本文摘要：5G打开万物网络新时代，新的业务新的市场需求对5G系统明确提出新的挑战。

5G打开万物网络新时代，新的业务新的市场需求对5G系统明确提出新的挑战。业界一般指出移动通信10年一代，2G获取语音和短距离数据业务，3G时代在获取语音的同时，开始获取基础的移动多媒体业务，4G时代移动通信获取移动宽带业务，到了5G时代，移动通信将在大幅度提高以人为中心的移动互联网业务用于体验的同时，全面反对以物为中心的物联网业务，构建人与人、人与物和物与物的智能网络。　　5G符合强化移动宽带、海量机器类通信和超高可信较低时延通信三大类应用于场景，在5G系统设计时必须充分考虑有所不同场景和业务的差异化市场需求。5G将符合20Gbps的光纤般终端速率，ms级时延的业务体验，千亿设备的相连能力，超高流量密度和连接数密度，及百倍网络能效提高等淋漓尽致指标，一个系统如何同时符合多样业务市场需求，5G系统设计面对新的挑战。

　　5G标准化的组织　　与4G技术类似于，5G涉及的标准化的组织有两个：ITU和3GPP。其中ITU是联合国的一个最重要专门机构，其下又分电信标准化部门（ITU-T）、无线电通信部门（ITU-R）和电信发展部门（ITU-D）3个部门，每个部门分设多个研究组，每个研究组分设多个工作组。5G的涉及标准化工作是在ITU-R?WP5D下展开的。

而3GPP是一个产业联盟，其目标是根据ITU的涉及市场需求，制订更为详尽的技术规范与产业标准，规范产业的不道德。　　ITU-R?WP5D是专门研究和制订移动通信标准IMT（还包括IMT-2000和IMT-Advanced）的的组织。ITU-R?WP5D分设3个常设工作组和1个特设组，3个常设工作组分别是总体工作组、频谱工作组、技术工作组，特设组为工作计划特设组。

ITU-R?WP5D基本上将5G时间表区分为3个阶段。第一个阶段累计到2015年底，重点是已完成5G宏观叙述，还包括5G的愿景，5G的技术趋势和ITU的涉及决议，并在2015年世界无线电大会上取得适当的频率资源。第二个阶段是2016～2017年底，为技术打算阶段。

ITU主要已完成技术拒绝，技术评估方法和递交候选技术所必须的模板等内容。最后月向全世界收到征求5G候选技术的通函。第三个阶段是搜集候选技术的阶段。

　　从2017年底开始，各个国家和国际的组织就可以向ITU递交候选技术。ITU的组织对接到的候选技术展开技术评估，的组织技术辩论，并在世界范围内达成协议完全一致。2020年底，ITU将公布月的5G标准。

故此，5G也应当被称作IMT-2020。　　5G标准规划　　3GPP于2018年6月公布第一个独立国家组网5G标准。3GPP制订R15和R16标准符合ITUIMT-2020全部市场需求，其中R15为5G基础版本，重点反对强化移动宽带业务和基础的较低时延低可信业务，R16为5G强化版本，将反对更加多物联网业务。考虑到5G将与LTE较长时间并存，并且运营商享有的频谱有所不同、部署节奏有所不同、5G网络业务定位有所不同，3GPP标准分阶段反对多种5G组网架构。

明确地，R15包括3个子阶段，这些子版本将为运营商获取更加多组网自由选择，其中2018年6月份公布独立国家组网的5G标准此外，3GPP将于2019年底公布R16标准，R16标准在R15的基础上，更进一步强化网络反对移动宽带的能力和效率，同时拓展反对更加多物联网场景。　　5G新的空口技术　　5G新的空口（NR）反对大比特率、较低时延、灵活性配备，符合多样业务市场需求，同时更容易拓展反对新的业务。在比特率方面，针对6GHz以下的频谱，5G新的空口反对仅次于100MHz的基础比特率；针对20GHz-50GHz频谱，5G新的空口反对仅次于400MHz的基础比特率；此外，5G新的空口使用部分比特率设计，反对多种终端比特率，适应环境多种业务市场需求。

在较低时延方面，5G新的空口反对较宽子载波间隔，反对符号级的调度资源粒度，反对自包括时隙和较慢重传机制。基于这些技术方案，5G反对4ms的空中模块时延，并在特定场景和配备下，反对0.5ms的空中模块时延。5G新的空口灵活性设计反映在基础参数设计、帧结构、参照信号设计、掌控信道设计等等方面。

　　NR反对灵活性参数集，以符合多样比特率市场需求。NR以15kHz子载波间隔为基础，可根据15*2u灵活性拓展，其中u=0,1,2,3,4，也就是说NR反对15、30、60、120、240khz等5种子载波间隔，其中子载波15、30、60kHz限于于高于6GHz的频谱，子载波60、120、240kHz限于于低于6GHz的频谱。

新的空口定义子帧长度相同为1ms，每个时隙相同包括14个符号，因而对于有所不同子载波间隔，每个时隙长度有所不同，分别为1、0.5、0.25、0.125和0.0625ms。　　NR反对灵活性帧结构，定义大量时隙格式，符合各种时延市场需求。LTE定义了7种帧结构、11种类似子帧格式，其中帧结构以5ms和10ms为周期；NR更好是定义时隙格式，共计定义了56种时隙格式，并反对基于符号灵活性定义帧结构。

