說到5G相比于4G的優勢，大家第一反應都是：快！

?

沒錯，甭管那些什么低時延、大連接的，對于普通用戶來說，唯一想換5G手機的激勵因素就是5G的高速體驗。

難不成還圖你5G手機和套餐資費貴嗎？

今天就跟大家聊一個靴微有點技術性的話題：5G為啥就比4G快？什么因素決定的？當然為了能讓更多的讀者看明白，我盡量撿核心的原因說，用通俗的語言說，請各位技術大神不要挑我理，以下僅僅是粗略的預估算法，不是精確計算，如果非得一個RE一個RE的跟我掰扯怎么算，我也是可以的–

首先，5G之所以比4G快，根本原因在無線側，也就是基站。

不顧是幾G網絡，整個數據的端到端的傳輸，都主要涉及無線網、承載網和核心網。像下圖這樣：

圖片來自“中興文檔”

而從4G到5G，變化最大的就是這個無線網，甚至可以說實現5G高速率的核心因素就在無線，新技術也集中在無線側。為啥？因為承載網和核心網本身都是有線的光纖傳輸，把帶寬做大難度不大，真正資源受限的“卡脖子”的地方是頻率資源極其緊張的空氣中。

因此，5G網絡，通過一堆技術的應用，使得從基站到手機這個環節的數據速率得到了顯著的提升，這才帶來了5G高速率的體驗。

但是，說實在的，別看5G被吹的神神叨叨的，但即使在變化最大的無線網，也沒什么突破性的技術。

對，可以說是完全沒有突破性的技術，都是在4G上的升級而已。

比如之前被大炒特炒的華為Polar碼和高通的LDPC碼，都是5G基站和手機里物理層的編碼技術，算是5G最復雜的技術之一了，但是，相比于4G采用的Turbo編碼，其實這倆新編碼技術在性能上也沒提升多少，甚至可以說僅僅是細微的差別。

那么5G到底因為什么因素，才使得速率遠超過4G呢？

一、大帶寬

最重要的一點，就是非常簡單粗暴的帶寬。無線電傳輸，使用的帶寬越高，則可以實現的傳輸速率越大，基本是正比關系，即N倍的帶寬，可以帶來N倍的速率。什么新技術，都沒有堆帶寬好使。

但是，無線電頻率資源是有限的啊，尤其覆蓋能力較好的低頻資源，按照國外的拍賣價，比金礦都不知道貴到哪里去了。于是乎，為了能在5G網絡實現帶寬擴展，進而最明顯提升速率，ITU（國際電信聯盟）和3GPP（5G標準制定組織），期望5G的使用頻率主要在比2、3、4G都高的3-6GHz這個范圍。

這旮沓頻率，雖然高，但又沒有那么高，所以雖然覆蓋范圍小一些，但可以拿出來100MHz甚至200MHz的帶寬來給5G使用。根據3GPP的協議規定，就算你能拿出來1000MHz帶寬，在6GHz以下也最多能同時使用100MHz（即單個小區最大帶寬）。但是相比于4G的同時最多能使用20MHz的帶寬來說，已經是5倍的差距了。

所以靠著大帶寬，5G速率比4G快了5倍。

二、更高的調制能力

啥叫調制？咱們在互聯網中傳輸、在手機中存儲的都是“01001011。。。”這樣的數字比特信息。

而手機和基站間的無線網，則傳輸的是無線電磁波這樣的模擬信息。要把數字信息攜帶到模擬的電磁波上，使用的技術就叫調制技術。

目前不管是4G、5G還是Wi-Fi，采用的調制都是QAM調制，這種調制，可以把N個信息比特攜帶到一個波形上。所以，能同時把越多的信息比特用一個波形表示，那么數據的傳輸效率以及速率就越高，當然技術實現也就是越復雜。

4G時代使用的QAM調制叫做64QAM調制，啥意思？QAM調制前面跟的數字，它等于2的幾次方，就相當于能用一個波形攜帶幾個信息比特。

64=2的6次方，所以4G網絡下一個波形可以攜帶6個比特的信息。而5G呢？目前5G采用的是256QAM調制，所以，同樣的無線電波形，可以攜帶8個比特的信息，8/6，這就是1.33倍的速率增益。

三、更強的天線能力

5G中采用的天線技術叫做Massive MIMO，翻譯過來就是大規模天線，這個技術的好處就是基站側采用集成64根天線的天線面板，進而可以在完全相同的時間上、完全相同的頻率資源上，去傳輸不同的數據，這些數據流之所以能區分開，是因為他們在空間上區分開了，非常厲害。

