5G新空口（5G NR）是一種正在為5G開(kāi)發(fā)的全新空中無(wú)線(xiàn)接口，這種技術(shù)是從零開(kāi)始全新開(kāi)發(fā)的，目的是在不同頻譜下為5G即將包含的多種服務(wù)、設備和部署提供支持，但它仍以既有的技術(shù)為開(kāi)發(fā)基礎，確保自身的向下和向上兼容性。

　　5G NR是一種正在為5G開(kāi)發(fā)的全新空中接口。空中接口是移動(dòng)設備與活動(dòng)基站之間回路的無(wú)線(xiàn)射頻部分。活動(dòng)基站可以在用戶(hù)移動(dòng)時(shí)不斷切換，而每次的切換過(guò)程被稱(chēng)為切換。

　　5G最初的商業(yè)服務(wù)將通過(guò)LTE、LTE-Advanced和LTE Pro技術(shù)改進(jìn)版的方式呈現。但很快便會(huì )推出自身的重大升級，即引入全新的空口。

　　3GPP已根據2016年3月正式開(kāi)始的5G NR Release 14研究項目，對5G NR中所用的部分技術(shù)做出了確定。第一項3GPP 5G NR規格被寫(xiě)入2016年6月開(kāi)始編寫(xiě)并計劃于2018年9月完成的Release 15。隨著(zhù)Release 14的凍結（完成），3GPP從2017年下半年開(kāi)始已經(jīng)將重點(diǎn)轉向Release 15，并以此為基礎推出第一套5G標準。

　　2017年3月，3GPP的RAN小組承諾將加快5G NR工作計劃，并就盡早完成增強型移動(dòng)寬帶（eMBB）用例（見(jiàn)下文）的中間里程碑達成一致。這種非獨立（NSA）5G NR于2018年3月完成，但事實(shí)上它在2017年12月便獲得批準并成為第一項5G標準，此標準使用的便是現有的LTE無(wú)線(xiàn)和核心網(wǎng)絡(luò )。

　　2018年2月，Vodafone和華為在西班牙的測試網(wǎng)絡(luò )中正式完成了使用NSA 5G NR標準的第一次呼叫。

　　獨立（SA）模式原定于2018年9月完成，但同樣在2018年6月便已提前完成，它包含的是3GPP全新5G核心網(wǎng)絡(luò )架構的完整用戶(hù)和控制層能力。

　　2017年3月的協(xié)議還定義了一個(gè)框架，目的是確保兩種變體之間的通用性。該框架將兼容性置于5G NR設計的核心位置，從而可以在標準的未來(lái)版本中不斷引入新的能力和特性。

　　從2019年開(kāi)始，加速后的時(shí)間表將實(shí)現大規模的試運行和符合3GPP標準的部署，遠遠早于最初構想的2020年時(shí)間計劃。

　　從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，5G NR的設計目標是大幅提高現有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的性能、靈活性、擴展能力和效率，并且盡可能釋放出各種頻帶下頻譜的潛力，包括牌照頻譜、共享頻譜和無(wú)需牌照的頻譜。

　　此外，5G NR空口是未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò )中的一個(gè)組成部分，因此它的設計必須與更廣泛的靈活網(wǎng)絡(luò )架構保持一致。

　　5G NR必須能夠：

　　5G NR的核心設計包含三個(gè)基本組件：

　　經(jīng)過(guò)優(yōu)化的基于OFDM的波形和多路存取。目前，5G使用OFDM（正交頻分復用）系列波形技術(shù)的決定已經(jīng)確定，但具體的波形和多路存取實(shí)施尚未決定，而且用于不同用例和部署的多個(gè)OFDM變體也正在考慮之中。

　　LTE和WiFi都會(huì )用到OFDM波形，這就使5G成為第一代不基于全新波形和多路存取設計的移動(dòng)技術(shù)。隨著(zhù)更先進(jìn)能力的出現，這些技術(shù)都會(huì )得到優(yōu)化，從而在降低復雜性的同時(shí)提供極高的性能，支持不同的頻段、頻譜類(lèi)型和部署模型，以及以高效方式支持和復用所有不同的用例。

