這可能只是一個巧合，但在撰寫本文時，3GPP 的成員正準備在里斯本對新 5G 標準的第一階段進行投票。與此同時，華盛頓的立法者正準備投票廢除網絡中立法規。共享線程是，5G 的基本前提是并非每項服務都是平等的：相反，它拉動了書中的每一個技術技巧，以優化頻譜和核心網絡容量的使用，從而為正確的用戶提供正確的服務應用。

優化與網絡靈活性相結合，以實現移動和固定無線所需的增強型移動寬帶 （eMBB）；用于關鍵任務服務的超可靠、低延遲通信 （URLLC）；以及用于物聯網 （IoT） 的大規模機器類型通信 （mMTC）（圖 1）。

圖 1：eMBB、URLLC 和 mMTC 是 5G 的用例。圖片來源：高通。

這是 ITU-R 在 IMT-2020 中為 3GPP 開始在 12 月至 3 月之間完成的 5G 要求定義的三個主要用例。這些要求包括 20 Gbits/s 的峰值下行速率、100 Mbits/s 的用戶體驗數據速率、3 倍于 4G 網絡的頻譜效率、下行鏈路中 30 比特/s 的峰值頻譜效率、延遲為 1 毫秒，連接密度從 4G 的 10 萬臺增加到 100 萬臺設備，網絡能效是當前網絡的 100 倍。

它的最終確定將引發一波技術進步和網絡部署的設計和實施。這些已經在所有主要無線運營商及其設備、芯片和軟件提供商的 5G 前部署中進行了不同程度的研究和實踐。到 2023 年，全球 5G 市場將擁有 10 億用戶（愛立信移動報告，2017 年 11 月），并在 2020 年達到 28.6 億美元，到 2026 年達到 337.2 億美元（MarketandMarkets，5G 基礎設施市場，2017 年 11 月） ）。

報告的預期反映了支持 5G 及其應用所需的無線和核心接入和處理基礎設施變化的廣度和深度。這些變化將推動電子元件、軟件、子系統和設計人員能力的極限，從天線和射頻芯片到基帶處理、網絡服務器、安全性，以及最后但并非最不重要的系統測試和驗證。

2018 年：5G 的“大年” 然而，在這一切真正開始之前，3GPP 必須履行其職責，滿足 5G 新無線電的非獨立 （NSA） 和獨立 （SA） 版本的時間表（ 5G NR），3GPP 小組正在敲定的 5G 迭代的官方術語。還有其他不兼容的“5G”迭代，比如Verizon的5G TF。

2017 年初決定將 5G NR 提案分為兩部分，以允許運營商利用其當前的前端 4G LTE 網絡。National Instruments 營銷總監 James Kimery 表示，它允許運營商更快地部署 5G 服務，同時最大限度地利用其當前安裝的基礎設施。

3GPP 無線接入網絡 （RAN） 工作組預計將在 2017 年 12 月 18 日這一周確定第 1 階段 5G NR NSA 的第 2 階段（信令和架構元素）。這使其有望在 2018 年 3 月的最后期限之前完成要完成的軟件（ASN.1 凍結）。

第 1 階段 5G NR SA 的第 2 階段專注于后端網絡，計劃于 2018 年 6 月完成，軟件的 ASN.1 凍結設置為 2018 年 9 月。盡管最終的第 2 階段 5G NR 計劃完成在 2019 年 12 月至 2020 年 3 月期間，第一階段的完成允許設備供應商和運營商開始全球部署。

2018 年韓國平昌冬奧會（2 月 9 日至 25 日）仍將是 5G 的第一次大考驗。KT 已經開始在高速公路和隧道沿線部署服務，為與會者提供即將發生的事情的樣本。

3GPP 重新設定 5G 期望 即使 3GPP RAN 工作組開會決定如何滿足 IMT-2020 要求，它也已經重新設定了一些期望。2017 年初，為了趕上 12 月的最后期限，它決定推遲毫米波 （mmWave） 操作周圍的一些元素。在 12 月的會議之前，樂隊有太多的樂隊無法模擬。這些模擬對于測試設備供應商設計測試設備是必要的。目前，一些操作頻段將被擱置。

特性和功能的擴展發生在 3G 和 4G 中，預計將在 5G 中繼續。用于實現 IMT-2020 要求的許多前端優化技巧包括最大限度地利用從 sub-1 GHz 到 100 GHz 的可用頻譜、大規模多用戶、多輸入、多輸出 （MU-MIMO） 和波束成形 MIMO 的應用技術，以及使用先進的編碼和調制方案。

根據 Award Solutions Inc. 的首席顧問 Nishith Tripathi 博士的說法，5G NR 還將具有靈活的信道帶寬、靈活的子載波間隔、動態雙工切換（從 TDD 到 FDD，頻率支持）、使用先進和新的編碼方案，例如低密度奇偶校驗 （LDPC） 和極性編碼，當然還有高達 256 QAM 的更高調制級別。

