引言：2017年，Qorvo出版了第1版《5G射頻技術ForDummies》。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：

1、基站有源天線系統的開發

2、載波聚合技術使用量的增加

3、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。

在今天的分享中，我們給大家重新介紹一下5G。

我們社會，網絡聯接已變得十分普遍，人們甚至把聯網看作像電力一樣無處不在、無時不在。

無論是消費者還是企業，都在期盼著第5代無線連接（5G）：

1、提高下行鏈路和上行鏈路的速度

2、隨時隨地視頻和游戲

3、提高服務質量，同時保證服務的安全可靠

4、提高制造業/行業效率

5、按需提供任何及一切東西

與此同時，無線運營提供商期望：

1、能夠滿足激增的移動數據需求

2、降低單數據比特成本

3、獲得其他業務模式和營收流

所有這一切都能夠借助5GNR（即“新空口”）架構實現，只是在這一過程中，我們還需要一些高度技術性的東西。在本章，您將認識5G蜂窩網絡的過去、現在和未來，從而更好地理解5G在今天（和明天）無線通信中發揮的重要作用。

認識當前情況

像許多人預期的那樣，5G將具有顛覆性，它將改變我們的生活。我們看到物聯網、汽車、制造業及零售行業正在發生的無線通信創新，這讓我們一窺5G連接的未來。

科研組織IDTechEx報告稱，預計到2030年，5G的推出將為全球經濟貢獻7000億美元。全球移動通信協會（GSMA）聲稱，預計到2025年，5G全球移動連接將達到14億個。

沒錯，5G革命已經開始。技術建設的速度正在超出先前的預期，并且遠超3G向4G的過渡速度。

以下是過去幾年間發生的事情：

1、2018年韓國平昌冬奧會展示了首個運營性5G網絡。

2、移動網絡運營商的報告顯示，截止2019年10月，韓國的5G用戶已超過200萬。

3、AT&T公司的5G網絡是美國首個無線速度超過2吉比特的5G網絡。

4、威瑞森公司已在美國職業橄欖球聯盟（NFL）的全國體育場啟動5G網絡。

未來將會怎樣？

以下是一些預測：

1、估計到2021年，手機用戶（55億）將超過自來水用戶（53億）。

2、估計到2023年，5G將為全球國內生產總值（GDP）貢獻4.8萬億美元。

3、預計到2025年，全球物聯網設備將達到250億個?其中消費類設備將達到114億個，工業用設備將達到137億個。

4、一家領先的5G芯片制造商實施的一項研究項目估計，僅5G價值鏈將可帶來3.5萬億美元的營收，在全球將支持2200萬個就業崗位。

在全球向著智能化全時聯網前進的過程中，5G將扮演著重要角色。世界各國及各地的承運商都在爭先恐后地使用5G，而無論其能力如何。不過，像任何技術演進一樣，5G的主要推動力量將是那些能夠帶來經濟價值、商業價值和消費價值的東西。

認識5G愿景

自從5G誕生以來，話題一直主要集中以下三個用例類別：

1、增強型移動寬帶（eMBB）

2、超可靠低延時

3、大規模連接性

作為5G部署者，他們首先最為關心的是為消費者的智能手機及其他移動設備提供增強型移動寬帶服務?換句話講，他們要能隨處提供增強型移動寬帶。這是實現移動網絡運營商5G投資回報的最簡捷路徑。物聯網用例集中出現在第二個和第三個類別：超低延時和大規模連

接。隨著物聯網、窄帶物聯網（NB-IoT）、蜂窩型車聯萬物標準（C-V2X）及工業4.0的普及（參見圖1-1），固定無線接入（FWA）、智能家庭和智慧城市等服務越來越引發人們的關注。

在開拓新道路時，能獲得支持總是有好處的，而5G就獲得了一定支持。不同于3G或4G期間的無線標準過渡，5G擁有廣泛的全球支持，并被接納為未來廣域網（WAN）連接適用的唯一全球標準。

圖1-1：推動5G發展的五大趨勢

5G通過非獨立組網（NSA）和獨立組網（SA）兩套實施方案，讓全球承運商能夠在其網絡內部平滑地實施5G。第3代合作伙伴計劃組織（3GPP）是一個由移動系統制造商組成的集體項目合作組織，該組織在5G標準的平滑演進和發展過程中扮演了極為重要角色。

5GNR技術利用調制方案、波形及接入技術，讓網絡系統能夠滿足高數據率服務的需要，同時帶來低延時、小數據率和很長的電池壽命。2017年12月，《3GPPRelease 15 NSA 5G NR規范》獲得通過，成為商用5G產品的基礎。該規范包含從600MHz直至50GHz的低頻、中頻和高頻頻譜支持。2019年初，R15Late Drop版本獲得通過，至此Release15標準全部完成（參見圖1-2）。

圖1-2：3GPP標準發布時間表

2020年發布的Release16標準將擴展5G，主要集中在垂直系統的功能和整體系統的完善。R16標準的目標是長期演進標準（LTE）、車聯萬物標準（V2X）之外的高級用例，還將為工業物聯網和超可靠低延時通信（URLLC）提供強化功能，以替代工業以太網。另外，R16標準還將完善信號定位技術、多入多出（MIMO）技術及低系統功耗技術。

所謂“網絡延時”，指一個數據包在兩個點之間往返一次所需的時間。5G射頻接入網絡（RAN）的設計完全兼容現有的4GLTE網絡。3GPPRelease 15標準允許采用多個NR部署方案，例如：3xNSA和2SA。這些方案術語來自當初為分析和建立非獨立組網和獨立組網的最終演進成果所實施的5G架構研究。非獨立組網利用LTE錨帶進行控制，利用5GNR頻帶提供更高的數據率。非獨立組網允許承運商在不新建5G核心的情況下，提供5G的數據速度。圖1-3所示為LTE向5G非獨立組網和獨立組網的過渡過程。根據承運商和地區的不同，承運商的使用和發布時間表也不同。

圖1-3：5G部署的漸進式過渡

近期全球5G部署都采用非獨立組網方案，這極大加快了5G的部署速度。5G連接演進的下一階段將是完全成熟的獨立組網5G，擁有專用核心網和射頻接入網絡。

無論是非獨立組網方案還是獨立組網方案，5G運營頻譜都在高速演進。在本書中，我們借用較為熟知的、對應FR1波段的“Sub-6GHz”一詞指代“Sub-7GHz”?后者支持的是7GHz以下的潛在頻率分配。在5GNR Release 15標準中，工作頻帶被分為兩個頻率范圍：頻率范圍1（FR1）和頻率范圍2（FR2）。FR1通常被稱為“Sub-7GHz”，即：低于7GHz的頻率范圍；FR2是5G毫米波（mmWave）的頻率范圍（參低于7GHz的頻率范圍；FR是5G毫米波（mmWave）的頻率范圍（參見圖1-4）。

雖然物理層和更高層的設計不考慮頻率，但每個層面都有指定單獨的射頻性能需求。另外，FR1與FR2的測試方法也不同。FR1既可使用傳導測試，也可使用空口測試（OTA）；FR2只需使用空口測試。

圖1-4：頻率范圍FR1與FR2

如圖1-4所示，5G的命名方案已經變更；正如4GLTE在命名中使用字母“B”指代頻帶，5G在命名中重新加入字母“n”，用以指代“NewRadio（即（新空口）”。5GNR使用LTE頻帶的，將使用相同的頻帶編號，只是加上“n”標識符。除了測試方法之外，FR1與FR2還有其他區別。這些區別體現在載波聚合、MIMO及子載波間隔上。