高通解读5G中的关键技术

4G的到来仿佛还在昨日，5G却已近在咫尺。根据3GPP的规划， 5G的大规模测试和部署，最早将于2019年开始。也就是说，最快还有一年多的时间，我们就可以享受到5G带来的全新体验。然而作为全球通信标准，5G的意义当然不局限于网速更快，移动宽带体验更优，它的使命在于连接新行业，催生新服务，比如推进工业自动化、大规模物联网、智能家居、自动驾驶等。这些行业和服务都对网络提出了更高的要求，要求网络更可靠、低时延、广覆盖、更安全。各行各业迥异的需求迫切呼唤一种灵活、高效、可扩展的全新网络。5G应运而生。

作为下一代蜂窝网络，5G 网络以 5G NR （New Radio） 统一空中接口（unified airinterface）为基础，为满足未来十年及以后不断扩展的全球连接需求而设计。5G NR 技术旨在支持各种设备类型、服务和部署，并将充分利用各种可用频段和各类频谱。显然，5G NR的设计是一项大工程，搭建5G NR不可能也不必从零开始，事实上，5G 将在很大程度上以4G LTE为基础，充分利用和创新现有的先进技术。

图1:5G的应用领域

Qualcomm认为，要实现5G NR的搭建，有三类关键技术不可或缺——1. 基于OFDM优化的波形和多址接入（OpTImized OFDM-based waveforms and mulTIple access，Orthogonal Frequency Division MulTIplexing，正交频分复用），2. 灵活的框架设计（A flexible framework），3. 先进的新型无线技术（Advanced wireless technologies）。

图2:5G NR的关键技术

基于OFDM优化的波形和多址接入（OpTImized OFDM-based waveforms and multiple access）5G NR设计过程中最重要的一项决定，就是采用基于OFDM优化的波形和多址接入技术，因为OFDM 技术被当今的 4G LTE 和 Wi-Fi 系统广泛采用，因其可扩展至大带宽应用，而具有高频谱效率和较低的数据复杂性，因此能够很好地满足 5G 要求。 OFDM 技术家族可实现多种增强功能，例如通过加窗或滤波增强频率本地化、在不同用户与服务间提高多路传输效率，以及创建单载波 OFDM 波形，实现高能效上行链路传输。

图3：基于OFDM优化的波形

简单归纳起来，OFDM有以下优势：? 复杂度低（Low complexity）：可以兼容低复杂度的信号接收器，比如移动设备? 频谱效率高（High spectral efficiency：）：可以高效使用 MIMO，提高数据传输效率。? 能耗少（Low power consumption）：可以通过单载波波形，实现高能效上行链路传输。? 频率局域化（Frequencylocalization）：可以通过加窗和滤波，提升频率局域化，最大限度减少信号干扰。

图4：可扩展子载波