5g一直都備受關(guān)注，這不在12月21日5G標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布引起了大家的高度關(guān)注。全球第一個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布是不是讓你好奇心倍增，那么5g標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)由誰制定呢？5g標(biāo)準(zhǔn)有哪些內(nèi)容呢？這篇文章主要介紹5G標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)信息，一起來了解一下。

全球第一個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布

2017年12月21日，國際電信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP RAN第78次全體會(huì)議上，5G NR首發(fā)版本被正式宣布凍結(jié)并發(fā)布，比之前計(jì)劃的發(fā)布時(shí)間提前了半年時(shí)間。

此次發(fā)布的5G NR版本是3GPP Release 15標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的一部分，首版5G NR標(biāo)準(zhǔn)的完成是實(shí)現(xiàn)5G全面發(fā)展的一個(gè)重要里程碑，它將極大地提高3GPP系統(tǒng)能力，并為垂直行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更多機(jī)會(huì)，為建立全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的5G生態(tài)系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

在5G標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，中國運(yùn)營商、設(shè)備商的占據(jù)了主導(dǎo)地位。中國信通院副院長王志勤表示，中國一直位于全球5G產(chǎn)業(yè)第一梯隊(duì)，是標(biāo)準(zhǔn)的總設(shè)計(jì)師之一。據(jù)中國移動(dòng)方面透露，公司共向3GPP提交了1000余篇有關(guān)5G空口標(biāo)準(zhǔn)化提案，總計(jì)160余萬字。

5G 標(biāo)準(zhǔn)第一版分為非獨(dú)立組網(wǎng)（Non-Stand Alone，NSA）和獨(dú)立組網(wǎng)（Stand Alone，SA）兩種方案。非獨(dú)立組網(wǎng)做為過渡方案，以提升熱點(diǎn)區(qū)域頻寬為主要目標(biāo)，依托 4G 基地臺(tái)和 4G 核心網(wǎng)工作。獨(dú)立組網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)所有 5G 的新特性，有利于發(fā)揮 5G 的全部能力，是業(yè)界公認(rèn)的 5G 目標(biāo)方案。

根據(jù) 3GPP 的推進(jìn)時(shí)間表，5G 獨(dú)立組網(wǎng)（SA）標(biāo)準(zhǔn)將于 2018 年 6 月份實(shí)現(xiàn)功能性部分的凍結(jié)，并于第三季完成整體標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，屆時(shí) 5G 全球標(biāo)準(zhǔn)的第一版本將正式確定。

預(yù)計(jì)至 2035 年 5G 將在全球創(chuàng)造 12.3 萬億美元經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，預(yù)計(jì)從 2020 年至 2035 年間，5G 對(duì)全球 GDP 增長的貢獻(xiàn)將相當(dāng)于與印度同等規(guī)模的經(jīng)濟(jì)體。

5g標(biāo)準(zhǔn)誰制定（中國）

在剛剛結(jié)束的3GPP RAN1 87次會(huì)議的5G短碼方案討論中，經(jīng)過艱苦卓絕的努力和萬分殘酷的競爭，以中國華為公司主推的Polar Code（極化碼）方案，成為5G控制信道eMBB場景編碼方案。這是通信史上舉世矚目的成就，而這個(gè)成就必將載入史冊(cè)。

短碼的討論分為控制信道和數(shù)據(jù)信道，各公司從性能、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，以及可行性等角度對(duì)幾個(gè)候選編碼進(jìn)行了全面的分析。會(huì)議的討論異常激烈，幾乎所有的公司都參與其中，其中華為公司的提案支持公司有59個(gè)之多。而即便是凌晨，關(guān)注編碼方案的與會(huì)者仍然爆滿，只能站在一旁關(guān)注著這場沒有硝煙的“戰(zhàn)爭”。

