未来5-10年的商业需求要求5G能够提供更高的速率

作为IMT2020主要的候选技术， 5GNR在3GPP的快马加鞭地统一协调下急速前行，按照计划，今年第一个5G标准会冻结，将为运营商提供一套5G初期部署的可行方案。

5GNR 是5G New Radio的简称，是当今通信产业最炙手可热的研究和开发重点，除了企业间的竞争，国家与国家之间的产业政策的竞争也十分激烈，频谱是直接交锋的战场。

貌似5G比4G多1G，可实际上，5G的情怀可比4G大了许多，可以说4G还在量变的最后阶段，5G已经发生了质的改变。按照现在流行的话讲，发生了“结构性”变化。

5G除了会在成熟的流量消费的商业模式（eMBB）上更进一步提高用户体验，进一步降低流量成本，还瞄准了物联网和垂直行业，包括海量机器通信类型(Mmtc)的物联网以及关键任务型(uRLLC)业务。见下图国际电联关于IMT2020技术的业务类型的描述：

Source：ITU Recommendations09/2015

第一版5GNR标准（3GPP Release 15）将会支持增强型移动宽带（eMBB），同时也计划支持部分URLLC功能，mMTC将可能在第二版5G NR标准中被囊括其中。

新频谱和新带宽会引入更多信号质量的问题

Source: GSA Report Feb 2017

未来5-10年的商业需求要求5G能够提供更高的速率，例如在线游戏，流媒体内容分发等目前由于4G技术局限，还只能提供在较低分辨率的图像质量, 如果你是手游发烧友，即使能容忍锯齿感明显的画面，也不会容忍在你等待卡顿期间，别人已经把你的游戏角色PK出局的悔恨。手机信号再好，时延一般在几十毫秒，也还是会明显感觉有延迟。当大部分人意识到这一点的时候，5G未来已来。

为了实现更高速率、更低时延，5G计划使用更大带宽的信号和更高的频谱，截止目前，5GNR Release 15 定义的全球频谱范围已经到了52.6GHz，并在100GHz范围内寻求更多频谱，而且子载波带宽已经高达400MHz，并且还可以通过载波聚合的方法实现更大的带宽。与此同时，由于路损、平坦度、相位噪声、线性度等问题引入的信号质量下降是5G必须要纠正的困难和挑战。

高级波束赋形技术需要系统级的设计

5G为了进一步提高频谱效率、克服传播损耗等问题，5G 大规模天线基站普遍采用波束赋形技术。基站要通过波束扫描找到手机，然后手机和基站之间通过业务波束信号建立业务交互。这是一个很吸引人的设计，当然实现起来也是非常复杂的。波束使用同频还是异频，波束参数，信号质量、端到端性能，OTA射频性能等看起来简单几个问题，其实从系统设计与仿真阶段就要考虑进来，一个成功的系统设计能够显著降低产品生命周期各阶段的风险。

波形和可变的参数集影响着信号峰均比

5G NR Release 15 使用CP-OFDM的波形并能适配灵活可变的参数集。可变参数集可以将不同等级和时延的业务复用在一起，并允许毫米波频段采用更大的子载波间隔。由于信号不再保持正交性，由此引入了大峰均比的问题和子载波干扰的问题。在上行信道，UE的发射功率受限并且对功率效率要求较高，于是采用DFT-S-OFDM波形来既降低信号的峰均比。

毫米波需要OTA测试

5G 的频段扩展到了毫米波，当享受到毫米波带宽大、频谱资源丰富的优势时，同时也面对着传统测试方法不再适用的问题。典型地毫米波基站，天线和芯片一体化，天线阵间距在毫米量级，已经不能再适用于6GHz以下频段的传导测试，新的OTA空口测试势在必行。一个经济型的紧缩场方案为5G低成本测试提供了一个良好选择。

双连接、多制式信号的共存干扰问题

5G 初期阶段面临着与LTE系统共存和同时连接的使用场景，在5G商用后的相当长一段时间3G、2G、Wifi、BT等信号仍然存在。由于频谱碎片化，信号共存干扰问题越发明显，对于谐波、杂散、邻道干扰等问题需要加强监测和评估。

核心网的变化——智能化、云化、虚拟化

5G的业务类型更加多样，需要核心网能够后变得更加灵活、智能、可重配。 5G网络切片技术用来应对业务多样性，降低网络成本，让运营商能够动态优化对某一业务或区域的网络参数配置，从而提高网络能力，提高真实用户体验。Cloud RAN 将基带处理能力集中在云端，对于降低功耗和网络容量的动态优化非常有效。

5G创新仍在路上

5G的结构性变化将无线网络推向更加广阔的业务场景。大规模天线、波束赋形、毫米波技术以及网络切片等等都是为了应对新的业务需求而引入的新技术。然而5G的创新之路并未停止，面向未来的10年社会进步所带来的新业务需求、新商业模式，5G还会继续引进新的技术，而这也给我们通信人的带来巨大机会。