5GNR是一個複雜的話題，因為它涉及到一種新的基於OFDM的無線標準。

5G無線接入架構由LTE演進和新的無線接入技術（NR）組成，它與LTE不向後相容，可從1GHz到100GHz工作。（圖片由參考文獻5提供）

OFDM是指“數字多載波調製方法”，其中“大量緊密間隔的正交子載波訊號被用於在幾個並行資料流或通道上攜帶資料”。隨著3GPP採用這一標準，NR名稱一直停滯不前，正如LTE（長期演進）一樣，描述了4G無線標準。需要LTE以外的新的無線接入技術（RAT）它必須足夠靈活，以支援從高達100GHz的小於6GHz到毫米波（mmWave）頻帶的更寬範圍的頻帶。已經選擇了基於OFDM 4的統一和更有能力的空中介面來進行此任務。OFDM是一種非常明確且熟悉的波形設計原理。4G（LTE及其演進至今）和IEEE 802.11（WIFi）都使用OFDM作為無線傳送資料的基本訊號格式。基本上，OFDM使用大量的並行窄帶子載波而不是單個寬頻載波來傳輸資訊4。以下是布魯克林5G峰會高通公司高階副Quattroporte杜爾加·馬拉迪（Durga Malladi）的實施時間表：

圖2 5G NR加速成為5G的全球標準（圖片由Qualcomm提供

為什麼OFDM 2？選擇OFDM的一些原因是：OFDM是具有較低複雜度的接收機的可縮放波形OFDM具有用於MIMO空間複用的更有效的框架，這意味著更高的頻譜效率OFDM允許增強，如加窗/濾波以增強本地化SC-FDM / SC-FDMA非常適合於宏部署中的上行鏈路傳輸5G面臨的挑戰推動了通訊技術的侷限，為了滿足5G NR，標準機構和設計人員的積極進度和技術願望，需要擠壓5G空中計劃的各種頻譜中的最多介面1。3GPP專注於三個關鍵的5G用例：增強移動寬頻（eMBB）大型機型通訊（mMTC）超可靠的低延遲通訊（URLLC）。有重要的關鍵績效指標（KPI），其優先順序在於增加網路容量，eMBB的峰值資料速率更高，mMTC的連線密度和能源效率以及URLLC的高可靠性和低延遲。採用波形華為Fellow博士朱培英博士評論說，選擇基於迴圈字首的OFDM（CP-OFDM）波形可以實現比LTE更好的頻譜約束（濾波或加窗）。下行鏈路（DL）和上行鏈路（UL）具有對稱波形，並且具有用於UL的互補DFT-OFDM; 單流（圖3）。圖3 5G NR採用的波形圖（華為提供）將OFDM與LTE進行比較，我們發現在OFDM中可以實現更低的延遲（比LTE更低的往返時間[RTT]）的更好的可擴充套件性。OFDM具有獨立的TDD子幀設計，能夠實現更快更靈活的TDD切換和週轉，同時支援新的部署場景（圖4）。

5GNR，基於OFDM的全新空口設計的全球性5G標準，也是下一代非常重要的蜂窩移動技術基礎，5G技術將實現超低時延、高可靠性。

2016年高通推出6Ghz一下5GNR實驗平臺

5G NR是新一代通訊技術的代號普通4G LTE一樣，其基本原理和LTE完全一致，從一定意義上說NR不能稱之為5G因為新一代通訊技術革新的標誌吞吐量的飆升只是一個方面而已，而更加關鍵的在於多址技術的更新，比如GSM是分頻多重進接，WCDMA是分碼多重進接，LTE是OFDM正交分頻多重進接，而OFDM雖然名字也叫分頻多重進接，同時其也有分時多重進接的特性，是一個二維多址平面. NR也同樣是OFDM除了上行外，下行方向和LTE幾乎一樣，通道有一些小區別，不是本質的區別。NR新的應該是對高頻段的探索。高頻段指6GHZ以上的頻段，這部分頻譜資源以往多用於微波中繼通訊，這個東西在國內幾乎沒有使用的空間，因為國內土地不是私有的，埋光纖想埋就埋了，除了在一些人跡罕至的地區外，光纖已經是無孔不入了，微波通訊可以理解成光纖通訊不能覆蓋地區的一個選項，相比於光纖它幾乎沒有任何價值。而老外不同，老外微波通訊作為骨幹網，基站之間通訊，民用通訊到處可見，因為光纖埋設費用太貴了，很多地方也是地廣人稀，為了幾乎居民單獨鋪設光纖沒有意義，當個微波簡單很多。

處於這樣的原因，微波在國內就非常少見了。6GHZ到15GHZ還是一個相對不錯的頻段，範圍大，雨衰還行，但是缺點是視距傳播，也就是看的見對方才能送過去，看不見就過不去，衍射效果極差，在樓房後面擋住了就不成了，所以NR用了一個新技術就是相控陣天線，這種技術熟悉軍事的人比較熟悉，多用於軍用雷達，也不是啥新技術，只是在民用通訊領域使用的時間很短。其原理就是使得一個天線面板上密集的排布著N個天線，這些天線排布的距離是被設計好的，改變每個天線的相位使得其傳輸的內容相同，但是相位有所區別，排列成一個特定的相位陣列，在空間中互相疊加行程一個指定方向的波束，好處是指定地區的能量就強，非指定地區能量就弱，如果有些地方手機在房子後面，那麼就可以像打桌球一樣，集束能量打在某個建築的表面反射到另一個建築的背面，完成繞過去的目的。還可以攜帶不同內容的波束透過不同的角度透過不同的路徑到達同一個手機，行程虛擬的路徑，構成多通道MIMO的達成條件使得資料成倍的飆升。

