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时间:2018-12-08
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1、芯片商设计出5G新无线电,3GPP成功完成了首个5GNR规范 目前已看到无线技术领域许多变化和令人赞叹的创新,但没有什么能和5G行动网络出现的根本性转变相提并论。过去数年来,芯片商持续致力于设计出一个统一的5G新无线电,它将极大化拓展行动网络与设备的能力和效率。 早在2016年3月,3GPP就已经着手5G新无线电(5GNR)的标准化工作。此一主要目的在于,开发一个统一的、更强大的无线空中接口。而2017年12月中时,在葡萄牙里斯本的3GPP全体会议上,3GPP成功完成了首个5GNR规范,这可以说是在2019年实现5GNR商用布建之路上,一个重要的业界里程碑。 首个5GNR规范不
2、仅支持开始于2019年的增强型行动宽带的布建,同时也为扩展5G网络至几乎所有产业、所有物体,以及所有连接打下了基础。那么,哪些无线技术定义了首个5GNR规范呢? 5GNR规范释出芯片商积极布局 5GNR必须满足不断扩展以及极端多变的连接和布建类型的要求。5GNR还需要充分利用每一段频谱,这些频谱具有不同的频谱使用监管方式,分布在不同的频段,不论是从1GHz以下低频段,或是到1GHz至10GHz中频段,以及称为毫米波的24GHz以上的高频段。因此,没有一种技术可以单独定义5G;相反地,5G将从诸多截然不同的技术创新中被构建。 在5GNR规范释出之后,芯片商和电信营运商也开始积极布
3、局此一市场。以高通(Qualcomm)为例,该公司多年来持续开发5G基础技术,并且发明全新的5G技术以推动,甚至是重塑无线的边界;致力推动其先进系统设计和无线技术从理论到设计、标准化、实现,以及最终商用的进程,以实现5G愿景(图1)。 图15个定义5GNR的无线发明 运用可扩展OFDM参数配置增进子载波间隔 5GNR设计中最重要的决定之一,是选择无线波形和多址接入技术。在已经评估并且将继续评估多种方式的同时,高通透过广泛研究(在2015年11月所发布的高通研究部报告中)发现,正交分频多任务(OFDM)体系,具体来说包括循环前缀正交分频多任务(CP-OFDM)和离散傅立叶变换
4、扩频正交分频多任务(DFT-SOFDM),是针对5G增强型行动宽带(eMBB)和更多其他场景的正确选择。 由于现在OFDM已被使用,或许产业界会问“下一步的创新之路在哪里?”5GNR的一个关键创新之处就是可扩展的OFDM复频参数配置(图2)。现今,LTE支持最多20MHz的载波带宽,其中OFDMtone(通常称为子载波)之间的间隔几乎是固定的15kHz。 图2可扩展OFDM多载波参数 因此,在5GNR中,高通导入了可扩展的OFDM参数配置,从而支持多种频谱频段/类型和布建模式。例如,5GNR必须能够在有更大频道宽度(例如数百MHz)的毫米波频段上工作。 此外,3GPP5G
5、NRRel-15规范中将利用可扩展OFDM参数配置,实现子载波间隔能随频道宽度以2的n次方扩展。如此一来,在更大带宽的系统当中,FFT点数大小也随之扩展,而不会增加处理的复杂性。 自包含时隙结构实现弹性框架 5GNR设计的另一个关键技术是弹性的基于时隙的框架,以支持电信营运商在相同频率上高效复用已构想的(和无法预料的)5G业务。实现该灵活、弹性框架的关键技术发明就是5GNR自包含时隙结构。 在新的自包含时隙结构中(以图3中的TDD为例),每个5GNR传输都是模块化处理,具备独立译码的能力,避免了跨时隙的静态时序关系。透过在时域和频域内对传输进行限定,该弹性设计简化了在未来增加新
6、的5GNR特性/服务,这比之前几代行动通讯具有更好的向下兼容性。 图35GNRTDD自包含时隙结构的优势 得益于上传/下载(UL/DL)快速转换和可扩展时隙长度,例如子载波间隔为30kHz隔时时隙长度为500μs,而子载波间隔为120kHz时时隙长度则为125μs,和LTE相比,5GNR自包含时隙结构还带来显著更低的时延。
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