5G NR的新特征

我们已经在媒体上看到过很多关于5G的新闻；如果我们有些不满意手里的智能手机，考虑是否购买新手机时，我们可能会犹豫，要不要再坚持一段时间，等待5G手机的出现。5G手机什么时候能够摆上货架呢？设备商和运营商最新透露的计划是：2019年3月。这并不是说用户现在不能使用5G业务。在某些城市的部分区域，某些“友好”用户已经在使用5G业务——这些用户使用PC电脑、连接移动路由器或者固定无线CPE的电话，甚至汽车来连接5G网络。

 

5G网络能给我们带来什么新的改变呢？5G是向未来网络的演进的一个阶段。5G占据C位的时间大致是10年，差不多是从2020年到2030年，然后就将明星地位让给6G。之前的2G、3G、4G也是如此，各领10年的风骚。在这10年时间内，我们会发现，我们能够在原先4G覆盖不到的地点接入移动宽带网络；我们会发现，出现了很多前所未有的新业务，比如机器人外科手术、虚拟现实教室和自动驾驶汽车。因此，5G不是现有的4G宽带移动网络的简单升级。5G无线接入将成为物联网(IoT)的关键驱动力量之一，推动用户和各行各业，比如汽车、金融、公用事业、公共安全、医疗保健、传媒、互联网、制造业等等，在效率和创新方面实现新的高度。

 

我们可以根据需求特点，把这些新业务分成三类：大流量移动宽带业务(enhanced mobile broadband，eMBB)；大规模物联网业务(massive machine-type communications ，mMTC)和低时延/高可靠连接业务(ultra-reliable low-latency communications，URLLC) 。 eMBB关注于全面均衡地提升数据速率、时延、用户密度、容量和网络覆盖率。mMTC的设计目标是让海量的、成本低廉的、低功耗（用电池供电）的设备之间实现联网，从而实现诸如智能抄表、智能物流、人体穿戴式传感测量、野外传感测量等应用。而URLLC则让终端和机器之间的超低时延/超高可靠的通信连接成为可能，使之成为支撑车辆通信、工业控制、工程自动化、远程手术、智能电网和公共安全应用的理想载体。

 

为了实现这些目标，5G必须重新升级空中接口，设计一种灵活、极简(ultra-lean)和前向兼容的物理层协议。因此，5G又被称为5G NR(New Radio)。

 

尽管5G NR不需要后向兼容4G LTE，但是5G NR的未来演进必须后向兼容最初的5G版本。由于5G要支持很多业务，而且许多业务的细节目前尚不得而知，因此对5G NR来说，前向兼容是非常重要的。

 

5G可以使用3G/4G正在使用的低频频段，也可以使用最高达到100GHz的高频频段。高频频段也被称为毫米波，因为它们的波长已经缩小到毫米量级。我们知道，在低频频段，基站能够实现较大的覆盖半径，而在高频频段，基站的覆盖半径比较小。为了提供优良的服务质量和最佳的可靠性，授权频段将继续成为5G网络的支柱，而非授权频段将被用作提供更高数据速率和提升容量的有力补充。

 

极简的网络设计能够提升网络的能耗效率，并且减少相互之间的干扰。低时延能够提高网络的性能表现，支撑新的用户业务需求。基于波束的无线接口设计能够充分利用波束赋形和多天线单元的能力，不仅仅用于数据传输（在某种程度上这已经在4G LTE中实现），还能够用于控制平面的处理过程，比如初始接入。