7個方面讀懂6月的5G標準

作為IMT2020主要的候選技術， 5GNR在3GPP的快馬加鞭地統一協調下急速前行，按照計劃，今年第一個5G標準會凍結，將為運營商提供一套5G初期部署的可行方案。

5GNR 是5G New Radio的簡稱，是當今通信產業最炙手可熱的研究和開發重點，除了企業間的競爭，國家與國家之間的產業政策的競爭也十分激烈，頻譜是直接交鋒的戰場。

貌似5G比4G多1G，可實際上，5G的情懷可比4G大了許多，可以說4G還在量變的最後階段，5G已經發生了質的改變。按照現在流行的話講，發生了「結構性」變化。

5G除了會在成熟的流量消費的商業模式（eMBB）上更進一步提高用戶體驗，進一步降低流量成本，還瞄準了物聯網和垂直行業，包括海量機器通信類型(Mmtc)的物聯網以及關鍵任務型(uRLLC)業務。見下圖國際電聯關於IMT2020技術的業務類型的描述：

Source：ITU Recommendations09/2015

第一版5GNR標準（3GPP Release 15）將會支持增強型移動寬頻（eMBB），同時也計劃支持部分URLLC功能，mMTC將可能在第二版5G NR標準中被囊括其中。

新頻譜和新帶寬會引入更多信號質量的問題

Source: GSA Report Feb 2017

未來5-10年的商業需求要求5G能夠提供更高的速率，例如在線遊戲，流媒體內容分發等目前由於4G技術局限，還只能提供在較低解析度的圖像質量, 如果你是手游發燒友，即使能容忍鋸齒感明顯的畫面，也不會容忍在你等待卡頓期間，別人已經把你的遊戲角色PK出局的悔恨。手機信號再好，時延一般在幾十毫秒，也還是會明顯感覺有延遲。當大部分人意識到這一點的時候，5G未來已來。

為了實現更高速率、更低時延，5G計劃使用更大帶寬的信號和更高的頻譜，截止目前，5GNR Release 15 定義的全球頻譜範圍已經到了52.6GHz，並在100GHz範圍內尋求更多頻譜，而且子載波帶寬已經高達400MHz，並且還可以通過載波聚合的方法實現更大的帶寬。與此同時，由於路損、平坦度、相位雜訊、線性度等問題引入的信號質量下降是5G必須要糾正的困難和挑戰。

高級波束賦形技術需要系統級的設計

5G為了進一步提高頻譜效率、克服傳播損耗等問題，5G 大規模天線基站普遍採用波束賦形技術。基站要通過波束掃描找到手機，然後手機和基站之間通過業務波束信號建立業務交互。這是一個很吸引人的設計，當然實現起來也是非常複雜的。波束使用同頻還是異頻，波束參數，信號質量、端到端性能，OTA射頻性能等看起來簡單幾個問題，其實從系統設計與模擬階段就要考慮進來，一個成功的系統設計能夠顯著降低產品生命周期各階段的風險。

波形和可變的參數集影響著信號峰均比

5G NR Release 15 使用CP-OFDM的波形並能適配靈活可變的參數集。可變參數集可以將不同等級和時延的業務復用在一起，並允許毫米波頻段採用更大的子載波間隔。由於信號不再保持正交性，由此引入了大峰均比的問題和子載波干擾的問題。在上行信道，UE的發射功率受限並且對功率效率要求較高，於是採用DFT-S-OFDM波形來既降低信號的峰均比。

毫米波需要OTA測試

5G 的頻段擴展到了毫米波，當享受到毫米波帶寬大、頻譜資源豐富的優勢時，同時也面對著傳統測試方法不再適用的問題。典型地毫米波基站，天線和晶元一體化，天線陣間距在毫米量級，已經不能再適用於6GHz以下頻段的傳導測試，新的OTA空口測試勢在必行。一個經濟型的緊縮場方案為5G低成本測試提供了一個良好選擇。

雙連接、多制式信號的共存干擾問題

5G 初期階段面臨著與LTE系統共存和同時連接的使用場景，在5G商用後的相當長一段時間3G、2G、Wifi、BT等信號仍然存在。由於頻譜碎片化，信號共存干擾問題越發明顯，對於諧波、雜散、鄰道干擾等問題需要加強監測和評估。

核心網的變化——智能化、雲化、虛擬化

5G的業務類型更加多樣，需要核心網能夠後變得更加靈活、智能、可重配。 5G網路切片技術用來應對業務多樣性，降低網路成本，讓運營商能夠動態優化對某一業務或區域的網路參數配置，從而提高網路能力，提高真實用戶體驗。Cloud RAN 將基帶處理能力集中在雲端，對於降低功耗和網路容量的動態優化非常有效。

5G創新仍在路上

5G的結構性變化將無線網路推向更加廣闊的業務場景。大規模天線、波束賦形、毫米波技術以及網路切片等等都是為了應對新的業務需求而引入的新技術。然而5G的創新之路並未停止，面向未來的10年社會進步所帶來的新業務需求、新商業模式，5G還會繼續引進新的技術，而這也給我們通信人的帶來巨大機會。

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