5G NR标准基础入门

5G NR标准基础入门

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5G 标准和一致性基础知识

5G 新空口标准与前几代无线标准有很大不同。它采用了新的端到端网络体系结构，可以提供极高的数据吞吐量和非常可靠的低时延连接，为创造新业务模式打开了大门。

 

 

5G NR 第 15 版标准于 2018 年 6 月获得批准，它为实现灵活、统一的 5G 新空口奠定了基础，这一接口将能够支持 5G 预期实施的各种用例和服务。虽然第 15 版标准即将完成，但许多研究和工作项目仍处于开发中，标准还有许多方面尚未确定，包括如何批准新设备和基站。按照传统，这些方面要通过一致性测试和网络验证测试来解决。

 

目录

  1. 无线通信的新时代
  2. 5G 新空口标准的基础知识
  3. 一致性和验收测试

 

 

1 - 无线通信的新时代

5G 愿景定义了一个可以支持超级互联社会的先进移动宽带通信系统。ITU 与运营商、网络设备制造商和标准组织合作，确定了 IMT-2020 愿景，以实现以下三种使用场景：

  • 增强移动宽带（eMBB）
  • 超高可靠性和低时延通信（URLLC）
  • 大规模机器类通信（mMTC）

5G NR Release-15 于 2018 年 6 月获得批准，它标志着一个新时代开始，将为整个行业带来颠覆性的变革。随着市场领导者迅速行动起来，推出新的 5G 产品和业务，新的应用和新的商业模式将不断涌现并带来新的收入来源。

 

 

5G 新特性和新技术推动新用例问世

要想支持不同的用例并实现 5G 的愿景，需要满足截然不同的性能要求。新特性和新技术将成为 5G 实施的关键：

  • 毫米波（mmWave）工作频段高达 52.6 GHz，信道带宽更宽，可达到 400MHz，能够为传输 UHD 视频和电影等流媒体提供更高的数据吞吐量。
  • 可扩展参数集支持各种用例，其中数据速率最低可以达到千比特/秒（kbps），适合物联网设备应用；最高可以达到千兆比特/秒（Gbps），适合增强移动宽带应用。
  • 微时隙（Mini-slot）能够为无人驾驶和工厂自动化等应用提供低时延响应时间。
  • 通过动态 TDD（时分双工）灵活分配资源，再加上带宽部分，可以更好地利用频谱，从而可以支持多种不同的用例。

 

 

5G 新空口将与 4G 网络共存

为获得移动性，设备在网络中漫游时必须保持连接。业界期待 5G NR 是一个全新的空中接口，能够与 4G LTE 并行工作。5G 无线接入网（RAN）将能同时使用 5G NR（gNB）和 LTE（eNB）基站。新的 RAN 通过 Xn 接口进行互连，并通过 NG 接口连接到 5G 核心网。5G NR 可以在非独立模式（NSA）下工作，其中 UE 需要使用传统的 eNB 连接到控制面的演进分组核心网（EPC），以支持5G NR 通信。在独立模式（SA）下，5G 网络可以脱离 4G 核心网独立工作。5GNR 规范定义了七种不同的连通性方案，使网络设备制造商可以规划迁移到下一代核心网的升级路径。

 

 

5G 时间表非常紧迫

研究项目完成后紧接着就是工作项目，再然后是规范的发布。ITU 和 3GPP 使用了分阶段方法，以便到 2020 年实现广泛的商业化。全球多个城市正在进行现场实验。第一个商业网络预计会在 2018 年底推出。毫米波频率的固定无线接入是 5G推出的首批用例之一。第 1 阶段：主要针对 4G LTE、5G NR 第 15 版和下一代系统体系结构。NR 第15 版为 eMBB 和 URLLC 用例打下了基础。第 2 阶段：继续进行 5G NR 优化，并计划在 2019 年底推出 5G NR 第 16 版的新用例。预计 NR 第 15 版将与 NR 第 16 版保持前向兼容性。3GPP 还将继续在第 15 版和第 16 版中定义 LTE-Advanced Pro（最初在第 13版和第 14 版中定义）的增强特性。

 

 

注意事项

随着 5G 新空口标准的推出，网络将需要支持各种 5G 设备及其众多不同的使用场景。5G NR 第 15 版的主要特性包括：

  • 工作频段扩展到毫米波频率，最初可高达 52.6 GHz，在未来版本中可能会达到更高频率
  • 在毫米波频率（即频率范围 2）中信道带宽更宽，可高达 400 MHz，并且通过信道聚合可以进一步扩大
  • 可扩展的参数集以及灵活分配资源的能力，可以支持众多不同用例和业务（如可扩展的子载波间隔，启用可变时隙持续时间以支持低时延的时间敏感型应用）。
  • 动态时分双工（TDD）和带宽部分，能够灵活分配资源和更好地利用频谱。

 

 

规范的基础知识

5G NR 第 15 版 是一个重要的里程碑，它能够支持足够灵活的 5G 无线接入技术，因而可以支持 6 GHz 以下频率和高达 52.6 GHz 的毫米波频率，以及新的用例和应用。同样重要的还有，5G 系统体系结构必须不断演进，以便跟上无线接入技术的变化。

 

3GPP 正在定义新的系统体系结构，以满足 5G 的要求。该网络需要支持各种 5G业务、众多不同类型的设备和各种流量负载。5G 核心网必须灵活和高效。许多运营商都在转向采用软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）。分布式云、网络切片和自优化网络（SON）是关键的支持技术。这些技术有助于使网络体系结构和管理面虚拟化，以创造更强的通信能力。

 

IMT-2020 主要性能指标

3GPP 规范划分了多个研究项目和工作项目：

  • RAN TR 38.912 研究项目包括新的无线部署场景、物理层、第 2 层、下一代RAN 的体系结构、无线传输/接收、更高层、网络程序等
  • RAN TR 38.913 针对不同的部署场景（即 eMBB、URLLC 和 mMTC）以及车联网（V2X）要求，设定了目标关键性能指标（KPI）要求为了达到 IMT-2020 所设定的愿景，目前已规定了下列 5G KP.

 

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