在2017年即將結束之際，3GPP終于制定了5G首個標準——非獨立建網(wǎng)5G新空口標準。相比之前移動通訊技術，5G連接速度輕松突破Gpbs大關，連接設備數(shù)量以10倍增加，實現(xiàn)這些突破關鍵點是5G充分利用了頻譜資源，也就是無線電資源，那具體是如何實現(xiàn)的？

通吃全頻段頻譜資源就像飛機航道一樣，看不見，但事實上存在，而且單位空間下頻譜資源、航道是有限的。5G要實現(xiàn)高速連接，必須盡可能利用現(xiàn)在所有授權/非授權頻譜資源，即使1GHz以下低頻頻帶也不例外，北美的600MHz頻段，西歐多國如法國、意大利、英國、德國的700MHz頻段將會投入到5G運營當中。

不過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。比如說歐洲監(jiān)管機構將5G重點運營頻帶放在3.4GHz至3.8GHz之間，在這個頻帶范圍內能夠輕易提供100MHz的連續(xù)頻譜，而且運營商能充分利用現(xiàn)有的基站資源，加快5G部署速度。在MWC2018上，高通模擬了德國法蘭克福的5G新空口非獨立網(wǎng)絡實際性能，該5G網(wǎng)絡運行3.5GHz頻段上，下行速度達到了490Mbps，4G用戶均值才只有56Mbps，實現(xiàn)了近900%的增益，連接設備數(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展臺上，高通模擬了美國舊金山毫米波5G新空口網(wǎng)絡實際性能，網(wǎng)絡運行在28GHz頻段上，實際下行速度從4G 用戶均值的71Mbps達到了1.4Gbps，實現(xiàn)近2000%的增益。

技術實現(xiàn)即使只考慮授權頻段，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線電以及保證連接可靠性的呢？其實我們從首款商用發(fā)布的5G Modem高通驍龍X50調制解調器上可見一斑，它能夠支持在6 GHz以下和多頻段毫米波頻譜運行，旨在為所有主要頻譜類型和頻段提供一個統(tǒng)一的5G設計，同時應對廣泛的使用場景和部署場景。應用了大規(guī)模載波聚合、可擴展OFDM復頻參數(shù)配置、LAA多項技術。

載波聚合技術能通過多個連續(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，比如說同時使用700MHz、3.4GHz兩個頻段上的頻譜資源。在4G時代里，載波聚合已經(jīng)允許TDDLTE、FDD LTE兩種制式混合使用。

在進入5G時代后對載波數(shù)量進一步增加，開始應用大規(guī)模載波聚合技術，如驍龍X50調制解調器支持多達8個100MHz毫米波聚合使用。為了實現(xiàn)同時接入如此多載波以及終端設備，大規(guī)模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多入多出）技術也應用起來，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，進而利用中頻段帶譜中3GHz至5GHz頻段，并連接更多設備。

在4G通訊中已經(jīng)應用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用）技術，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)范中將利用可擴展OFDM參數(shù)配置，實現(xiàn)子載波間隔能隨信道寬度以2的n次方擴展。簡而言之，該技術讓5G網(wǎng)絡能運行在更大信道寬度之上，又不會提高系統(tǒng)的復雜程度，充分利用有限的無線電資源。

此外，在4.5G時代開始應用LAA（Licensed Assisted Access，授權頻譜輔助接）技術仍在5G應用中繼續(xù)發(fā)揮“挪用”非授權頻道的作用。它采用LBT（Listen Before Talk，先偵聽后傳輸）機制，連接時會先對非授權頻道（如Wi-Fi）進行偵聽，確認無其它設備占用時才會連接，連接更為可靠、穩(wěn)定，增強版的eLAA進一步增強了載波聚合與連接能力。

目前驍龍X50 5G modem已經(jīng)廣泛應用于運營商的5G網(wǎng)絡測試，并幫助手機廠商開發(fā)進行5G手機的打造。在年初的高通中國技術與合作峰會中，高通與vivo、OPPO、小米、聞泰科技等領先的中國廠商宣布了5G領航計劃，共同合作更好地支持中國智能手機產(chǎn)業(yè)，并預計最早于2019年推出符合5G新空口標準的商用終端，加速商用頂級5G終端預計最早在2019年的推出。

結語為了實現(xiàn)前所未有的高速連接，5G將是一個頻譜資源大整合的時代，如果你看見運營商不停在清退2G網(wǎng)絡、手機領域新的應用捷報頻傳，那意味著5G離我們越來越近。而高通等通信企業(yè)在硬件進行的升級和支持也正為5G商用做好充足的準備。
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