在2017年即將結(jié)束之際，3GPP終于制定了5G首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)——非獨(dú)立建網(wǎng)5G新空口標(biāo)準(zhǔn)。相比之前移動(dòng)通訊技術(shù)，5G連接速度輕松突破Gpbs大關(guān)，連接設(shè)備數(shù)量以10倍增加，實(shí)現(xiàn)這些突破關(guān)鍵點(diǎn)是5G充分利用了頻譜資源，也就是無(wú)線電資源，那具體是如何實(shí)現(xiàn)的？

　　通吃全頻段

　　頻譜資源就像飛機(jī)航道一樣，看不見(jiàn)，但事實(shí)上存在，而且單位空間下頻譜資源、航道是有限的。5G要實(shí)現(xiàn)高速連接，必須盡可能利用現(xiàn)在所有授權(quán)/非授權(quán)頻譜資源，即使1GHz以下低頻頻帶也不例外，北美的600MHz頻段，西歐多國(guó)如法國(guó)、意大利、英國(guó)、德國(guó)的700MHz頻段將會(huì)投入到5G運(yùn)營(yíng)當(dāng)中。

　　不過(guò)1GHz以下頻段資源非常有限，在大范圍里5G通訊仍是由中頻頻帶承擔(dān)。比如說(shuō)歐洲監(jiān)管機(jī)構(gòu)將5G重點(diǎn)運(yùn)營(yíng)頻帶放在3.4GHz至3.8GHz之間，在這個(gè)頻帶范圍內(nèi)能夠輕易提供100MHz的連續(xù)頻譜，而且運(yùn)營(yíng)商能充分利用現(xiàn)有的基站資源，加快5G部署速度。在MWC2018上，高通模擬了德國(guó)法蘭克福的5G新空口非獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)實(shí)際性能，該5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行3.5GHz頻段上，下行速度達(dá)到了490Mbps，4G用戶(hù)均值才只有56Mbps，實(shí)現(xiàn)了近900%的增益，連接設(shè)備數(shù)量是以往的5倍。

　　為了沖刺高速，5G還將使用“全新”的毫米波，同是在MWC2018展臺(tái)上，高通模擬了美國(guó)舊金山毫米波5G新空口網(wǎng)絡(luò)實(shí)際性能，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在28GHz頻段上，實(shí)際下行速度從4G 用戶(hù)均值的71Mbps達(dá)到了1.4Gbps，實(shí)現(xiàn)近2000%的增益。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　即使只考慮授權(quán)頻段，5G使用頻段已從600MHz橫跨到48.2GHz，那5G是怎樣連接如此寬廣的無(wú)線電以及保證連接可靠性的呢？其實(shí)我們從首款商用發(fā)布的5G Modem高通驍龍X50調(diào)制解調(diào)器上可見(jiàn)一斑，它能夠支持在6 GHz以下和多頻段毫米波頻譜運(yùn)行，旨在為所有主要頻譜類(lèi)型和頻段提供一個(gè)統(tǒng)一的5G設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)對(duì)廣泛的使用場(chǎng)景和部署場(chǎng)景。應(yīng)用了大規(guī)模載波聚合、可擴(kuò)展OFDM復(fù)頻參數(shù)配置、LAA多項(xiàng)技術(shù)。

　　載波聚合技術(shù)能通過(guò)多個(gè)連續(xù)或者非連續(xù)的分量載波聚合獲取更大的傳輸帶寬，從而獲取更高的峰值速率和吞吐量，比如說(shuō)同時(shí)使用700MHz、3.4GHz兩個(gè)頻段上的頻譜資源。在4G時(shí)代里，載波聚合已經(jīng)允許TDD LTE、FDD LTE兩種制式混合使用。

　　在進(jìn)入5G時(shí)代后對(duì)載波數(shù)量進(jìn)一步增加，開(kāi)始應(yīng)用大規(guī)模載波聚合技術(shù)，如驍龍X50調(diào)制解調(diào)器支持多達(dá)8個(gè)100MHz毫米波聚合使用。為了實(shí)現(xiàn)同時(shí)接入如此多載波以及終端設(shè)備，大規(guī)模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)技術(shù)也應(yīng)用起來(lái)，大規(guī)模MIMO能夠利用基站端的2D天線陣列完成3D波束成型，進(jìn)而利用中頻段帶譜中3GHz至5GHz頻段，并連接更多設(shè)備。

　　在4G通訊中已經(jīng)應(yīng)用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用）技術(shù)，然而在LTE所支持20 MHz載波中，子載波之間的間隔幾乎是固定的15 kHz，非常不靈活。到了3GPP制定5G NR Rel-15規(guī)范中將利用可擴(kuò)展OFDM參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)子載波間隔能隨信道寬度以2的n次方擴(kuò)展。簡(jiǎn)而言之，該技術(shù)讓5G網(wǎng)絡(luò)能運(yùn)行在更大信道寬度之上，又不會(huì)提高系統(tǒng)的復(fù)雜程度，充分利用有限的無(wú)線電資源。

　　此外，在4.5G時(shí)代開(kāi)始應(yīng)用LAA(Licensed Assisted Access，授權(quán)頻譜輔助接)技術(shù)仍在5G應(yīng)用中繼續(xù)發(fā)揮“挪用”非授權(quán)頻道的作用。它采用LBT(Listen Before Talk，先偵聽(tīng)后傳輸)機(jī)制，連接時(shí)會(huì)先對(duì)非授權(quán)頻道（如Wi-Fi）進(jìn)行偵聽(tīng)，確認(rèn)無(wú)其它設(shè)備占用時(shí)才會(huì)連接，連接更為可靠、穩(wěn)定，增強(qiáng)版的eLAA進(jìn)一步增強(qiáng)了載波聚合與連接能力。

　　目前驍龍X50 5G modem已經(jīng)廣泛應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)商的5G網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，并幫助手機(jī)廠商開(kāi)發(fā)進(jìn)行5G手機(jī)的打造。在年初的高通中國(guó)技術(shù)與合作峰會(huì)中，高通與vivo、OPPO、小米、聞泰科技等領(lǐng)先的中國(guó)廠商宣布了5G領(lǐng)航計(jì)劃，共同合作更好地支持中國(guó)智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)，并預(yù)計(jì)最早于2019年推出符合5G新空口標(biāo)準(zhǔn)的商用終端，加速商用頂級(jí)5G終端預(yù)計(jì)最早在2019年的推出。

　　結(jié)語(yǔ)

　　為了實(shí)現(xiàn)前所未有的高速連接，5G將是一個(gè)頻譜資源大整合的時(shí)代，如果你看見(jiàn)運(yùn)營(yíng)商不停在清退2G網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)領(lǐng)域新的應(yīng)用捷報(bào)頻傳，那意味著5G離我們?cè)絹?lái)越近。而高通等通信企業(yè)在硬件進(jìn)行的升級(jí)和支持也正為5G商用做好充足的準(zhǔn)備。