當(dāng)前，4G建設(shè)方興未艾,，5G（第五代移動通信）的討論和推進(jìn)卻已如火如荼,。

5G是面向全球移動通信行業(yè)以及全球整個ICT（信息通信技術(shù)）生態(tài)系統(tǒng)的下一個創(chuàng)新前沿。

全球移動通信業(yè)界已經(jīng)形成了這樣的共識：為了極大地?cái)U(kuò)展并增強(qiáng)移動互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,，并支撐未來豐富的無線IoT（物聯(lián)網(wǎng)）應(yīng)用,，5G將會聚焦于對既有/傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)的變革,。

在此過程中，5G新空口技術(shù)的引入加速了5G的開發(fā)和建設(shè)進(jìn)程,。

5G新空口是什么,？

打個比方：你要和你女朋友商量一些事情。如何商量呢,？當(dāng)然是通過對話,。

女朋友：我想買一支香水。
你：買買買,！不買不是人,！

在這個對話過程中發(fā)生了什么呢？你女朋友表達(dá)了“想買香水”這個意思,，你表達(dá)了“支持”的態(tài)度,。你們表達(dá)的意思，可以認(rèn)為是“信息”,。

那么,，這個對話是如何成立的呢？首先你倆說的都是中文（編碼）,，其次你倆都遵循了合理的語法結(jié)構(gòu)（調(diào)制）,，再次你倆都用聲帶振動發(fā)聲、用耳朵等聽覺感官接收（波形,、天線）,。

因此，所謂“空口”,，就是說如何通過電磁波來承載所需要發(fā)送的信息的一系列規(guī)范,。而所謂“新空口”，就是比較新的空口,，其新舊是相對于4G LTE而言的,。

新空口或5G NR（New Radio）可能不是最原始的表述，不過,，3GPP第15版引入了5G新空口（NR）移動通信標(biāo)準(zhǔn)的正式定義,。

所以，之于5G,，NR等同于移動通信行業(yè)使用LTE來描述4G技術(shù)或UMTS來描述3G技術(shù),。

5G新空口的關(guān)鍵進(jìn)程和技術(shù)

3GPP第15版規(guī)范草案于2017年12月獲得批準(zhǔn)，預(yù)計(jì)將于2019年中期完成,。

然而,，第15版僅僅是一個開始，因?yàn)樗灰?guī)定了5G移動通信標(biāo)準(zhǔn)的第一階段。版本16提供了第二階段的規(guī)范,，預(yù)計(jì)將于2019年12月完成,。

分析認(rèn)為,，增強(qiáng)型移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),、海量連接的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和超高可靠性與超低時延業(yè)務(wù)將成為未來5G應(yīng)用最重要的幾大場景。

這些場景也對空口技術(shù)提出了更高的要求,，包括多樣包容性,、長尾性以及不確定性。所以,，需要考慮統(tǒng)一的新空口,，以極大的靈活性適配各類業(yè)務(wù)，并且面向未來,。

首先是頻譜方面,，3GPP第15版概述了幾組專門針對2.5 GHz到40 GHz范圍內(nèi)的NR部署的新頻譜，所以5G時代使用新的頻譜是毋庸置疑的事情,。

從目前的進(jìn)程來看,，3.3 GHz~3.8 GHz頻段有可能在2018年直接部署到5G網(wǎng)絡(luò)。

此頻段的高帶寬對運(yùn)營商來說非常有吸引力,，但低于40 GHz的頻譜或許僅僅是一個開始,，未來的3GPP版本將可允許使用高達(dá)86 GHz的頻譜。

目前來看,，在24 GHz以上,，較窄波束寬度的模擬波束成形可使5G基站更有效地控制下行鏈路信號，在使用更高階的調(diào)制方案的情況下,，這種方法可讓下行鏈路傳輸?shù)慕邮照呤芤嬗诟叩男盘枏?qiáng)度,。

所以基礎(chǔ)波形的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一空口的基礎(chǔ)，同時兼顧靈活性和頻譜的利用效率,。

為了優(yōu)化移動設(shè)備的信號強(qiáng)度,，5G新空口使用了模擬和數(shù)字波束成形的組合。尤其對于5G,，信號傳播的挑戰(zhàn)和較小的天線尺寸激發(fā)了模擬波束形成技術(shù)的廣泛使用,，所以波束形成將在5G推進(jìn)的過程中發(fā)揮重大做作用。