所以總體來說5G NR帶來的是大頻寬，高頻段，以及天線技術的變革。至於什麼低延遲，速度快那些都是媒體說說而已，因為通訊裡談到速度就離不開頻寬，相同頻寬傳的更多才能叫速度更快，而LTE同等頻寬下其實比NR更快，傳的更多，因為其開銷小一點點。至於延遲更是說說而已，因為最大的延遲是出自於小區半徑的覆蓋，一公里的延遲大約就是5us. 5us在普通人看來非常非常小了，但是在我們通訊人的眼裡就已經大的離譜了。因為我們即將時間的範圍通常是ns或者ps. 也就是千分之一us或者百萬分之一us. 基站資料到達，到把射頻訊號發出的處理時間一般就是幾個us. 差不多就是一公里多點的延遲。5G NR因為考慮到視距傳播小區半徑肯定非常小，幾百米吧。另一個就是光纖中光傳播的延遲，這個LTE怎麼走NR也是怎麼走的。核心網的處理延遲也是類似。特別是NSA情況下，後端的處理路徑完全相同。想降低延遲哪裡來的呢？到了手機延遲低於1ms就已經感覺不出區別了。無人駕駛或者其他應用ms級別也已經夠了。

要搞清楚5G NR ，讓我們先聊聊5G 。

在無線通訊2G時代，主打的是語音；3G時代主打的資料；4G時代則是移動寬頻。那麼5G呢？

5G時代的eMBB（增強移動寬頻）業務，可以帶你體驗20Gbps的峰值速率，目前很火的AR和VR技術, 超高畫質影片直播及完美的遊戲體驗； uRLLC（超高可靠超低時延通訊）業務，可以帶你體驗炫酷的無人駕駛、遠端控制，坐在家裡開挖掘機瞭解下？； mMTC(大規模機器通訊)業務，可以透過打造智慧工廠、智慧城市、智慧農業等實現萬物互聯。華為的鴻蒙系統就是想實現囊括萬物，萬物互聯。

而5GNR，即5G新空口，是基於OFDM(全稱Orthogonal Frequency Division Multiplexing即正交頻分複用技術，是一種特殊的多載波傳輸方案）的全新空口設計的全球性5G標準，也是下一代非常重要的蜂窩移動技術基礎，5G技術將因此實現超低時延、高可靠性。

那麼5G NR是如何發展的呢？

2016年10月，高通推出6GHz以下5GNR原型系統和試驗平臺。該新原型系統在2017年用於技術開發，並與行業領導者一起進行了現場測試。2018年5月，2018年小型基站世界峰會上，高通公司子公司高通科技透過推出首個針對小型基站和遠端無線電前端部署（FSM100xx）的5G NR解決方案，繼續走在引領5G技術潮流的路上。2018年6月，華為、三星等企業釋出新聞公報稱，國際標準組織“第三代合作伙伴計劃”（3GPP）全體會議已批准第五代移動通訊技術5G NR的獨立組網標準。緊接著，高通公司於8月份推出了全球首款面向智慧手機和其他移動終端的全整合5G NR毫米波及6GHz以下射頻模組。這兩個分別支援毫米波和6GHz以下的射頻模組，可適應不同區域不同運營商的不同頻段。

5G NR所應用的新技術

目前的5G階段性實驗是基於5G NSA標準展開，使用4G核心網（EPC），以4G作為控制面的錨點，採用LTE 與 5G NR（New Radio，新空口）雙連線的方式，利用現有的LTE網路部署5G，以滿足領先運營商快速實現5G部署的需求。

頻譜是無線通訊技術的基礎資源。5G使用了全新頻譜，5G的最大頻寬由20MHz，增加到在C-band上最大支援100MHz，在毫米波上最大支援400MHz。相當於路寬了，下載或上傳的速度將大幅提升。增大寬頻也是5G NR所要解決的問題。

現在大家所使用的終端（手機）標配的接收天線數目為兩個，因此能支援最大複用層數為兩層。未來使用4收天線的終端將成為主流。5G NR將標配的接收天線數目提升了一倍。相比2收、4收終端可以大幅提升下行速率。

和前代通訊技術使用固定的15KHz子載波間隔和1ms的子幀長度相比，5G NR引入了更加靈活的空口設定，提高了系統傳輸的靈活性。

5G NR引入了多項多天線增強技術，大幅提高了頻譜效率、小區覆蓋和系統靈活性。例如：對於多使用者而言，相對於LTE所支援的4流，5G NR上下行支援正交12流的多使用者配對，並且透過增強的干擾測量和反饋技術，可顯著提高上下行頻譜效率。

和前代通訊技術資料通道用turbo碼、控制通道用TBCC等編碼方式相比，5G NR採用了全新的通道編碼方式，即資料通道用LDPC編碼，控制通道和廣播通道用Polar編碼。這一改進可以提高NR通道編碼效率，適應5G大資料量，高可靠性和低時延的傳輸需求。

5G NR 的意義

這項關於5G手機關鍵技術研發成功，讓手機廠商提前半年推出5G手機，加速全球5G商用。目前華為、中興、三星等公司已經推出了自己的5G手機，像華為的HUAWEI Mate 20 X ，中興的 AXON 10Pro ，三星的Galaxy S10 ，但是對於目前5G手機的昂貴報價，5G基站的稀少，以及5G技術的不可預測性，買不買5G手機，進行第一波嚐鮮，就是仁者見仁智者見智的問題了。這裡還是建議大家等著三大運營商完成5G基礎基站建設後，明年年底再行購置5G手機，那時候不管是價位還是服務，肯定比現在更加讓人接受。