关于5G三设想和十关键

风声鹤唳，草木皆兵，能更的内容实在是少，本订阅号尽力找协议相关的内容来帮助小伙伴们理解5G。

5G，分为两大部分NewRAN的新技术NewRadio，简写为NR，和NGCore，简写为NGC。5G是第五代移动通讯系统的简称，目前主流的5G协议由3GPP（运营商、终端、设备商及研究院所机构自组织组成）提案，由ITU确认为5G标准。目前3GPP的标准版本为R15，4G的LTE和NR协议并行开发。

通常意义上，RAN和Core一起演进，但目前的5G不同，分两步走，第一步NewRadio+EPC和LTE组成双连接，即NSA（非独立组网），第二步NewRadio+NGC完全演进到5G，即SA（独立组网）。

那么5G相比4G有哪些值得期待的东西呢？

1. 三大应用设想

eMBB，增强性移动宽带技术，即小区速率更高，采用了大带宽（支持100mhz），多天线（MaMIMO），效率更高的编码LDPC和polor。

mMTC，大规模的机器通信技术，小区支持的用户数更多，功耗更低。

URLLC，超低时延和高可靠通信，小区可以支持更低的端到端时延和更低的可靠性，用于支持机器之间的通信，用于实现精确高速控制。

实际上，这三大场景在实现技术上充满了矛盾，大带宽与低功耗不相容，大规模链接与低时延不相容，低时延与高可靠也不相容。因此，目前为止，第一个可用的协议版本关注的只是eMBB，URLLC和mMTC几乎没有完善可用的协议可用。

2. 十大关键技术重构

2.1 灵活可扩展的OFDM子载波间隔，可以支持15kHz的整数倍的宽度，最大到480kHz的子载波间隔。这样可以支持从几百MHz的黄金频段到高达几十GHz的超高频，技术上不再受限于频谱范围，可以任意使用载波和使用载波聚合。

2.2 灵活的频域带宽，可以支持几MHz到几百MHz的带宽，高频最大支持到400MHz 的小区带宽。通过BWP（成分载波带宽）的配置，UE可以不必支持整个小区带宽的数字信号处理，只用支持必要的有限的局部带宽，由系统来统一协调UE间对系统带宽的有效分配，这样可以大大减少功率的消耗，同时也降低了终端芯片的复杂度也降低了终端成本。BWP的物理信道参数可以独立配置，这样也为支持更多样的复杂场景提供可能性，如不同的BWP采用不同的子载波间隔实现同小区内的不同时延的业务支持。

2.3 TTI的重构，支持传统的以slot为一个TTI的调度和以若干个symbol为一个sTTI的调度。更快的调度周期和反馈，可以明显的缩短端到端的时延，通过更短的TTI的级联可以提高可靠性，用来代替传统的HARQ的周期合并，兼顾了时延和可靠性的双重指标的要求。

2.4 大规模MIMO的支持，从LTE的1/2/4/8的天线到新空口支持多达256天线，MIMO不再局限于二维的空间复用，可以支持3D波束成型，这样可以支持更多的复用可能性，也可以增强覆盖能力。

2.5 随路的导频设计。LTE的小区级导频设计导致大规模同频组网时无论怎么配置都会影响邻区的导频干扰，测量精度下降严重。新空口采用了可配置的窄带导频符号SSB，和专用信道的随路导频，这样小区级导频可以只在很少的带宽上任意分布，大量的导频伴随着调度的信道，在系统侧可以通过大规模的调度规避导频符号干扰，测量的精度更高，性能更好。

2.6 上下行解藕，上行的数据传输与控制不完全依赖下行，下行的数据传输与控制也不完全依赖上行。上行摒弃了同步HARQ，可以实现任意时刻的新传和重传，控制信道可以任意配置在适当的时频位置，调度控制信息可以任意指定数据传输的时频域位置；下行的调度控制信息可以任意指定反馈的信道时域与频域位置。这样的好处显而易见，系统可以根据业务需求和负载分配资源，上下行之间解藕。

2.7 网络功能虚拟化（NFV），达到软硬件的解藕，功能不再完全依赖专用器件，只依赖于计算和存储能力，而计算和存储能力可以来自于传统硬件也可以来自于专用加速引擎。软件被分割为可以提供一些独立功能的微服务，通过系统编排用来支持定制化的专用网络。显然，这样的微服务更具灵活性，修复和升级不再大规模波及网络可用性，可以支持按需定制和随时升级。

2.8 控制面和数据面分离，控制面更关注状态和流程，通常以支持信令数为重要指标，可以认为是集中的，但通过分层设计也可以做到垂直的分布式。而数据面更关注吞吐率和时延，通过使用CDN和SDN技术及专用数据转发加速引擎，可以明显改善用户面性能。5G在网络架构设计上已经将控制面和数据面分离。

2.9 RAN的三层部署架构，将原来塔站两层部署架构增强为塔站云三层部署架构，将站内的基带数字处理部分和 信令控制部分（控制）及包汇聚与转发部分（数据）拆分为两部分，前者部署在站点机房以降低大量的传输带宽和时延要求，后者部署在电信云以降低硬件成本和获得集中控制的能力。

2.10 智能运维能力的支持，增强了传统的SON，从电信基础设施的智能化运维进一步升级为端到端业务的智能化运维。SON关注的仍然是电信基础设施的无线性能指标的提升，而端到端的用户体验不完全与无线网性能相关，可能还与用户的业务形态诉求、端到端的核心网络准实时拥塞程度、数据安全防护等级等有密切关系，新的智能运维能力需要更高层面的统筹和管控。

3. 未来值得期待

每个新事物的出现，都面临着一部分人的追捧和另一部分人的嘲讽。新事物的初期大多数人很难看到全貌，只能以盲人摸象的认知局限性发出不同的声音。那么囊括了三大应用设想并加持了十大关键技术的5G更应该令人期待吧！

本订阅号陆续推出5G协议解读，欢迎订阅。个人认知有限，难免有解读谬误，欢迎指正，勘误信息一般在留言或下次更新发布。