詳細(xì)解析實(shí)現(xiàn)從 4G 到 5G 轉(zhuǎn)變的5個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

3GPP（移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)）12月21日在葡萄牙首都里斯本正式簽署通過(guò)了5G NSA（非獨(dú)立組網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)第一個(gè)版本。此舉意味著各方已經(jīng)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成了一致的意見，距離5G商用網(wǎng)絡(luò)的設(shè)立和運(yùn)行又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，因?yàn)樗o各個(gè)公司劃下了一個(gè)硬性的標(biāo)準(zhǔn)。也意味著，硬件廠商的設(shè)備開發(fā)工作可以從現(xiàn)在開始了。

按照3GPP規(guī)劃，5G標(biāo)準(zhǔn)分為NSA和SA（獨(dú)立組網(wǎng)）兩種。實(shí)現(xiàn)5G NR的五個(gè)關(guān)鍵無(wú)線技術(shù)包括具有子載波間隔2^N比例的可擴(kuò)展OFDM參數(shù)配置；靈活的獨(dú)立插槽結(jié)構(gòu)；靈活的獨(dú)立插槽結(jié)構(gòu)；Massive MIMO；移動(dòng)毫米波。3GPP 5G NR規(guī)范將為增強(qiáng)移動(dòng)寬帶及更高層次奠定基礎(chǔ)，但是5G技術(shù)路線圖才剛剛起步。業(yè)界已經(jīng)開始研究許多新的技術(shù)發(fā)明，將推動(dòng)5G NR網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的未來(lái)發(fā)展和擴(kuò)張。

從領(lǐng)域來(lái)看，包括速度和饋送、未授權(quán)頻譜使用、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、虛擬化、新空口(NR)這五個(gè)領(lǐng)域?qū)⒁I(lǐng)4G到5G轉(zhuǎn)變。其中有四個(gè)將促使這一轉(zhuǎn)變通過(guò)被稱為L(zhǎng)TE-Advanced Pro(4.5G)的中間階段過(guò)渡，使得這場(chǎng)革命更具漸進(jìn)色彩。

速度和饋送

接入技術(shù)將從4G的1Gbps增加到5G每個(gè)區(qū)域20Gbps吞吐率/下行鏈路速率。達(dá)到這個(gè)速度需要從4.5G開始經(jīng)歷多個(gè)階段。4.5G已在目前的規(guī)范中有所定義，它使用載波聚合(多達(dá)32個(gè)載波)、高達(dá)16根天線的大規(guī)模MIMO和更高階的調(diào)變方案(如256QAM)等多種技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)3Gbps速率。

未授權(quán)頻譜使用

為實(shí)現(xiàn)更高的吞吐率要求，授權(quán)載波頻譜不夠用，因此Wi-Fi多年來(lái)一直在使用未授權(quán)頻譜，而Wi-Fi有很多非授權(quán)頻譜可以被LTE利用，但是需要為獲得更好質(zhì)量和規(guī)范化接入而進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。例如使用低密度極性校驗(yàn)碼(LDPC)等極性碼進(jìn)行糾錯(cuò)；更高階的QAM以提高數(shù)據(jù)速率，Wi-Fi目前可以實(shí)現(xiàn)256QAM，且即將達(dá)到1,024QAM；4×4 MIMO和多用戶MIMO，可增加吞吐率并與更多用戶同時(shí)工作。此外將載波聚合的概念擴(kuò)展到未授權(quán)載波(與Wi-Fi中使用的頻譜相同)，將能為營(yíng)運(yùn)商提供更多選擇來(lái)增加小區(qū)帶寬。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)5G提出了各種需求和挑戰(zhàn)。海量而碎片化的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的承載能力是個(gè)巨大的考驗(yàn)。永遠(yuǎn)在線、低功耗待機(jī)、實(shí)時(shí)喚醒等不頻繁、小數(shù)據(jù)量卻需快速響應(yīng)的要求對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃也是個(gè)難題。此外物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全問(wèn)題也越來(lái)越凸顯。

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)

5G網(wǎng)絡(luò)由于所涉范圍兩端的極端需求(包括偶爾發(fā)送幾個(gè)字節(jié)，以及不同用例數(shù)據(jù)量大幅增加)，創(chuàng)造了與虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能相結(jié)合的強(qiáng)大需求。為滿足不同用戶設(shè)備需求，業(yè)界現(xiàn)在已開始向虛擬化和網(wǎng)絡(luò)切分邁進(jìn)，并將在部署5G網(wǎng)絡(luò)同時(shí)獲得助力。

新空口

5G新空口尚未標(biāo)準(zhǔn)化，并將需要一種新的無(wú)線接入技術(shù)，而將速度提高到20Gbps。它需要使用新的毫米波(mmWave)頻段。5G新空口所討論的兩件大事是：支持靈活的底層OFDM技術(shù)，以及支持大規(guī)模MIMO，從而實(shí)現(xiàn)毫米波頻譜使用。

在以上五個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)中，只有5G新空口是屬于真5G的，另外四個(gè)領(lǐng)域在4.5G規(guī)范中都有確鑿起點(diǎn)，因此更具演進(jìn)性。

Qorvo作為3GPP代表協(xié)助制定5G標(biāo)準(zhǔn)，并且與全球領(lǐng)先的無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施制造商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、芯片組供應(yīng)商和智能手機(jī)制造商密切合作，為5G發(fā)展之路奠定基礎(chǔ)。目前Qorvo 5G頻段覆蓋范圍可以支持美國(guó)近期擴(kuò)展的600MHz Band 71頻段，在擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品組合之后，將成為目前唯一能支持6GHz以下頻段到39GHz所有5G通道頻段的供應(yīng)商。