然而，雖然所有這些技術最終將一起使用，但作為開始，Kimery 預計早期 5G 將包含更溫和的基線方法，包括使用單輸入單輸出 （SISO） 代替 MIMO 和初始基線調制每個載波 64 QAM 的方案，而不是一開始就啟用 256 QAM。使用 100-MHz 載波，Kimery 預計能夠以 2.4 Gbits/s 的數據吞吐量開始?！斑@是目前在 LTE 上可行的三倍，這是一個很大的改進，”他說。隨著高階調制和 MU-MIMO 的加入，數據吞吐量將會增加。

核心網絡靈活性使服務與應用相匹配 從無線電開始，最終將成為完整 5G NR 的核心是核心網絡，其中的重點是盡可能從底層硬件中抽象出服務和軟件。實現這一目標的技術要么已經經過充分研究和表征，要么已經在該領域中。它們包括網絡功能虛擬化 （NFV）、軟件定義網絡 （SDN）、移動邊緣計算 （MEC） 和網絡切片的新概念（圖 2）。

圖 2：5G 從物理網絡轉向更多虛擬網絡，其網絡切片等功能允許運營商為每個用例（eMBB、mMTC 或 URLLC）提供最佳服務質量。Nishith D. Tripathi 和 Jeffrey H. Reed，“5G 蜂窩通信：旅程和目的地”，2018 年秋季。圖片來源：Award Solutions Inc.

SDN 和 NFV 等功能降低了設備成本，并在新功能推出時提供了更新網絡的靈活性。然而，網絡切片特別有趣，因為它確保每個用例（eMBB、URLLC 和 mMTC）都能獲得所需的數據速率、延遲、覆蓋范圍和其他要求。

鑒于 FCC 計劃回滾網絡中立性法規，這種基于每個用戶和每個應用程序的 QoS 靈活性是及時的。這樣做，它有效地讓寬帶提供商自由支配，以在他們認為合適的時候充分利用他們的網絡。這引起了人們對他們將如何利用這種自由的擔憂。但是，從 5G 的角度來看，這意味著無線運營商能夠在農村地區部署靈活且可擴展的寬帶網絡接入和服務，在短距離內使用毫米波或低于 6 GHz 或低于 1 的 5G GHz 用于更長的距離 - 或兩者兼而有之。

第二個含義與部署基于 5G 無線的寬帶成本有關：無需鋪設電纜或光纖，較小的獨立運營商能夠根據需要以更低的成本提供寬帶服務。

在他最近的報告“寬帶中斷：5G 將如何重塑競爭格局”中，Peter Rysavy 描述了如何使用毫米波 5G 在服務不足的地區超越當前的混合光纖/同軸電纜 （HFC） 安裝。

5G 推動組件和測試的極限 盡管跨越式運營商可能很有趣，但弗吉尼亞理工大學的 Jeffrey Reed 博士指出，要使 5G 可行，必須在組件性能、成本、功耗和測試方面做很多工作，尤其是在毫米波方面頻段，例如 28、37 和 39 GHz。在這些頻率下，路徑損耗在低于 6GHz 的操作中會顯著增加。天氣也可能是一個因素，并且“請注意，功率放大器在較高頻率下效率不高：我們需要制作大量 ［天線］ 陣列，因此有很多通道，”他說?！拔覀冃枰碌慕M件、新的測試方法來測試智能天線，以及讓它們按預期運行的流程?！?/p>

ABI Research 高級分析師 Prayerna Raina 表示，操作更高頻率的困難意味著 3.5 GHz 將成為 5G 的“殺手級頻段”。“歸根結底，5G 必須為運營商帶來良好的商業意義，這些運營商將繼續與停滯不前的 ARPU、不斷上升的網絡流量以及經濟高效地優化網絡管理和運營的需求作斗爭，”Raina 說?！霸诎ㄉ闲墟溌方怦钤趦鹊男录夹g的支持下，C 頻段可能會成為主要的 5G 頻段，［因為］它允許運營商在現有網絡網格上部署 5G，而不是在新的蜂窩基站上花費大量資金。”

無論采用哪種方式，大多數優秀的測試供應商已經為軍用/航空應用提供毫米波設備，而 5G 測試對于 Kimery 和他在 National Instruments 的團隊來說是最重要的。“自 2010 年以來，我們一直在研究和開發 5G 技術，”他說?！拔覀儨蕚浜昧??！?/p>

所有測試供應商都準備了各種標準或專有的軟件定義測試解決方案，以滿足 5G 測試的廣泛需求。這些表現如何將很快確定。

與此同時，高通、中興通訊和中國移動最近展示了首個 5G NR 端到端數據互操作性數據測試（IoDT）系統。

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該系統工作在 3.5GHz 頻段，使用高通的 sub-6-GHz 用戶設備 （UE） 原型，并符合 3GPP Release-15 5G NR 第 1 層框架，延遲低至 1 毫秒。

雖然 4G 網絡還有多年的應用前景，但移動和寬帶視頻、車對車通信和物聯網的興起將按計劃在 2019 年迎來 5G 網絡。