12月9號(hào)，高通在廣州筑夢(mèng)咖啡舉行了“Q科技”之5G媒體沙龍活動(dòng)。雖然5G網(wǎng)絡(luò)需要等到2019年的下半年才進(jìn)行部署，但包括高通在內(nèi)的眾多科技企業(yè)已經(jīng)在著手研究/適配5G技術(shù)。究竟5G是什么？我們一起來看看。

5G網(wǎng)絡(luò)不僅是速度快+時(shí)延低

　　與4G相比，5G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是速度更快，時(shí)延更低，高通認(rèn)為，5G是一個(gè)面向未來的、創(chuàng)新的、統(tǒng)一的連接平臺(tái)。統(tǒng)一性可以體現(xiàn)在三個(gè)方面。第一個(gè)方面是多樣化的服務(wù)，具體包括三種不同的類別。一是增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶，未來享受的高清視頻和無線傳輸?shù)奶摂M現(xiàn)實(shí)應(yīng)用都屬于這個(gè)方面；二是關(guān)鍵業(yè)務(wù)型服務(wù)，比如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這種場景將需要大量高可靠、低延時(shí)的連接；三是海量物聯(lián)網(wǎng)，包括我們經(jīng)常提到的智能家庭或者智慧城市，其中很多的連接方式都需要通過海量物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)。

　　增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶：

　　5G網(wǎng)絡(luò)帶來極致的吞吐量，速率可達(dá)數(shù)千兆比特每秒。相比起4G網(wǎng)絡(luò)有著幾十甚至數(shù)百倍的提升，除了吞吐量大之外，5G網(wǎng)絡(luò)還能帶來超低的延時(shí)以及一致性體驗(yàn)，一致性體驗(yàn)指的就是用戶無論在信號(hào)較強(qiáng)的小區(qū)中心還是在信號(hào)較弱的小區(qū)邊緣，都可以一直保持在相對(duì)好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，保證獲得一致的體驗(yàn)。另外，增強(qiáng)型還有利于虛擬現(xiàn)實(shí)，遠(yuǎn)程醫(yī)療的實(shí)現(xiàn)。

　　關(guān)鍵形業(yè)務(wù)服務(wù)：

　　從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的角度看，無論工業(yè)監(jiān)控還是制造，都需要信號(hào)傳輸?shù)某�高可靠性，這體現(xiàn)為信號(hào)在傳輸過程中的丟失率低、安全性高、時(shí)延低，而這對(duì)空口設(shè)計(jì)、系統(tǒng)端到端設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)都提出了很大挑戰(zhàn)。我們拿無人駕駛為例，未來在無人駕駛的發(fā)展方向上有兩個(gè)重要的方面，一方面是通過傳感器信息收集，能了解環(huán)境并跟環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)。另一方面，無論是無人還是自動(dòng)駕駛，車與車之間主動(dòng)式的通信可以提高通信安全性和駕駛安全性，實(shí)現(xiàn)車與車的互聯(lián)。而未來的IoE、IoT領(lǐng)域也同樣需要保證到人機(jī)協(xié)調(diào)性和安全性，降低延時(shí)。

　　海量物聯(lián)網(wǎng)：

　　海量物聯(lián)網(wǎng)包括智慧城市與智能家居。到2020年，全球的連接數(shù)量將達(dá)到500億；今天手機(jī)的連接數(shù)量大概在50億-60億的范圍，也就是說物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)量又提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)部署海量物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候，商業(yè)模式需要提供智能家居和智慧城市的功能。海量物聯(lián)網(wǎng)有幾個(gè)非常重要的的要求。一是低能耗、二是低復(fù)雜性（降低網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成本）、三是遠(yuǎn)程（減少建筑與建筑之間的衰減）

　　第二個(gè)方面是在頻譜方面。無線通信都是通過載波進(jìn)行傳輸，3G和4G時(shí)代利用的往往是2GHz至3GHz的頻段；將來面對(duì)5G對(duì)頻譜和超寬帶的需求，高通把頻譜范圍大幅擴(kuò)增，拓展到毫米波，像30GHz、40GHz甚至到70GHz或80GHz。

