在5G时代，频谱共享是蜂窝和Wi-Fi增长的关键

 
随着5G网络在全球推出，消费者以前所不知道的一个词 – “频谱” – 对于下一代无线设备已变得至关重要。无线频谱是看不见的，但您可以将其视为一条分为狭窄车道的高速公路，以便车辆可以安全地在目的地之间平行行驶。在19世纪后期和20世纪初，最早的无线电信号可以随时随地旅行，但随后的无线设备，如电视，雷达，卫星和手机，要求政府为个人目的分配特定的无线频率(频谱)，创造空中看不见的多车道数据高速公路。
让我们将无线频谱描绘成一个湖泊，船只代表不同类型的数据。如果湖上只有几艘帆船漂浮，即使没有任何使用水的规则，碰撞几乎是不可能的。但是，一旦Jet Skis，摩托艇和游艇出现，规则就成为防止碰撞的必要条件，最终，湖泊可能变得如此挤满了船只，必须建立通道以保持每个人的移动。
这就是无线通信世界中发生的事情。想象一下摩托艇卡在一条直线但狭窄的“仅限摩托艇”的道路上，旁边是物理上划分的“仅限Jet Ski”和“仅限游艇”的车道，无法穿越。即使摩托艇具有强大的发动机，它也需要减速以避免撞到其他船只和车道的边缘，以及不会产生飞溅相邻车辆的尾流(干扰)。
随着我们进入5G时代，工程师们已经为5G设备寻找新的通道，以及通过共享来提高已建立的无线通道的方法。如果部分或全部船只可以相互通信，则“仅限摩托艇”的车道可以变得更宽，以容纳共享空间的两个或三个不同类型的车辆，使每个车辆能够停止聚焦而不会碰撞边缘，并且每当都更快其他船只不在其中。你甚至可能需要那些更宽阔的车道让大型新船进入水中。
这实际上是频谱共享背后的概念。如果4G是一艘摩托艇，5G是一种气垫船，它可以从更宽的车道中获益。但是气垫船不能仅仅指望其它东西在它出现时清除掉;它需要找到分享水的方法。
移动电话运营商和监管机构花了大约两年时间拨出5G专用频谱 – 仅限气垫船的专用车道。他们通过利用过去蜂窝设备未使用的“毫米波”频谱来实现这一目标，使运营商能够购买仅用于5G的超宽通道。不幸的是，这些通道构建成本高昂 – 可能过于昂贵 – 并且产生了其他难以快速克服的挑战。工程师们预测到了这些问题，并开发了5G分享旧的非5G频谱的方法。
其中一种安排称为动态频谱共享(DSS)，它允许5G信号共享4G通道。 DSS有效地使运营商能够为气垫船未来准备现有水道，而无需取代摩托艇或将现有的4G车道转变为两条较小的4G或5G专用车道。该通道允许4G和5G流量通过，并且随着4G变得不太常见，可以在很大程度上或完全动态转换为5G使用。
一些运营商和设备将支持相关的5G技术，称为双连接或EN-DC。今年3月，SK电讯使用三星的Galaxy S10 5G同时为一条巨大的数据管道共用5G和4G通道，这样1.5Gbps的5G通道带宽将与1.15Gbps的4G通道带宽相结合，提供2.65Gbps的总数据速率。可以把它想象成一个气垫船和摩托艇连接在一起的两条车道 – 这一技巧几乎使S10 5G的最高性能翻倍。
5G的另一个共享机会：Wi-Fi路由器使用的无线通道。以前，政府已经专门为Wi-Fi通信预留了频谱，但5G设备可以在可用时共享相同的频率。在这里，关键的挑战是尊重Wi-Fi和5G设备对频谱的使用，不仅可以防止船只相互撞击，而且可以让它们以最佳速度运行。
5G的另一个共享机会：Wi-Fi路由器使用的无线通道。以前，政府已经专门为Wi-Fi通信预留了频谱，但5G设备可以在可用时共享相同的频率。在这里，关键的挑战是尊重Wi-Fi和5G设备对频谱的使用，不仅可以防止船只相互撞击，而且可以让它们以最佳速度运行。
蜂窝设备制造商和运营商显然希望5G能够更好地利用现有的Wi-Fi频谱，以及政府正在为“未经许可”(向多个用户开放)目的发布的未来相邻频谱。这个过程持续且缓慢，但似乎在技术和监管方面都取得了进展，特别是因为5G可能很快就会开始卸载一些Wi-Fi和有线互联网流量，使得蜂窝连接比以前更加重要。
在最近的博客文章中，高通公司指出，5G NR-U–一种让5G信号在未经许可的频谱上工作的技术 – 目前通过手动寻找其他船只并仅在水路空闲时移动来共享Wi-Fi频谱，系统被称为“在说话之前听。”这比根本不共享频谱更好。但是这个过程会减慢5G并迫使它等待Wi-Fi;我们的目标是发展下一个5G和Wi-Fi标准，以便他们的信号可以同步并更好地协同工作。即使我们在Wi-Fi 6路由器和设备中没有看到它，它也可能会成为Wi-Fi 7的议程。
无线部门将在未来十年内发生巨大变化，因为通过空中飞行的数据量只会增加 – 就像在过去几代中推出的无线电，电视，卫星，蜂窝和Wi-Fi信号之后一样。即使您自己无法看到无线信号，您也可以确定随着时间的推移，5G设备将与4G和Wi-Fi设备共享频谱，这将有形地改变我们的工作方式，播放和旅行。随着共享的改善，它们将继续变得更快，为每个人带来好处。