5G的三个标准授权频道、非授权频道和授权频道介绍

5G时代的诱惑，犹如隔壁家厨房的气味，间歇性地飘过，刺激着大家的神经。然而对于工业而言，这个气味的信号实在是太微弱了。在2020年以前，5G的大规模应用，大家都不抱希望，没有设备制造商会认为5G能够迅速布置下去。即使是相关标准进展神速，6~9月份的标准的冻结期才刚刚起步，下一步建立基站、兼容机制（将来的华为、中兴必须相互兼容），还有很长时间。

工业物联网相对是区域网，因此有突破的可能性。然而在4G时代，大家被高通芯片和标准逼疯了，而在工业领域终于找到苦主了。如可以找到可以绕开高通，又不必死等5G时代，NB-IoT窄带物联网率先出招。

5G时代的三个兄弟

5G有三个标准，分别是LTE（授权频道）、LTE-U（非授权频道）和NB-IoT（授权频道）。

什么是LTE

LTE，属于授权频道。这是最大的肥肉，当然是电信运营商的菜。标准主要是电信运营商在做，华为也在推。由于授权频道基本是排它的，比如给了电力微波，其他人就不能用了。这个是运营商的垄断资源，只能通过运营商来操作。

我们平时经常听到“5G”，全称是“5th generation mobile networks（第五代移动通信系统）”，但它并不是一个完全和4G、乃至更之前版本通信技术完全区隔的一个产物，而是说明移动通信技术即将再次发生一次足以用“换代”来概括的性能跃升。

那么LTE-A究竟是什么意思呢？其英文全名为“Long Term Evolution Advanced”，实际商业就是此将通信标准从3G导向4G的LTE的进阶版。相比于之前的LTE技术，LTE-A发展出了非授权判断、载波聚合、高阶MIMO等一系列更加先进的通信技术，可以为用户带来更好的移动通信体验。

以现在我们在4G所使用的LTE技术为例，它就跟3G时代的数种技术：HSPA、WCDMA、CDMA-2000、TD-SCDMA，有着分不开的关系。LTE-A跟5G同样也是如此，更准确地说——LTE-A实际将会成为5G的一部分。

作为移动通信技术即将进入的下一个阶段的标志，5G的核心改变有3点：更快的速度、同时容纳更多用户的能力、更低的网络时间延迟。

听起来很“老生常谈”，但如果从应用场景角度来看，你或许更能理解5G的重要性。它不再仅限于手机、平板这一类传统的移动通讯设备，而是要渗透到物联网及各种行业领域， 有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的业务需求，实现真正的“万物互联”。

总而言之，未来使用者所感受到的网络，将不再有有线、无线之分，5G就是网络，网络就是5G。

所以如果从移动通信对经济社会影响的角度来看，5G有望使移动通信技术成为一种新的“通用性基础技术”。

5G背后继续“发光发热”的LTE-A

要成为全新的“通用性基础技术”，5G自身也需要大量的改变，其中相当关键的就是5G新空口技术。后者的核心组成是一种基于正交分频多工(OFDM)的新无线标准，能够使用1GHz~100GHz无线电频率进行通信。相比之下，目前使用的LTE/LTE-A技术的通信无线电频率范围为1GHz~6GHz。

两者无线电频率范围相差如此之大，与应用场景设定有直接关系。通过添加全新的6GHz~100GHz毫米波段频率，5G能够拥有更高的理论传输速度，同时拥有宽度更大的通信频段、进而拥有更大的用户容量。

LTE-A对于5G时代来说是“关键的”

但这种变化同样有“代价”：即便有Massive MIMO这样的新技术去提高频段效率，但新添加的毫米波波段的其信号覆盖范围十分有限。根据部分学术性的研究，其覆盖半径仅能达到200m左右，而目前4G主要使用的2.6GHz的覆盖半径实际上能够达到2000m左右，这也就意味着如果真的要完全用毫米波段来覆盖未来的5G网络，所需要的基站数量将会达到惊人的100倍。