編碼和調(diào)制是無線通訊技術(shù)領(lǐng)域最核心的內(nèi)容，華為人通過自己的努力，在面對(duì)以美國公司為首的LDPC陣營挑戰(zhàn)下，雖然在長碼方案競爭中惜敗，但在關(guān)鍵的短碼中，華為優(yōu)化的更好的Polar碼卻贏得了最終的勝利，讓自家推出的Polar Code（極化碼）方案成為了成為5G控制信道eMBB場景編碼方案，這絕對(duì)是歷史性的的一刻，這意味這以后的5G領(lǐng)域，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是世界的標(biāo)準(zhǔn)，意味這以后全世界的5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將由中國公司制定。

回顧中國通信發(fā)展史，3G擠進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)圈，4G利用TD彎道超車，5G試圖引領(lǐng)世界。這就是這幾年發(fā)生的巨大變化。中國通信人通過不懈的努力，取得了一系列工程技術(shù)上的成果。TD-SCDMA技術(shù)雖然不夠成熟，但它使得中國通信技術(shù)第一次跟上了世界的腳步。而TD-LTE技術(shù)的發(fā)展，中國通信技術(shù)第一次成為了世界的主流技術(shù)之一。然而需要看到的是，其中的核心長碼編碼Turbo碼和短碼咬尾卷積碼，卻不是中國原創(chuàng)的技術(shù)。

在5G推廣方面，中國是公認(rèn)最積極的國家，沒有之一。華為是最卓有成效的企業(yè)，首個(gè)5G貢獻(xiàn)獎(jiǎng)就給了華為，華為三年前就做出了下載速度115Gbps的5G試驗(yàn)網(wǎng)，請(qǐng)注意是G不是M?，F(xiàn)在，中國華為公司主導(dǎo)的Polar碼最終打破了這個(gè)天花板，這既是中國在基礎(chǔ)通信領(lǐng)域多年精心研究的回報(bào)，也是中國在通信技術(shù)領(lǐng)域綜合實(shí)力不斷提升的寫照。一切成果的取得都不會(huì)一帆風(fēng)順，Polar碼面對(duì)著以美國為首LDPC陣營的強(qiáng)大競爭，長碼方案討論時(shí)幾票之差惜敗。而在短碼的爭奪中，進(jìn)一步優(yōu)化的Polar碼王者歸來，贏得了控制信道短碼的勝利。

估計(jì)高通要驚出一身冷汗了。我們都知道高通目前在無線通訊技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)力可以說是強(qiáng)大的過分，導(dǎo)致全世界，特別是國產(chǎn)廠商這方面都要看其臉色，說的難聽點(diǎn)是在向高通交保護(hù)費(fèi)，那到底誰才能打破高通的在無線通訊技術(shù)領(lǐng)域的壟斷呢？

其實(shí)很明確，誰主導(dǎo)5G的標(biāo)準(zhǔn)就能打破高通的壟斷。

5g標(biāo)準(zhǔn)有哪些

1、5G空口物理層與其他各層的關(guān)系

1）總體架構(gòu)

如圖1所示，5G空口由Layer 1（物理層）、Layer 2（第二層。即媒介接入控制層）、Layer 3（第三層。即無線資源控制層RRC）組成組成［1］。其中：（1）Layer 1是UE（用戶5G終端設(shè)備）與5G無線網(wǎng)絡(luò)之間的接口，Verizon的TS V5G.200系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)5G的Layer 1進(jìn)行了規(guī)范；（2）Verizon接下來將要發(fā)布的TS V5G.300系列標(biāo)準(zhǔn)將對(duì)5G的Layer 2、Layer 3進(jìn)行規(guī)范。

圖1 Verizon的5G無線接入空口協(xié)議架構(gòu)［1］

具體地，Verizon的TS V5G.200系列標(biāo)準(zhǔn)目前共有4份，分別為：（1）TS V5G.201： “Verizon 5G Radio Access （V5G RA）; Physical layer – General description”（物理層總體描述）［1］；（2）TS V5G.211： “Verizon 5G Radio Access （V5G RA）; Physical channels and modulation”（物理信道與調(diào)制）［2］；（3）TS V5G.212： “Verizon 5G Radio Access （V5G RA）; Multiplexing and channel coding”（復(fù)用與信道編碼）［3］；（4）TS V5G.213： “Verizon 5G Radio Access （V5G RA）; Physical layer procedures”（物理層流程）［4］。

