引言：2017 年，Qorvo 出版了第 1 版《5G 射頻技術 For Dummies》。該書以通俗易懂的語言，幫助業界許多人士掌握了一些圍繞 5G 技術的復雜概念。我們在該書中簡要講解了一些重點概念，這些概念到今天已經發展成熟，包括：

基站有源天線系統的開發

載波聚合技術使用量的增加

新增頻譜的重構和開放

2017 年，當時小蜂窩密致化技術才剛推出，5G 毫米級固定無線接入技術還在測試。今天，由于技術的進步，這些技術已經大規模鋪開。在本書中，我們將探討以上技術及其他 5G 技術的進步，以及這些技術如何重塑移動網絡、移動設備、行業、用例及企業。

在上一篇文章《科普丨重新認識 5G》中，我們帶大家認識了 5G 的一些概念。在本節，我們深入了解一些為 5G 性能做出貢獻的重點技術：

頻譜共享

載波聚合

大規模 MIMO 與天線陣列系統

固定無線接入（FWA）與毫米波技術

一、頻譜共享

在無線通信中，頻譜是移動網絡運營商所需的、排在第一位的資源。所有移動網絡運營商必須在各類技術上，有效地、高效率地使用寶貴的頻譜資源。5G 正是圍繞這一點來建設的，通過將服務、頻譜和網絡整合成一個內聚型架構，滿足下一代移動體驗帶來的挑戰。

為過渡到完整的 5G 實施例，移動網絡運營商通過動態頻譜共享技術（DSS），動態管理頻譜配額。動態頻譜共享技術是一種在不同空氣接口標準（例如：3G、LTE 或 5G）之間智能化分配頻譜資源的方法，以減少頻譜浪費和優化用戶體驗。

對于其他相鄰信號載波輕度使用的頻譜，頻譜共享技術能夠解鎖這部分頻譜資源。動態頻譜共享技術不僅能夠提高頻譜利用率，還能利用 FR2 毫米波頻帶上的共享頻譜或非特許頻譜。

5G NR 技術的最終目標是原生地、同時地支持特許頻譜、共享頻譜和非特許頻譜，提高現有頻譜資源的利用效率。例如，通過共享 FR1 和 FR2 頻率范圍的頻譜配額，能夠讓新的 5G 中高頻基站覆蓋范圍增加一倍，同時還能以每秒高達數億比特的速率，向室內甚至蜂窩邊緣遞送數據。

二、載波聚合

載波聚合技術（CA）將多個移動網絡載波合并成一條數據信道，以增加系統數據率，同時優化現有帶寬的使用率。LTE 之所以能夠逐漸提高下行鏈路數據率和接收數據率，讓大量手機消費者獲益，載波聚合技術功不可沒。5G NR 技術擴大了這一趨勢，在 FR1 和 FR2 中都使用載波聚合，最高支持 16 個分量載波。LTE 與 5G NR 都使用載波聚合的情況被稱為“雙重連接”。在雙重連接模式下，同時使用 LTE 載波和 5G NR 載波。

載波聚合技術給 5G NR 帶來許多優勢，例如：

提高上行鏈路和下行鏈路的數據率和吞吐量

網絡運營商能夠靈活地使用任何載波聚合類型（例如：帶內連續載波聚合、帶內非連續載波聚合或帶間非連續載波聚合）部署非特許頻譜。

三、大規模MIMO

大規模 MIMO 被稱為 5G 的骨干技術。大規模 MIMO 借助 LTEAdvanced 技術的一切前期工作成果，幫助承運商提高網絡容量和數據率，同時減少支出。例如，大規模 MIMO 利用波束賦形技術（一種將多個天線的信號集中成為一條強波束的技術），通過將信號指向目標個體，以此降低能耗。另外，這種信號集中技術還有助于減少網絡用戶之間的干涉。對于消費者，大規模 MIMO 有可能帶來與有線連接相等的無線數據率。

為實現這些優勢，大規模 MIMO 技術使用大型天線陣列系統（AAS），天線陣列系統將射頻收發鏈條合并成為單個陣列單元，通常由 16、32、64 或以上陣列元素組成。之所以采用這種大型天線陣列，是為了利用空間復用技術這個概念。空間復用技術能夠在同一個頻譜資源塊內，遞送多個平行的數據流。大規模 MIMO 實際上是通過擴大虛擬信道的總數，在不增加信號塔和頻譜的情況下，提高網絡容量和數據率。

四、毫米波技術與固定無線接入

目前運營商推介給消費者和企業的一項 5G 服務是基于 5G FR2 毫米波頻譜的固定無線接入服務（FWA）。該技術讓無線運營商能夠進入家庭互聯網市場，利用高數據率服務來挑戰有線寬帶提供商。固定無線接入技術是最早推出的 5G 服務技術之一。該技術能夠為家庭和企業帶來吉比特的互聯網速度，并且其用時和成本僅為傳統電纜和光纖設備的零頭。該技術成為能夠幫助 5G 服務提供商與數字用戶線路（DSL）、光纖和電纜競爭的“最后一英里”解決方案。為此，該技術采用的是 FR2 毫米波頻譜，同時還利用了天線陣列系統（大規模 MIMO 技術使用的天線陣列系統，采用全數字波束賦形或混合波束賦形）（參見圖 1-5）。

圖 1-5：端到端固定無線網絡及其優勢。

固定無線接入技術適合多個移動環境?稠密的城鎮和郊區環境，以及室內外熱點。無論使用環境是稠密還是稀疏，該技術都能提供高速度、低延時連接能力。

通過利用毫米波頻譜，移動網絡運營商能夠支持最高 400 MHz 信道帶寬，還能夠實現吉比特數據率。盡管存在一些非視距挑戰，但大規模 MIMO 的天線陣列系統能夠減輕這些難題，該天線陣列系統利用多個天線，將數個收發信號集中到較小的空間區域，極大改善吞吐量和能量效率。數據流越大，數據率越高，輻射功率的使用效率也越高。

另外，毫米波技術也出現在新發布的手機版本中。這種高頻技術將為我們提供低延時的掌上設備，不僅將改變我們家庭和企業的未來，而且將改變我們的日常生活。