盡管已經(jīng)為5G提出了許多候選波形,，但新空口的第一階段仍將使用4G時代的OFDM波形,，尤其是在下行鏈路中。

不過,，與LTE不同的是,，5G新空口在上行鏈路中使用的則是基于CP-OFDM和DFT-S-OFDM的波形。此外，與LTE相比,，5G新空口還允許子載波間隔存在顯著變化,。

然而，短期來看,，第一臺5G設(shè)備仍將依賴LTE,。

因?yàn)椋?G新空口第一階段最終將包含獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)模式。在非獨(dú)立組網(wǎng)模式下,，移動設(shè)備同時使用4G和5G網(wǎng)絡(luò),，保持與LTE eNB和5G gNB的連接。

基于5G新空口技術(shù)的發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀,，目前不少信息通信產(chǎn)業(yè)鏈上下游的廠商都在為5G時代的到來蓄力,，而NI(美國國家儀器公司，National Instruments,，簡稱NI)就是其中之一,。

由于5G將采用新頻段、更高帶寬和新的波束成形技術(shù),，這將給設(shè)計(jì)和測試工程師帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn),，這些挑戰(zhàn)可能令人望而卻步，不過別擔(dān)心,，NI將隨時為你提供測試,、測量和系統(tǒng)嵌入等方面的幫助，讓你更快的開發(fā)下一代移動通信系統(tǒng),。

事實(shí)上,，在前不久的MWC 2018展會上，NI就推出了多個5G相關(guān)的解決方案,，包括NI-RFmx NR測量軟件,、5G射頻測試解決方案以及5G IODT互操作性開發(fā)性測試合作等案例。

NI-RFmx NR測量軟件是符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)第15版的Sub-6GHz 5G新空口參考測試解決方案,。該方案是一種經(jīng)濟(jì)高效且高性能的測試選項(xiàng),，可幫助工程師快速對其設(shè)計(jì)進(jìn)行特性分析，并更輕松地從研發(fā)過渡到生產(chǎn)測試環(huán)境,，其關(guān)鍵部分是NI-RFmx NR測量軟件,，該軟件跟隨著3GPP規(guī)范的步伐進(jìn)行演變，非常適合測試新型寬帶RFIC,，特別是在3.3-4.2GHz和4.4-5.0GHz頻段工作的RFIC,。【了解更多】

基于NI-RFmx NR測量軟件，NI還和RF解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商 Qorvo?, Inc.聯(lián)合演示測試了首款市售5G RF前端模塊(FEM),，展現(xiàn)了其在5G測試,、測量和系統(tǒng)嵌入等方面的實(shí)力。借助NI PXI系統(tǒng)的靈活性，可使用各種波形快速測試Qorvo公司的5G FEM設(shè)計(jì),，而且可以重復(fù)使用相同的硬件,。PXI測試系統(tǒng)以NI矢量信號收發(fā)器(VST) 技術(shù)為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)更智能化的自動測試,。NI以軟件為中心的方法可幫助半導(dǎo)體客戶滿足最棘手的測試覆蓋率,、測量質(zhì)量和產(chǎn)品上市要求。【了解更多】

同時,，NI還與三星公司合作開發(fā)了用于5G新空口的5G測試用戶設(shè)備,，雙方成功演示了三星28GHz基站與NI測試UE如何進(jìn)行通信。如上文所述,，3GPP于2017年12月正式發(fā)布了5G NR標(biāo)準(zhǔn)的第一稿。創(chuàng)建新5G生態(tài)系統(tǒng)的下一個重要步驟是要求設(shè)備和設(shè)備制造商相互測試符合此標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備,，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備互操作性的目標(biāo),。互操作設(shè)備測試（即Inter-Operability Device Testing,，IODT）用于測試基站和設(shè)備是否可以建立和維護(hù)一個可靠的通信鏈路,，以便在規(guī)定的測試條件下實(shí)現(xiàn)5G性能。

此次合作在最高性能級別上探索了5G新空口標(biāo)準(zhǔn),，也就是在下行鏈路速率超過3Gbps的完整2x2 MIMO配置下利用全部的可用帶寬和最大數(shù)量的分量載波（8個）,。 而測試UE使用了NI 28GHz毫米波收發(fā)儀系統(tǒng)以及基于NI LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件開發(fā)的符合5G NR Phase 1的協(xié)議棧。【了解更多】