其中，上述后面3份5G無線接入空口標(biāo)準(zhǔn)相互間的關(guān)系如圖2所示。

圖2 5G物理層標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系［1］

2）協(xié)議棧低層向高層提供的服務(wù)

SAPs（業(yè)務(wù)接入點(diǎn)）：上文圖1中，位于最底層的Layer 1向上層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，Layer 1與Layer 2之間通過傳輸信道來傳送“如何通過空口來傳輸信息”，Layer 2與Layer 3之間通過不同的邏輯信道來傳送“信息是何類型”消息［1］。

物理層的功能：為了向上層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，Verizon對(duì)5G無線接入空口的物理層所應(yīng)具備的功能進(jìn)行了規(guī)范：（1）傳輸信道的誤碼檢測并反饋至更高層；（2）傳輸信道的FEC（前向糾錯(cuò)）編碼/解碼；（3）混合式ARQ（自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求）的軟性結(jié)合（soft-combining）；（4）編碼傳輸信道的速率適配（面向物理信道）；（5）將編碼傳輸信道映射至物理信道；（6）物理信道的功率加權(quán)；（7）物理信道的調(diào)制與解調(diào)；（8）頻率同步與時(shí)間同步；（9）無線特性測試并反饋至更高層；（10）MIMO（收/發(fā)端多天線）處理；（11）發(fā)射分集；（12）RF（射頻）處理［1］。

2、對(duì)5G空口物理層的總體描述

TS V5G.201對(duì)5G空口的物理層（Layer 1）作了總體描述。下文介紹TS V5G.211、TS V5G.212、TS V5G.213這3份Verizon的5G空口無線接入標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。

1）多址接入

在Verizon所規(guī)范5G無線接入空口物理層中，上行與下行的多址接入技術(shù)均是基于具備CP（循環(huán)前綴）的OFDM（正交頻分復(fù)用）。而且，如果采取TDD（時(shí)分雙工）機(jī)制，則可支持以半雙工模式運(yùn)行。

另外，還可支持單個(gè)成員載波達(dá)到最大100 MHz的物理帶寬。一個(gè)資源塊的時(shí)間長度為0.1毫秒，其中包含12個(gè)子載波，每個(gè)子載波的物理帶寬為75 kHz。

一個(gè)無線幀的時(shí)間長度為10毫秒，由50個(gè)子幀組成，每個(gè)子幀的長度為0.2毫秒（10÷50=0.2）。基于子幀，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸鏈路方向（上行或下行）的動(dòng)態(tài)配置。其中，每個(gè)子幀均可配置成下行控制/數(shù)據(jù)與上行控制/數(shù)據(jù)的如下四種組合中的任意一種：（1）含有下行控制信息與下行數(shù)據(jù)信息的一個(gè)子幀；（2）含有下行控制信息、下行數(shù)據(jù)信息與上行控制信息的一個(gè)子幀；（3）含有下行控制信息與上行數(shù)據(jù)信息的一個(gè)子幀；（4）含有下行控制信息、上行數(shù)據(jù)信息與上行控制信息的一個(gè)子幀。

Verizon所規(guī)范5G無線多址接入技術(shù)可支持模擬波束賦形，而且還可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)移動(dòng)性支持的需求對(duì)波束的指向進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置。另外，在進(jìn)行MIMO傳輸時(shí)，支持作數(shù)字預(yù)處理。下行方向支持最大8根天線的MIMO配置，從而可支持最大8條流的多層下行傳輸（每個(gè)5G用戶終端處理最大兩個(gè)流）。此外，也可支持每個(gè)5G終端最大處理兩個(gè)流的多層上行傳輸。還可支持多個(gè)（最高可達(dá)8個(gè)）小區(qū)的上行與下行數(shù)據(jù)的匯聚［1］。

