作者：James Kimery，Director, Marketing, RF Research/SDR，NI公司

2019年將迎來5G時(shí)代。隨著全球服務(wù)運(yùn)營商已經(jīng)開始部署5G服務(wù)，5G網(wǎng)絡(luò)即將在2019年變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。到目前為止，毫米波的部署主要是為了實(shí)現(xiàn)固定無線接入，用作為光纖到戶(FTTP)的替代解決方案。早期的sub 6 GHz方案是通往5G之路的一個(gè)里程碑，但是毫米波無疑是5G生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路。   

毫米波頻譜可為授權(quán)頻譜和非授權(quán)頻譜中的移動(dòng)接入提供豐富的頻譜資源，因此始終是無線研究人員和5G生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)營商的關(guān)注焦點(diǎn)。事實(shí)上，上一代蜂窩、WiFI和藍(lán)牙所能提供的頻譜資源全部加起來都遠(yuǎn)不如5G毫米波。在頻譜效率相近的情況下，頻譜資源越豐富，意味著數(shù)據(jù)速率越高，可容納的用戶數(shù)量也就越多。  

現(xiàn)如今，絕大多數(shù)的5G部署使用的是低于6GHz的頻譜資源以及非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)架構(gòu)。NSA使用LTE作為控制面的錨點(diǎn)，用戶面可直接連接EPC (4G)或NGC (5G) ，具體取決于NSA架構(gòu)。5G毫米波可能緊隨其后，成為主戰(zhàn)場，但該項(xiàng)技術(shù)尚處于起步階段。Sub 6GHz 5G方案確實(shí)能夠提高帶寬，但所能提高的程度非常有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上5G毫米波。5G毫米波部署將依賴于NSA架構(gòu)，而一提到這點(diǎn)，很多人會(huì)問："那5G獨(dú)立組網(wǎng)(SA)架構(gòu)還有意義嗎？”  

雖然毫米波頻段的5G移動(dòng)接入提供了相當(dāng)豐富的專用頻譜資源，但相比sub 6 GHz方案，毫米波頻率下的波形傳播距離要短得多。此外，毫米波波形具有較強(qiáng)的方向性，很容易被阻斷，造成鏈路中斷。3GPP在規(guī)范中有相當(dāng)一部分介紹了波束管理和波束恢復(fù)的概念，以應(yīng)對(duì)理論上有可能出現(xiàn)的各種應(yīng)用場景，但問題是這些場景是否會(huì)出現(xiàn)在真實(shí)生活中，效率又當(dāng)如何？

現(xiàn)在我們來思考一下5G毫米波是采用NSA還是SA架構(gòu)的問題。5G采用SA組網(wǎng)的優(yōu)勢包括部署成本低，業(yè)務(wù)時(shí)延小，控制信令完全無需依賴4G/LTE。但是，由于目前的主流仍是LTE部署，因此NSA對(duì)于5G毫米波仍具有意義。在SA 5G毫米波應(yīng)用場景中，控制信道可利用與數(shù)據(jù)相同的5G毫米波頻譜。而NSA 5G毫米波則通過LTE提供錨點(diǎn)，控制信令通過鏈路進(jìn)行傳輸。  

例如，如果5G毫米波UE直接連接至gNodeB，控制面和用戶面使用的均是毫米波頻段，這時(shí)控制信令碰到的干擾和阻斷問題與數(shù)據(jù)面相同，因此需要通過波束管理和恢復(fù)來維持鏈路，但完成這些步驟需要花點(diǎn)時(shí)間，因此鏈路被中斷的可能性非常大。NSA可為控制面提供更穩(wěn)定的鏈路，而且就移動(dòng)設(shè)備來說，NSA對(duì)于gNodeB切換和小區(qū)選擇至關(guān)重要。由于在毫米波網(wǎng)絡(luò)中，基站部署非常密集，切換速率非常高，因此切換性能至關(guān)重要。

隨著通信行業(yè)朝著5G技術(shù)不斷努力，毫米波仍將作為實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)接入的重要技術(shù)。NSA和SA這兩種架構(gòu)之間的選擇和權(quán)衡變得更加尖銳突出，甚至難以抉擇。服務(wù)運(yùn)營商是否會(huì)部署5G SA技術(shù)，我們將拭目以待，但是我認(rèn)為短期內(nèi)毫米波部署將以NSA架構(gòu)為主。  

5G新空口(NR)無線通信技術(shù)采用了新的頻段、更寬的帶寬和新波束成形技術(shù)，給設(shè)計(jì)和測試工程師帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，因此需要借助強(qiáng)大的工具來加速創(chuàng)新。