LTE帧结构以定静态配备居多，高层配备了某种帧结构后，网络在一段时间内使用该帧结构。在特定场景下，也可以反对物理层的较慢帧结构调整；NR从一开始设计就反对定静态配备和较慢配备，反对更加多周期配备，如0.5,0.625,1,1.25,2,2.5,5,10ms，此外，时隙中的符号可以配备为下行、上行或灵活性符号，其中灵活性符号可以通过物理层信令配备为上行或下行符号，以灵活性反对脑溢血业务。　　NR反对更大数据包的有效地传输和接管，同时提高掌控信道性能。强化移动宽带业务的大数据包对编码方案的编译器字节的复杂度和处置时延明确提出了挑战，LPDC在处置大数据包和低码率方面有性能优势，沦为NR的数据信道编码方案，并且为了防止大数据包的重传，一个传输块编码后拆卸分成多个码块两组，基于码块两组重传。

对于掌控信道，鲁棒性是最重要的技术指标，极化码Polar在短数据包方面有更佳的展现出，沦为NR掌控信道编码方案之一。　　NR反对基于波束的系统设计，获取更加灵活性的网络部署手段。LTE中实时、终端使用广播传输模式，数据信道反对波束赋形传输模式。为了构建实时、终端和数据传输3个阶段的给定，NR中实时、终端、掌控信道、数据信道皆基于波束传输，并反对基于波束的测量和移动性管理，以实时为事例，NR反对多个实时信号块，SSB可以指向有所不同的区域，比如楼宇的高层、中层和地面，为网络规划获取更加多固定式手段。

　　NR反对数字和混合波束赋形。低频NR主要使用传统的数字波束赋形，针对高频NR，既必须补偿路损，又必须考虑到合理的天线成本，因而NR引进仿真+数字的混合波束赋形。

NR上行反对仅次于32端口的天线配备，下行反对仅次于4端口的天线配备；在明确MIMO传输能力方面，上行单用户仅次于反对8流，仅次于反对12个向量多用户，下行单用户仅次于反对4流。另，与LTE定义了多种传输模式有所不同，NR目前只定义了一种传输模式，即基于专用导频的预编码传输模式。

此外，比起于LTE，5G新的空口定义更好导频格式（如Front-loaded和反对高速移动的额外DMRS），以反对更加多天线阵列模式和部署场景。　　同时，3GPP侧重新的空口与LTE并存的场景，除了反对双相连外，还反对新的空口分享LTE下行资源，以提高新的空口的下行覆盖面积。

　　5G核心网设计　　以掌控与发送功能分离出来为基础，引人注目网络的多业务差异化服务能力。架构方面，5G核心网使用全新的基于服务的系统架构、新型架构将原本的网络功能分解成为一组服务，每个服务都可以独立国家找到和调用，重构业务流程，融合基于NFV的网络切片较慢部署，新的业务可以在几周内已完成研发，并构建分钟级的上线运营。

掌控平面功能方面，5G核心网根据终端类型和方位区域，获取有所不同的切片自由选择、移动性和不会话管理策略，为有所不同业务获取差异化的终端服务。发送平面功能方面，5G核心网反对分布式的发送路径设置和边缘计算出来，优化有所不同业务的吞吐量和发送时延。5G安全性使用可拓展证书协议（EAP）框架构建统一证书，反对用户在接入网间无缝转换,同时，通过强化的安全性机制展开用户隐私维护（如身份标识等），并反对按须要的用户数据保护方法。

　　5G技术发展　　5G技术将持续强化。3GPP已启动5G第二版本（R16）标准的预研工作，在强化基础的移动宽带业务能力和基础网络架构能力的同时，重点提高对横向行业应用于的反对，尤其是对较低时延低可信类业务的反对。在移动宽带业务能力方面，R16重点研究多天线强化、载波单体与大比特率强化、远端阻碍移除、非向量多址和免除许可5G技术。

在基础能力提高方面，重点研究终端节约能源、定位强化、移动性强化、基于RAN的大数据搜集与应用于、服务化架构强化、智能化运营、切片强化等内容。在横向行业应用于方面，研究5G车联网（NRV2X）、较低时延低可信（URLLC）强化、工业物联网强化（NRIIoT）、NB-IoT/mMTC强化等内容。

　　中国在5G标准制订中的起到　　5G通信沦为各国和地区抢夺发展的技术高地，多个国家都企图在标准领域享有更好的话语权,中国领先转入勇夺技术低的一面旗。　　在整个5G应用于标准中，中国和美国相对而言正处于领先地位，中国很早已开始参予5G标准的制订。中国在3G、4G时代的标准建设方面，累积了非常丰富的经验，投放了巨量资金，这为5G时代的领先奠下了基础。

　　中国在标准的组织兼任关键职位的有30余个，投票权多达23%，文稿数量30%，联合项目占到比40%。在无线灵活性系统设计、无线基础技术、新型网络架构和大规模天线等关键技术标准制订都起着至关重要的起到。　　其中中国移动在SA标准推展方面作出最重要贡献。在独立国家组网架构标准化工作方面，中国移动在3GPP兼任了下一代网络架构（5G）研究、5G系统架构标准的项目负责人工作，主导明确提出了基于服务的5G网络架构（SBA），是5G独立国家组网的基础架构。

此外，还联合推展了网络切片架构、用户数据融合架构等工作，并在功能软件化、C/U分离出来、边缘计算出来方面充分发挥了最重要的推展起到。中国移动在网络架构领域递交了250多篇文稿，通过了70多篇文稿，是全球运营商中最多的。

本文来源：开云(中国)Kaiyun-www.hsccyj.com