也包括現(xiàn)有技術(shù)的演進(jìn)。而Gbps的實(shí)現(xiàn)就包含了4*4 MIMO、3D Beamforming、4CC/5CC CA、256QAM等多種技術(shù)的共同支持。
其中借助4*4 MIMO技術(shù)，讓基站可實(shí)現(xiàn)4個(gè)通道發(fā)射，而終端可以利用現(xiàn)有的2通道接收，也可以支持未來(lái)4通道接收，這樣就更充分地利用了空間維度，大幅提升了頻譜效率和功率效率。同時(shí)256QAM相比64QAM也可提升33%的峰值速率。而3D Beaforming技術(shù)則是通過(guò)多天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)小區(qū)波束在垂直方向和水平方向的劈裂，以大幅增強(qiáng)小區(qū)容量、提升小區(qū)邊緣。此外，借助4CC/5CC CA技術(shù)，即通過(guò)聚合任意4個(gè)或5個(gè)載波，提升用戶峰值速率，并使小區(qū)邊緣速率和平均速率得到全面提升。
4.5G體驗(yàn)之語(yǔ)音、視頻全面升級(jí)
相信不少朋友都知道或者聽(tīng)說(shuō)過(guò)，LTE建網(wǎng)初期的CS Fall Back（即語(yǔ)音回落到2G/3G）方案。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是用戶不能同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音通話和4G高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，一打電話（無(wú)論是主叫還是被叫），用戶就回落到3G或2G語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)呼叫建立時(shí)延長(zhǎng)、語(yǔ)音質(zhì)量不佳等缺點(diǎn)就會(huì)顯現(xiàn)，嚴(yán)重影響了4G時(shí)代的用戶體驗(yàn)。
正是因?yàn)橛辛薈S Fall Back的方案，使得在4G時(shí)代真正體驗(yàn)VoLTE用戶數(shù)并不多，VoLTE最終沒(méi)能大面積普及。不過(guò)在進(jìn)入4.5G時(shí)代后，用戶將迅速體驗(yàn)到VoLTE的優(yōu)勢(shì)，獲得更好的語(yǔ)音體驗(yàn)——即Always On LTE，Always On MOS4.0，Always Online。
VoLTE要求達(dá)到MOS4.0
其中Always On LTE和Always Online非常好理解，就是始終使用LTE網(wǎng)絡(luò)且數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不中斷；那么Always On MOS4.0又是什么意思呢？其實(shí)MOS是針對(duì)傳統(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的一種業(yè)界有普遍公認(rèn)的質(zhì)量主觀測(cè)量方法，而Always On MOS4.0，就是在VoLTE應(yīng)用中MOS必須達(dá)到4.0標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)然，在4.5G時(shí)代，不僅語(yǔ)音體驗(yàn)可以達(dá)到MOS4.0水準(zhǔn)，視頻體驗(yàn)（即vMOS，ITU等相關(guān)組織正在推動(dòng)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，目前已進(jìn)入模型選擇階段，預(yù)計(jì)2016年發(fā)布第一階段標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果）同樣可以達(dá)到4.0標(biāo)準(zhǔn)。不僅讓終端用戶可以獲得沉浸式高清體驗(yàn)，更響應(yīng)了2K/4K屏幕在終端設(shè)備的廣泛應(yīng)用。
4.5G將加速物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)
在當(dāng)前的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算時(shí)代之后，我們即將迎來(lái)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。而物聯(lián)網(wǎng)與當(dāng)前以人為主的互聯(lián)網(wǎng)有很大的不同，其大量的應(yīng)用是基于傳感器連接實(shí)物終端的，比如在日常生活如寵物跟蹤，或垂直行業(yè)如工業(yè)制造，資產(chǎn)跟蹤等等，這就需要一種LPWA(Low power wide area，低功耗廣覆蓋)網(wǎng)絡(luò)來(lái)組建廣覆蓋的公共網(wǎng)絡(luò)，為此在4.5G時(shí)代NB-IoT（窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)）應(yīng)運(yùn)而生。