圖片來自公眾號“特大號”

其實MIMO技術在4G天線中已經應用了，之所以5G的技術變成了Massive MIMO，就是它能同時傳輸的數據流數比4G多多了。

4G中理論最多能傳輸的流數是4，但實際上一般現網中也就能傳2流，而5G中這個理論流數變成了16。

但是，上面說的流數，指的都是基站和它服務的所有手機合起來的最大流數，這種MIMO叫做MU-MIMO，MU是multiple-user的意思，也就是多用戶。上圖中展示的也是MU-MIMO。

而如果具體到一個手機，它和基站之間最大能傳輸的流數，取決于手機的接收天線的數量。目前在4G手機這個數字一般是2，而5G網絡中則變成了4，所以下載速率增加2倍。這種基站和單個手機間同時多流傳輸的天線技術，叫做SU-MIMO（SU，single user）。

另外，在上傳方向上，5G也是支持SU-MIMO的。在SA（獨立組網）下，如果手機具備兩根發射天線的話，上行可以支持2流同時發送，而4G網絡則只支持單天線，同樣上傳速率也可以增加2倍。

但是！咱們現在的5G是NSA（非獨立組網）的，不支持上行雙流，所以，上傳速率的提升就忽視吧。另外很多5G手機發射天線也只有1根，SA下也沒法實現2流，買手機時千萬注意。

四、更好的復用技術使得頻率利用率提升

請問，假如一段馬路有30米，一輛車長3米，那么這段馬路最多可以跑幾輛車？

你要是回答10輛你就大嘴巴子抽自己吧–你見過馬路上車頭貼著車尾的嗎？除了交通事故？

移動通信也是同樣的原理，就算給你分了100MHz的帶寬，實際傳輸數據的帶寬也一定要低于100MHz，需要和前后頻帶上的其他業務數據，保持一定隔離帶。

5G由于采用了比4G更高級的復用技術F-OFDM（4G為OFDM），使得這個隔離帶可以小一丟丟，4G的隔離帶要留10%出來，而5G只要留2%左右，所以進而使得有效數據的傳輸增加了9%左右。

蚊子腿肉也是肉啊！

啥是OFDM？啥是F-OFDM？不深入講了，想了解的可以看給忙碌者的5G基礎知識課（十七）——神奇的OFDM。

五、其他一些巴拉巴拉不重要的提升

當然5G在無線側相比于4G改進還有很多，比如參考信號重新設計導致的資源節約、靈活上下行配比帶來的速率提升、更好的信道編碼技術帶來的性能提升、控制信道和廣播信道賦形帶來的覆蓋增強等等。

但是對于速率提升，真的沒有那么大作用了。這都不重要。

六、總結

最后看看，因為上面這些技術，5G速率比4G快了多少？這就是個簡單的乘法而已：由于4G的理論峰值速率是100Mbps（TDD），所以5G把帶寬、調制、多天線、頻率利用率的增益乘起來，大概可以實現1.5Gbps的峰值速率。

基本和理論值差不多。

但是，在NSA下，由于4G基站可以和5G基站一起傳輸數據，所以可以再把4G的峰值速率加上，理論上NSA峰值速率可以達到1.6Gbps，比SA還要快100Mbps（也就是多出來4G的加成）。

圖片來自“老李數碼zone”

那未來，不管是NSA還是SA，如果想繼續提升下載速率，甚至要達到當初5G吹的牛B的10Gbps，要咋整呢？

1、繼續提升帶寬，方式有兩種，一種是使用載波聚合（CA）技術，把兩個甚至多個100MHz的帶寬聚合在一起。一種是別在低頻段尋摸了，肯定沒有那么多資源了，去高頻段看看吧，這個就是毫米波頻段，毫米波頻段可以輕松拿出幾百上千MHz帶寬來用，缺陷是頻段太高，基站覆蓋范圍極其受限。

目前各大手機廠商吹水自己的手機下載能達到NGbps，N甚至大于5時，基本都因為采用的是毫米波頻段或者是載波聚合。

2、繼續提升調制能力。從256QAM，繼續提升至1024QAM，但是需要手機和基站的支持。

3、繼續提升天線能力，這個制約在手機，需要把手機接收天線提升至8根。

其他暫時無解。

http://weixin.qq.com/r/5TjM1DfEZGobrXO39233 (二維碼自動識別)
5普通項目死機，加入普通項目不加簽
轉載至 作者訂閱號：BOO聊通信https://zhuanlan.zhihu.com/p/11685265

總結

以上是生活随笔為你收集整理的5G比4G快的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。