　　第三個(gè)體現(xiàn)是在部署方面。將來我們將看到城市、鄉(xiāng)村、密集小區(qū)的5G基站或者是商場的小基站、酒店中的室內(nèi)部署，5G將具有各種各樣的部署形態(tài)，并且通過統(tǒng)一的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

　　4G網(wǎng)絡(luò)與5G網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系

　　無論從標(biāo)準(zhǔn)還是網(wǎng)絡(luò)部署的層次上，LTE網(wǎng)絡(luò)本身將會(huì)實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的演進(jìn)。同時(shí)，4G與5G并行發(fā)展的過程中，4G在下一步演進(jìn)上將具有自己的特點(diǎn)和特色。這當(dāng)中超寬帶方面的業(yè)務(wù)將更多由5G去承載，而相對(duì)成熟的4G基礎(chǔ)則將對(duì)很多新型的垂直市場提供支持。（像窄帶物聯(lián)網(wǎng)、增強(qiáng)型廣播業(yè)務(wù)和基于蜂窩的C-V2X，這都是將來LTE演進(jìn)非常重要的方面。）

　　當(dāng)5G部署初期，5G的建立和后端核心網(wǎng)連接還是要依賴于4G核心網(wǎng)絡(luò)，它的好處在于可以通過4G比較成熟的網(wǎng)絡(luò)幫助5G網(wǎng)絡(luò)初期落實(shí)。當(dāng)5G網(wǎng)絡(luò)部署越來越密集的時(shí)候，5G就可以部署自己的核心網(wǎng)。

　　公共安全“D2D”概念

　　安全性、連接、信息服務(wù)、娛樂系統(tǒng)等各個(gè)方面的整合將是5G將來實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的主要方向。而D2D終端到終端直連的通信模式。它的好處是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，或者因人為或物理原因出現(xiàn)系統(tǒng)性破壞，終端與終端之間依然能保持通信，這樣我們的基礎(chǔ)建設(shè)系統(tǒng)就能得到非常好的替代和保障。

　　在5G的實(shí)現(xiàn)上，OFDM波形依然是最有效的方式

　　無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到如今，早就以數(shù)字信號(hào)作為傳輸方式，而當(dāng)我們?cè)跓o線信道上傳輸0和1的時(shí)候，外面需要包裹一個(gè)覆蓋性外形的的東西才能保證在一定的頻譜和時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行有效傳輸。

　　無論LTE還是Wi-Fi信號(hào)，基本波形都是OFDM。雖然5G是個(gè)新系統(tǒng)，但通過大量的研究，高通表示OFDM波形才是讓5G在簡易度、性能優(yōu)越性和對(duì)大規(guī)模MIMO上實(shí)現(xiàn)的最佳方案。而OFDM也是從4G技術(shù)延伸過來的。

　　5G NR技術(shù)包含3個(gè)重要的方向

　　5G指的是第五代移動(dòng)通信，NR則是3GPP目前確定的5G空口技術(shù)的名詞縮寫，它代表的是new radio，意指新無線電或新無線通信技術(shù)。

　　OFDM

　　5G對(duì)OFDM進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，幫助它它進(jìn)行參數(shù)擴(kuò)展，外加針對(duì)不同用例進(jìn)行優(yōu)化的多址接入，基于OFDM的優(yōu)化波形具有非常高的效率。

　　通用靈活的框架

　　在5G的實(shí)現(xiàn)上，高通把無線通信的資源從頻率和時(shí)間上進(jìn)行劃分，把時(shí)間頻率都劃分成小格。從調(diào)度和通信的角度看，每一個(gè)小格就代表一個(gè)通信單元，而一個(gè)用戶可以占用一個(gè)或多個(gè)小格。有了這樣通用靈活的架構(gòu)，無論是單用戶還是多用戶，是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接還是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的廣播業(yè)務(wù)連接，或者是D2D即終端到終端直連的模式，這些都可以在這樣一個(gè)時(shí)間頻率網(wǎng)格上進(jìn)行統(tǒng)一性的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。高通所謂的通用靈活表現(xiàn)為5G對(duì)多種業(yè)務(wù)的同時(shí)支持。

