关于5G NR不可不知的五件事
3GPP R15已经正式定义了5G新空口(NR)移动通信标准。 了解该标准的新功能以及相应的设计和测试解决方案。
1. New Radio (NR)就是5G新空口
新空口或5GNR可能不是最原始的表述，但却是第3代合作伙伴计划（3GPP）R15标准的产物。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。R15规范草案于2017年12月获批，预计将于2019年中期完成。R15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。R16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，而答案也正在慢慢清晰。5G研究之初，许多人对5G使用毫米波频谱的这一可能性充满期待。毫米波频谱也将是5G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将旗鼓相当。 R15列出了几组新频谱，专门用于2.5 GHz到44 GHz范围内的NR部署。两个可能针对移动应用优先部署的频段是3.3 GHz~3.8 GHz和4.4 GHz~5.0 GHz，2018年的冬季奥运会上就展示了这两个频段的应用。 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50 GHz的频谱仅仅是一个开始。未来的3GPP规范可能允许使用的频谱将高达86 GHz。
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进一步激发了模拟波束形成技术的广泛应用。 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 - 特别是在使用高阶调制方案的情况下。 然而，波束形成最终会带来重大的测试挑战，因为我们不仅需要对每个波束进行特性分析和测试，而且还需要通过空中测量来验证无线电性能也。
4. 第一批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R15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，重点关注如何提高电源效率和减少干扰。
5. 第一阶段仍将基于OFDM波形
尽管5G已经有许多候选波形，但NR的第一阶段将使用正交频分复用(OFDM)波形。 5G NR下行链路使用的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著变化。 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，但这仅用于载波带宽为400 MHz的场景。