　　這種通用靈活框架可以實(shí)現多種5G服務(wù)的高效復用，并且提供面向未來(lái)服務(wù)的向上兼容性，可以實(shí)現更低的時(shí)延，以及更低時(shí)延下的擴展能力，遠遠優(yōu)于現有的LTE網(wǎng)絡(luò )。

　　先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以實(shí)現全新的性能和效率水平，為多種5G服務(wù)奠定基礎。目前指定的5G服務(wù)有三大類(lèi)，將在下面加以簡(jiǎn)要說(shuō)明，介紹一些實(shí)現這些服務(wù)所需的先進(jìn)無(wú)線(xiàn)技術(shù)：

　　增強型移動(dòng)寬帶（eMBB）：需要大量帶寬的數據密集型應用，例如視頻流或沉浸式游戲，能夠在移動(dòng)設備上提供與固定光纖相媲美的體驗。實(shí)現該服務(wù)的技術(shù)包括千兆LTE、大規模MIMO、毫米波技術(shù)、頻譜共享技術(shù)和先進(jìn)的信道編碼。

　　超高可靠性和超低時(shí)延通信（uRLLC）或關(guān)鍵任務(wù)控制：需要極高可靠性、可用性和安全性的時(shí)延敏感型服務(wù)，例如自主駕駛和觸覺(jué)Internet應用。目前，為特殊用例開(kāi)發(fā)的技術(shù)有很多種，例如蜂窩車(chē)對一切（C-V2X），以及蜂窩無(wú)人機通信的實(shí)時(shí)命令與控制等，還有支持“無(wú)故障”要求的技術(shù)，例如普通流量之上關(guān)鍵任務(wù)傳輸的優(yōu)先復用技術(shù)，或者使關(guān)鍵任務(wù)設備能夠在多種網(wǎng)絡(luò )上連接的冗余技術(shù)等。

　　海量機器類(lèi)通信（mMTC）或大規模物聯(lián)網(wǎng)：規模巨大但數據量較小的低成本、低能耗設備，例如智能城市等。窄帶物聯(lián)網(wǎng)將得到語(yǔ)音支持、更低時(shí)延、位置服務(wù)、設備移動(dòng)性和廣播等能力的支持，可實(shí)現高效的OTA固件更新。高通公司正在提出RSMA（速率分離多路存取）上行多路存取設計的建議，可以實(shí)現效率更高的上行傳輸，以及由廣域網(wǎng)管理的全新多跳網(wǎng)絡(luò )架構，使網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍大幅擴展。

　　與LTE時(shí)代一樣，5G NR早期階段的很多工作均由高通公司牽頭。而每一家移動(dòng)運營(yíng)商和設備制造商則會(huì )參與5G的后續部分：已有超過(guò)40家公司簽訂了2017年3月的協(xié)議，將會(huì )繼續加快5G NR的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。

　　高通公司開(kāi)發(fā)了經(jīng)過(guò)優(yōu)化的基于OFDM的波長(cháng)，在頻率和時(shí)域上都有所擴展，同時(shí)還優(yōu)化了不同用例的多路存取，采用了全新的5G NR框架對5G的服務(wù)和特性加以高效的復用。到2017年初，高通與愛(ài)立信和中興合作發(fā)布了5G NR試運行，參與其中的還包括AT&T、中國移動(dòng)、NTT DOCOMO、SK Telecom、Telstra和Vodafone，擴展了Qualcomm Snapdragon X50 5G調制解調器系列，將全新的多模式調制解調器也包含在內，可以在單個(gè)芯片上支持全球5G NR標準（包括sub-6GHz和多波段毫米波）和千兆LTE。2017年10月，高通公司發(fā)布了第一個(gè)單芯片5G調制解調器（Snapdragon X50）上的數據連接，并提供了第一個(gè)毫米波5G智能電話(huà)參考設計的預覽版本。于2018年7月發(fā)布了第一種用于智能電話(huà)和其它設備的商用5G NR毫米波天線(xiàn)模塊和sub-6GHz RF模塊，全部兼容Snapdragon X50。商用5G智能電話(huà)正在一步步變?yōu)楝F實(shí)。