　　大規(guī)模的MIMO技術(shù)+對(duì)毫米波的支持+靈活獨(dú)特的TDD設(shè)計(jì)

　　MIMO代表多天線輸入和多天線輸出，目前在全世界比較通用的LTE網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)都是2x2，意思是在基站發(fā)送端使用兩根天線，在手機(jī)端也使用兩根接收天線。大規(guī)模MIMO技術(shù)是MIMO上的一個(gè)顛覆性新發(fā)展。將來可以在發(fā)送端做到128根甚至是256根天線。當(dāng)然，由于手機(jī)內(nèi)部空間的限制，具體數(shù)量要根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行討論。

　　每個(gè)LTE載波的帶寬大約是20MHz，到了毫米波范疇，毫米波載頻到20GHz或30GHz時(shí)，其載波帶寬可以達(dá)到800MHz甚至是1GHz。從信道帶寬上看，相當(dāng)于原來4G載波帶寬的10倍、20倍甚至是50倍，這就相當(dāng)于大幅擴(kuò)寬高速公路的通道寬度。

　　將來的5G頻譜，中國考慮的是3.5GHz，日本是4.5GHz，甚至未來到毫米波更高頻率的傳輸。而網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)呈現(xiàn)出的特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)傳輸頻率越高，通過TDD模式（相對(duì)于FDD模式）實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度就會(huì)越低。在5G的角度看，將來TDD模式進(jìn)行商業(yè)部署時(shí)，它的可能性和應(yīng)用場景都會(huì)比FDD模式多很多。靈活獨(dú)特的TDD設(shè)計(jì)允許我們非常靈活地用一部分資源做上行，另一部分資源做下行，且可根據(jù)當(dāng)時(shí)小區(qū)用戶數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)進(jìn)行上下行切，有些做上行優(yōu)先，有些做下行優(yōu)先，兩者可以靈活、及時(shí)地進(jìn)行切換。而5G從低頻、中頻到高頻的廣泛頻段的支持，覆蓋更廣，應(yīng)用場合更多。

　　另外，5G還更多地關(guān)注到非授權(quán)頻譜的使用（3G、4G為授權(quán)頻譜），非授權(quán)頻譜的基本概念是，當(dāng)你進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)候，首先需要監(jiān)聽這個(gè)系統(tǒng)是否有別人正在進(jìn)行操作或服務(wù)。如果別人在操作，你可以先在系統(tǒng)邊上等一會(huì)，過一段時(shí)間回來再次監(jiān)聽；如果監(jiān)聽時(shí)系統(tǒng)沒有使用者，這個(gè)時(shí)候你就可以非常及時(shí)且有效地把你的信號(hào)傳輸出去。讓頻譜的利用更加有效，更加合理。

　　在頻譜方面，高通還介紹了頻譜共享技術(shù)，這當(dāng)中包含了頻譜聚合、射頻聚合以及分層共享三個(gè)方面，頻譜聚合指的是一個(gè)載波在授權(quán)頻譜上，另一個(gè)載波在非授權(quán)頻譜，通過聚合授權(quán)頻譜和非授權(quán)頻譜上的載波可以實(shí)現(xiàn)容量和體驗(yàn)的提升。射頻聚合指的是兩個(gè)在網(wǎng)絡(luò)后端其實(shí)完全不同的網(wǎng)絡(luò)。比如說LTE與Wi-Fi的鏈路聚合。而分層共享則表示某個(gè)頻譜的使用方在自己不使用頻譜的情況下，他可以通過優(yōu)先級(jí)的方式、基于時(shí)間或物理位置頻譜與第三方共享。通過三種頻譜共享技術(shù)，實(shí)現(xiàn)成本更低，構(gòu)建更靈活的網(wǎng)絡(luò)方案。