4.5G借助NB-IoT可實(shí)現(xiàn)20dB－30dB的覆蓋能力增強(qiáng)(對(duì)比GSM)，即每個(gè)蜂窩能夠?qū)崿F(xiàn)100000個(gè)連接；同時(shí)低功耗能支持終端電池壽命高達(dá)5－10年，以及低至1美元的芯片成本。由此不難看出，4.5G可以滿足大量終端接入的需求，這也將加速物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)。
運(yùn)營(yíng)商為何要選擇4.5G，而不是直接升級(jí)到5G？
通過(guò)剛剛的介紹我們不難看出，4.5G在速度、應(yīng)用體驗(yàn)、以及支持物聯(lián)網(wǎng)方面確實(shí)相比4G擁有明顯優(yōu)勢(shì)。但是對(duì)于剛剛完成4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的廣大運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，這些優(yōu)勢(shì)還很難驅(qū)動(dòng)他們向4.5G演進(jìn)，因?yàn)樗麄儽仨氁紤]投資與回報(bào)、考慮為何要升級(jí)至4.5G、為何不直接升級(jí)到5G等問(wèn)題！下面我們就來(lái)具體說(shuō)說(shuō)：
升級(jí)4.5G？還是5G？
首先，與每一次通信技術(shù)的演進(jìn)一直，5G時(shí)代必將引發(fā)空口技術(shù)上的革命。而4.5G屬于LTE的全方位平滑演進(jìn)，可以在現(xiàn)有4G基礎(chǔ)設(shè)施上通過(guò)軟件升級(jí)或增加一定硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，不僅有效的保護(hù)了運(yùn)營(yíng)商的已有投資，還可快速部署、縮短新業(yè)務(wù)的上市時(shí)間。
其次，成功向5G演進(jìn)的前提是要有一張優(yōu)秀的4G網(wǎng)絡(luò)。從目前5G的發(fā)展情況來(lái)看，未來(lái)5G標(biāo)準(zhǔn)很可能采用更高的頻譜，其優(yōu)點(diǎn)是擁有更大的帶寬，但缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)深度覆蓋、廣域覆蓋的成本太高，這意味著很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)需要當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)來(lái)補(bǔ)足覆蓋。但就目前4G網(wǎng)絡(luò)支撐新業(yè)務(wù)的表現(xiàn)來(lái)看，顯然不能令人滿意。
第三，當(dāng)前的4G需要為5G的到來(lái)做好準(zhǔn)備，比如為5G跟4G的共存進(jìn)行空口技術(shù)的調(diào)整、為5G新空口技術(shù)的快速引入進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的調(diào)整等等，因此升級(jí)是必須的。
最后，4.5G可實(shí)現(xiàn)5G新業(yè)務(wù)提前試水，比如2016年窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（NB-IoT）就將啟動(dòng)商用部署，提供每小區(qū)十萬(wàn)以上連接數(shù)量，為5G提供百萬(wàn)連接的能力做好準(zhǔn)備。而如果從當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)直接升級(jí)到5G網(wǎng)絡(luò)，那么新業(yè)務(wù)的可靠性、應(yīng)用體驗(yàn)等都很難得到保障。
綜合來(lái)看，4.5G是當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)的自然演進(jìn)和面向5G的必要過(guò)渡。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，它能夠有效保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的投資，使其基于現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)用戶速率和體驗(yàn)提升，從而獲得更大的收益。所以說(shuō)，升級(jí)4.5G是相當(dāng)?shù)膭澦悖?/p>
驍龍820芯片
當(dāng)然，除了考慮投資與回報(bào)外，運(yùn)營(yíng)商還要考慮到產(chǎn)業(yè)鏈的問(wèn)題，比如終端能否支持4.5G、能否支持Gbps速率等等。還好，2015年底高通發(fā)布的驍龍820芯片等就已支持4*4 MIMO、256QAM和超過(guò)三載波的載波聚合。而按照規(guī)劃，驍龍820將成為2016年中高端智能機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，這就將大大推動(dòng)4.5G產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和成熟。