　　2017年9月，高通和諾基亞公司宣布雙方在5G NR方面開(kāi)展協(xié)作，并在2018年2月完成了與NSA 5G NR NSA規格的互操作性測試，測試使用的是諾基亞的AirScale基站（自2017年以來(lái)已經(jīng)投入正式交付商用，并已擁有超過(guò)100家客戶(hù)）和高通的設備原型機，這一舉動(dòng)為5G NR在2018年期間參與多家運營(yíng)商的現場(chǎng)試驗鋪平了道路，包括英國的BT/EE、德國電信和經(jīng)營(yíng)著(zhù)英國移動(dòng)業(yè)務(wù)的Vodafone集團。

　　高通公司還在5G NR領(lǐng)域與其它伙伴合作。2017年11月，與中興和中國移動(dòng)共同完成了第一個(gè)端到端5G NR互操作性數據測試（IoDT）系統，演示了基于3GPP即將完成標準的數據連接。2018年2月，利用三星提供的商用前5G NR基站，與韓國的KT公司共同完成了互操作性測試。

　　愛(ài)立信公司于2016年8月發(fā)布了世界上第一種商用5G NR。愛(ài)立信AIR 6468可支持為大規模MIMO和多用戶(hù)MIMO開(kāi)發(fā)的5G插件。其全新的中波段（AIR 6488）和高波段（AIR 5121）版本已經(jīng)于2018年初發(fā)布。愛(ài)立信于2017年9月發(fā)布了AIR 3246，并在2018年將第一種用于頻分復用（FDD）的5G NR投入商用，支持4G/LTE和5G NR技術(shù)。2017年12月，愛(ài)立信、Vodafone和倫敦國王大學(xué)共同使用一種原型設備測試了5G獨立預備標準，在英國首次展示了可獨立于4G運行的5G技術(shù)。

　　英國電信（BT）下屬的EE公司于2017年11月在英國執行了端到端5G網(wǎng)絡(luò )架構的第一次測試，在3.5GHz測試頻譜中的100MHz上廣播了5G NR。2018年2月，英國電信和EE公司還與華為進(jìn)一步擴展了戰略伙伴關(guān)系，將實(shí)時(shí)5G NR試驗也包含在內。

　　華為公司于2018年2月發(fā)布了第一種商用5G終端，融入了其自行開(kāi)發(fā)的巴龍5G01商用芯片組，提供sub-6GHz型號和毫米波型號，兩者都包含室內和室外單元。2018年7月，與英特爾和中國移動(dòng)共同完成了5G NR互操作性和研發(fā)測試，成功互聯(lián)了不同廠(chǎng)商提供的NR兼容終端和網(wǎng)絡(luò )。華為和英特爾已于2017年9月同意在基于3GPP的互操作性試驗方面建立伙伴關(guān)系。英特爾公司一直在開(kāi)展多項5G NR試驗，為其XMM 8000系列5G多模芯片組在2019年投放商用設備市場(chǎng)做好準備。

　　2017年3月的3GPP協(xié)議加快5G NR的開(kāi)發(fā)進(jìn)程，是5G發(fā)展道路上的一次巨大飛躍，而且非獨立（NSA）和獨立（SA）5G NR變體的提前完成也標志著(zhù)5G發(fā)展中的一次重大進(jìn)展。在NSA變體完成后，商用前NSA 5G NR試驗便接踵而至，而目前SA變體也已經(jīng)達成一致，因此我們也應當盡快開(kāi)始執行相關(guān)測試試驗。

　　具備5G NR能力的產(chǎn)品目前已經(jīng)上市，相關(guān)的智能電話(huà)產(chǎn)品會(huì )在2019年上市。目前高通公司已經(jīng)發(fā)布了5G NR的天線(xiàn)和RF模塊。要想讓5G NR完全變成現實(shí)，還有許多工作要做，但迄今為止的進(jìn)展已充分表明，商用5G部署將最早于2019年底展開(kāi)。