5G​新​空​口​不可​不知​的​五件​事情

3GPP Release 15​引入​了​5G​新​空​口​(NR)​移动​通信​标准​的​正式​定义。 了解​该​标准​的​新​功能​以及​针对​设计​和​测试​应用​提供​的​解决​方案。

1. 新​空​口​(NR)​的​全称​是​空中​接口

新​空​口​或​5G NR​可能​不是​最​原始​的​表述,​但​第​3​代​合作​伙伴​计划​(3GPP)​称​之​为​第​15​版​的​输出。​NR​等​同​于​移动​通信​行业​使用​LTE​来​描述​4G​技术​或 UMTS​来​描述​3G​技术。 第​15​版​规范​草案​于​2017​年​12​月​获得​批准,​预计​将​于​2019​年​中期​完成。 第​15​版​仅仅​是​一个​开始,​因为​它​只​规定​了​5G​移动​通信​标准​的​第一​阶段。 版本​16​提供​了​第二​阶段​的​规范,​预计​将​于​2019​年​12​月​完成。

2. 5G​使用​新​频谱

5G​网络​将​使用​哪些​频​谱​这​一​问题​非常​值得​考虑,​而​答案​业​正在​慢慢​变得​更加​清晰。​5G​研究​之初,​许多​人​对​5G​使用​毫米波​频​谱​的​这​一​可能性​感到​兴奋。​这​将​是​解决​方案​的​一个​重要​部分。​然而,​从​短期​来看,​低于​6 GHz​的​频​谱​和​毫米波​频​段​是​其中​的​重要​部分。​第​15​版​概述​了​几组​专门​针对​2.5 GHz​到​40 GHz​范围​内的​NR​部署​的​新​频​谱。​两​个​更​直接​部署​到​移动​应用​的​频​段​是​3.3 GHz~3.8 GHz​和​4.4 GHz~5.0 GHz。​早在​2018​年,​3.3 GHz~3.8 GHz​频​段​就有​可能​直接​部署​到​5G​网络。​美国、​欧洲​和​亚洲​各国​的​监管​机构​已经​放开​了​5G​频​段​的​使用​频​谱。​此​频​段​的​高​带​宽​对​运营​商​来说​非常​有​吸引力。​但​低于​40 GHz​的​频​谱​仅仅​是​一个​开始。​未来​的​3GPP​版本​将​可​允许​使用​高达​86 GHz​的​频​谱。

3.​波束​形成​将​发挥​重大​作用

为了​优​化​移动​设备​的​信号​强度,​NR​使用​了​模拟​和​数字​波束​成形​的​组合。​对于​移动​通信​来说,​波束​成形​并不​是​新​词,​因为​现在​LTE​网络​已经​在​广泛​使用​数字​波束​成形​技术。​然而,​对于​5G,​信号​传播​的​挑战​和​较​小​的​天线​尺寸​激发​了​模拟​波束​形成​技术​的​广​发​使用。​在​24 GHz​以上,​较​窄​波束​宽度​的​模拟​波束​成形​可​使​5G​基​站​更​有效​地​控制​下​行​链​路​信号。​该​过程​首先​涉及​波束​扫描,​因此​基​站​可以​识别​特定​移动​设备​的​最​有效​波束​位置。​这种​方法​可​让​下​行​链​路​传输​的​接收​者​受益​于​更高​的​信号​强度 - 特别​是在​使用​更​高阶​的​调制​方案​的​情况​下。​然而,​波束​形成​最终​会​带来​重大​的​测试​挑战。​不仅​需要​对​每​个​波束​进行​特性​分析​和​测试,​而且​空中​测量​对于​验证​无线​电​性能​也​非常​重要。

4. 第一​台​5G​设备​仍​将​依赖​LTE

5G NR​第一​阶段​最终​将​包含​独立​组​网​和​非​独立​组​网​模式。 在​非​独立​组​网​模式​下,​移动​设备​同时​使用​4G​和​5G​网络,​保持​与​LTE eNB​和​5G gNB​的​连接。 2017​年​12​月​完成​的​非​独立​组​网​模式​规范,​独立​组​网​模式​的​完成​时间​将与​第​15​版​的​时间​一样,​也就是​2018​年​年​中。 同时,​新​空​口​将​同时​使用​LTE​和​NR​收​发​器,​对​提高​电源​效率​和​减少​干扰​给予​较​多​的​关注。

5. 第一​阶段​仍​将​基于​OFDM​波形

尽管​已经​为​5G​提出​了​许多​候选​波形,​但​NR​的​第一​阶段​使用​正交​频​分​复​用​(OFDM)​波形。 在​5G NR​下​行​链​路​中​使用​的​OFDM​具体​形式​是​循环​前​缀​——​OFDM​也是​LTE​标准​中​下​行​链​路​信号​采用​的​波形。 但是,​与​LTE​不同,​5G NR​还​在​上​行​链​路​中​使用​基于​CP-​OFDM​和​DFT-​S-​OFDM​的​波形。 还有​一点​与​LTE​不同​的是,​5G NR​允许​子​载波​间隔​存在​显​着​变化。​LTE​子​载波​之间​的​间隔​几乎​总是​15kHz,​而​5G NR​允许​子​载波​采用​15kHz×2n​的​灵活​间隔​方案。 在​5G NR​中,​允许​的​最大​子​载波​间隔​为​240 kHz,​且​仅​用于​载波​带​宽​为​400 MHz​的​场景。

资源​指南


3GPP​重要​资源​指南

本​完整​指南​提供​了​5G​概述​和​更新,​涵​盖​的​内容​包括:

  • RAN 1​和​RAN 2M​中的​PHY​和​MAC​层​寻址
  • ITU​要求
  • 5G​商业​化​和​标准​时间表
  • 5G​试​点​部署​和​早期​非​标准​5G​版本

基于​5G​新​空​口​的​创新

鉴于​其​采用​新​频​段、​更高​带​宽​和​新的​波束​成形​技术,​5G​将给​设计​和​测试​工程​师​带来​严峻​挑战,​这些​挑战​可能​令人​望​而​却步,​但​别​担心,​NI​将​随时​为​您​提供​帮助。

重要​5G​应用