所以在3GPP R15的规划中，给出的5G组网方式其实有4种，其中3种中LTE基站都将扮演重要的角色。更重要的是，LTE并不会因为5G的来临而止步不前，它自身的“升级打怪”同样还在继续。

高通骁龙X20 Modem调制解调器，LTE再升级

那么作为4G中坚技术，LTE又应该往哪个方向进行升级呢？前不久，高通就在其一年一度的高通骁龙技术峰会上给出了自己的答案：提速。这一点集中体现在高通这次发布的下一代手机移动平台骁龙845身上，它就搭载了目前高通最新一代的商用化基带调制解调器——骁龙X20 Modem。

骁龙X20 Modem实际上也是高通的第二代千兆级LTE调制解调器，官方对雷锋网表示，它是“迄今为止支持最先进无线特性组合的LTE调制解调器”。

虽然只是基于现有的LTE技术和频段，骁龙X20 Modem目前已经能够稳定地维持1.2Gbps的下行网络速度。

因为骁龙X20 Modem最多能够支持5个载波，同时在4x4 MIMO技术的帮助下实现12通道同时工作，从而实现LTE Category 18下载速度。同时因为全新的频谱使用灵活组合，骁龙X20 Modem只需要10MHz许可频谱就能实现千兆级LTE，这大大降低了运营商的门槛。

在本次骁龙技术峰会上，高通技术人员向雷锋网表示：“因为大部分还是基于现有LTE技术，所以目前已经有27个国家的45个运营商，已经或者即将对自己的LTE网络升级，进而支持全新速度的LTE网络。”

从LTE到5G再到未来，都有高通的身影

LTE技术的进展，同样也在为未来5G时代通信技术的进展铺路。以本次实现1.2Gbps下行速度的骁龙X20为例，其全新的5载波、12信道灵活工作方式未来同样可以作用于5G modem之上。

什么是LTE-U

LTE-U（unlicensed）非授权频道，注意这可是大家最熟悉的WiFi杀手。WiFi的路由器，一般只有30~50米；一般路由器到了100米，就只有信号，不能通讯了。而LET-U可以达到300~500米（类似3G时代曾经推过的“城域网”）。ISM（工业、科学、医疗）这三个领域可以随便用，主要频段包括从5K、13.56M一直到2.4G和5.8G等多个频段。

为什么需要LTE-U

标准的LTE技术只能部署在授权频谱，不能直接部署在非授权频谱。随着LTE技术和应用的逐步成熟，授权频谱中的数据流量越来越饱和，有必要考虑将流量从授权频谱分流一部分到非授权频谱。经过运营商、设备商和芯片厂商等的共同努力，目前可以将LTE流量分流到非授权频谱的主流技术是：LTE-U、LAA（Licensed Assisted Access）、LWA和MulteFire。

图 聚合授权频谱和非授权频谱的主流技术

2 LTE-U的优势

最先开发出来的是LTE-U技术，LTE-U的全称是LTE in Unlicensed spectrum，即非授权频谱上的LTE。该技术将LTE部署到非授权频谱，并采用标准LTE空口协议完成通信。

采用LTE-U技术，就可以利用集中调度、干扰协调、HARQ重传、CA载波聚合等技术，可以获得更好的鲁棒性和频谱效率，提供更大的覆盖范围和更好的用户体验。LTE-U可以将授权频段作为主载波，终端跟基站可以在授权频段上建立无线资源控制连接，通过载波感知获取当前空闲的非授权频段资源，实现授权频段和非授权频段的载波聚合，从而有效提升系统的性能和吞吐量，解决室内数据流量的增长需求和频谱匮乏问题。

LTE-U和LTE/LTE-A的差别只是工作在不同的频段，可以使用现有的LTE部署，不需要对网络结构进行改动，只需要对基站进行升级，可以极大降低运营商的投资成本。因为对于运营商来说，在未授权的频谱上部署LTE，就可以在无需耗费数十亿美元竞购授权频谱的情况下增加网络容量。另外，容量的增加、更流畅的管理，为用户提供的更好体验，也可以为运营商在增加服务收入和降低客户流失率两方面带来经济利益。