2）物理信道與調(diào)制

TS V5G.211標(biāo)準(zhǔn)對(duì)5G空口的下行物理信道及上行物理信道分別作了定義，還描述了5G空口物理層物理信道的特性、物理層信號(hào)的產(chǎn)生及射頻調(diào)制［2］。

總體看來，TS V5G.211標(biāo)準(zhǔn)確定了：（1）物理信道結(jié)構(gòu)、幀格式、物理資源元素等；（2）調(diào)制映射方式（BPSK、QPSK等）；（3）上行及下行的物理共享信道；（4）上行及下行的參考信號(hào)；（5）隨機(jī)接入信道；（6）主/備同步信號(hào)；（7）上行及下行的OFDM（正交幅度調(diào)制）信號(hào)生成；（8）信號(hào)加擾、調(diào)制及上變換；（9）上/下行時(shí)間關(guān)系（Uplink-downlink timing relations）；（10）層映射（Layer mapping）及上行/下行的預(yù)編碼。

Verizon所定義的5G空口下行物理信道包括：（1）xPDSCH（5G無線下行物理共享信道）；（2）xPDCCH（5G無線下行物理控制信道）；（3）xPBCH（5G無線下行物理廣播信道）；（4）ePBCH（5G無線下行物理擴(kuò)展廣播信道）。

Verizon所定義的5G空口上行物理信道包括：（1）xPRACH（5G物理隨機(jī)接入信道）；（2）xPUSCH（5G無線上行物理共享信道）；（3）xPUCCH（5G無線上行物理控制信道）。

此外，5G信號(hào)的類型已被Verizon分別定義為“參考信號(hào)”及“同步信號(hào)”。

5G無線射頻信號(hào)（包括上行信號(hào)與下行信號(hào)）的調(diào)制技術(shù)，可從QPSK、16 QAM、64 QAM這3種里面靈活選擇。

3）復(fù)用、信道編碼與交織

TS V5G.212標(biāo)準(zhǔn)對(duì)5G空口的傳輸信道、控制信道數(shù)據(jù)處理（具體包括復(fù)用、信道編碼與交織）進(jìn)行了規(guī)范：（1）信道編碼技術(shù)；（2）物理層（Layer 1）及MAC層（Layer 2）控制信息的編碼；（3）交織；（4）速率適配［3］。

Verizon所規(guī)范的5G無線物理信道編碼技術(shù)包括：（1）咬尾卷積編碼（Tail biting convolutional coding）；（2）LDPC編碼；（3）Turbo編碼（此為可選方式）。

4）物理層工作流程

TS V5G.212標(biāo)準(zhǔn)對(duì)5G空口的物理層流程特性，明確了：（1）同步流程（包括小區(qū)搜索流程及時(shí)間同步）；（2）功率控制流程；（3）隨機(jī)接入流程；（4）與下行物理共享信道相關(guān)的流程，包括CSI（信道狀態(tài)信息）反饋報(bào)告；（5）與上行物理共享信道相關(guān)的流程，包括5G終端探測、HARQ ACK/NACK檢測；（6）物理共享控制信道流程，包括對(duì)共享控制信道的指配/分配；（7）波束捕獲流程［4］。

Verizon所定義的5G空口物理層工作流程包括：（1）小區(qū)搜索；（2）上行同步與下行時(shí)控；（3）與隨機(jī)接入相關(guān)的流程；（4）與HARQ（混合式自動(dòng)重傳請(qǐng)求）相關(guān)的流程；（5）波束捕獲。

Verizon所定義的5G空口規(guī)范，也可支持進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)——將可通過在頻域、時(shí)域及功率域進(jìn)行物理層資源的控制來實(shí)現(xiàn)。

5）物理層測試

5G用戶終端及5G Node-B（5G基站）可以對(duì)5G無線特性進(jìn)行測試，并可將測試結(jié)果上報(bào)至5G網(wǎng)絡(luò)中的更高層［1］。