挪威TeliaSonera構(gòu)建了全球首個(gè)4.5G商用網(wǎng)絡(luò)
2015年12月14日，挪威TeliaSonera和華為在挪威奧斯陸發(fā)布全球首張4.5G（LTE-Advanced Pro）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)網(wǎng)室外峰值速率達(dá)到1Gbps，一舉成為全球最快的商用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。與此同時(shí)，借助4.5G網(wǎng)絡(luò)，TeliaSonera的頻譜效率得以大幅提升，網(wǎng)絡(luò)容量擴(kuò)展數(shù)倍，很好地滿足了未來(lái)三年容量持續(xù)增長(zhǎng)的需求。
挪威TeliaSonera構(gòu)建了全球首個(gè)4.5G商用網(wǎng)絡(luò)
其中在VoLTE業(yè)務(wù)方面，與2G/3G語(yǔ)音相比，4.5G帶給用戶的VoLTE體驗(yàn)格外優(yōu)異，語(yǔ)音呼叫建立時(shí)間能夠從目前的6-7秒縮短到1-2秒，同時(shí)VoLTE寬帶語(yǔ)音編碼進(jìn)一步提升了語(yǔ)音質(zhì)量。此外，VoLTE還幫助TeliaSonera擺脫了對(duì)2G/3G網(wǎng)絡(luò)的依賴，將現(xiàn)有頻譜全部重整到LTE來(lái)，避免了維護(hù)多張網(wǎng)絡(luò)的高昂成本。
而為了與語(yǔ)音體驗(yàn)相匹配，TeliaSonera還借助4.5G網(wǎng)絡(luò)提升了視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)。要知道，在小區(qū)邊緣4G網(wǎng)絡(luò)的速率在中度負(fù)載時(shí)一般僅為5Mbps，難以滿足2K和4K視頻的需求，而4.5G大幅提升了小區(qū)邊緣速率，為視頻用戶帶來(lái)更出色的視覺(jué)享受。
全球主流運(yùn)營(yíng)商開始擁抱4.5G
隨著挪威TeliaSonera首個(gè)商用4.5G網(wǎng)絡(luò)的建成，越來(lái)越多的全球主流運(yùn)營(yíng)商開啟了4.5G關(guān)鍵技術(shù)試點(diǎn)，隨后又在北美和亞太市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了首次商用，成功案例除挪威TeliaSonera之外，還包括土耳其Turkcell、韓國(guó)LGU+、香港HKT、新加坡M1、科威特VIVA等。據(jù)了解，目前已經(jīng)有9家運(yùn)營(yíng)商展開了Gbps測(cè)試和試商用部署；5家運(yùn)營(yíng)商開展了NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)的試驗(yàn)網(wǎng)；2家運(yùn)營(yíng)商開展了公共安全寬帶集群網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。
其中在國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商領(lǐng)域，上海聯(lián)通已經(jīng)在2015年7月發(fā)布了4.5G NB-IoT的智能停車預(yù)商用網(wǎng)絡(luò)——車位檢測(cè)器通過(guò)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)將狀態(tài)數(shù)據(jù)（例如車位占用信息）定期上報(bào)給服務(wù)器，開車用戶可以通過(guò)手機(jī)APP隨時(shí)查詢整個(gè)城市停車位的占用信息，極大的方便了人們的工作和生活。
2016年，4.5G時(shí)代開啟！
擁抱4.5G時(shí)代
隨著全球主流運(yùn)營(yíng)商開始擁抱4.5G，以及4.5G技術(shù)進(jìn)一步提升成熟度和標(biāo)準(zhǔn)化，2016年已被業(yè)界視為4.5G元年；同時(shí)根據(jù)規(guī)劃，今年全球?qū)?huì)完成超過(guò)60張4.5G商用網(wǎng)絡(luò)的部署，也就是說(shuō)，4.5G時(shí)代的大門已經(jīng)開啟。
而對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，從4G向4.5G演進(jìn)，不僅投資少，而且收益大——通過(guò)提升各種應(yīng)用，以及語(yǔ)音和視頻的體驗(yàn)，進(jìn)一步提升用戶粘性，同時(shí)還能為自己在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的提前打好基礎(chǔ)。相信隨著運(yùn)營(yíng)商的加速布局，也將帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，從芯片到終端，將更好的支持4.5G。屆時(shí)，我們將享受到更美好的4.5G生活，甚至是提前體驗(yàn)5G生活！
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