　　宏基站+小型基站的覆蓋

　　在中國移動(dòng)的3G或4G網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)類別網(wǎng)絡(luò)的基站部署量大概是100萬個(gè)甚至更多。將來5G時(shí)代中，由于宏基站放的高度比較高且占的物理空間比較大，這就允許在宏基站中部署更多天線（例如前面說到的256根），可以進(jìn)行更有效的部署，另外，5G數(shù)據(jù)信道將采用LDPC碼，控制信道則將采用Polar碼，它們?cè)谖磥淼?G網(wǎng)絡(luò)上都可以直接使用。

　　小型基站配合宏基站的部署，提供了更為靈活的部署方式，當(dāng)宏基站的覆蓋或容量出現(xiàn)缺失時(shí)，小型基站則提供了一個(gè)非常強(qiáng)力的補(bǔ)充。與4G系統(tǒng)相比，5G能實(shí)現(xiàn)十倍吞吐量，將端到端時(shí)延降到4G的十分之一，連接密度提高十倍，傳送單個(gè)比特信號(hào)所占用頻譜的效率也能提高三倍，數(shù)據(jù)容量和網(wǎng)絡(luò)效率大幅度提升。

　　5G NR原型機(jī)

　　高通在今年6月的上海MWC上已經(jīng)和中國移動(dòng)一起聯(lián)合推出了第一個(gè)6GHz以下的5G NR原型系統(tǒng)，第二個(gè)是在11月份剛剛推出的5G NR頻譜共享原型系統(tǒng)。而第三個(gè)原型系統(tǒng)則是28GHz毫米波原型機(jī)。值得一提的是，高通5G NR原型機(jī)在一年一度的世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上被獲得領(lǐng)先科技成果獎(jiǎng)。無論從技術(shù)的先進(jìn)性還是與中國市場的相關(guān)性上，5G NR原型機(jī)都受到了廣泛的認(rèn)可。

　　首款5G調(diào)制解調(diào)器——驍龍X50

　　先前在香港舉行的Qualcomm 4G/5G峰會(huì)上，高通宣布了另外一個(gè)新的調(diào)制解調(diào)器——驍龍X50調(diào)制解調(diào)器。驍龍X50作為高通的第一個(gè)5G調(diào)制解調(diào)器，傳輸在28GHz毫米波頻段上，通過支持800M帶寬，峰值傳輸下載速率可達(dá)5Gpbs，跟之前的LTE調(diào)制解調(diào)器相比，峰值速率提高了5倍。驍龍X50預(yù)計(jì)在2018年商用，會(huì)在一些運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行試驗(yàn)或大規(guī)模預(yù)商用。

　　而驍龍X50通過4G、5G雙鏈接的方式實(shí)現(xiàn)通信模式，實(shí)現(xiàn)在3G、4G或3/4G切換的過程，從用戶的體驗(yàn)、覆蓋的可靠性上，突破了原來3G和4G的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　5G NR R15將在2019年下半年部署

　　5G NR現(xiàn)在處于R14研究項(xiàng)目階段，到了2017年3月份，研究項(xiàng)目階段結(jié)束，會(huì)進(jìn)入工作項(xiàng)目階段，很多關(guān)鍵技術(shù)的選型、參數(shù)配置和具體設(shè)計(jì)方案的定型都會(huì)在工作項(xiàng)目階段進(jìn)行敲定。大概是2018年9月份左右，這些技術(shù)方案就可以交給一些廠商進(jìn)行生產(chǎn)和設(shè)計(jì)自己使用的系統(tǒng)，而基于3GPP 5G NR R15的商用部署大概在2019年下半年。

　　另外，5G技術(shù)本身也會(huì)不斷進(jìn)行自我的演進(jìn)以及增強(qiáng)，在3GPP標(biāo)準(zhǔn)里面向R16、R17的方向不斷演進(jìn)，而高通也在積極與運(yùn)營商、廠商合作，讓5G早日到來。