在2017年即將結束之際，3GPP終于制定了5G首個標準——非獨立建網5G新空口標準。相比之前移動通訊技術，5G連接速度輕松突破Gpbs大關，連接設備數量以10倍增加，實現這些突破關鍵點是5G充分利用了頻譜資源，也就是無線電資源，那具體是如何實現的？
通吃全頻段
頻譜資源就像飛機航道一樣，看不見，但事實上存在，而且單位空間下頻譜資源、航道是有限的。5G要實現高速連接，必須盡可能利用現在所有授權/非授權頻譜資源，即使1GHz以下低頻頻帶也不例外，北美的600MHz頻段，西歐多國如法國、意大利、英國、德國的700MHz頻段將會投入到5G運營當中。
不過1GHz以下頻段資源非常有限，在大范圍里5G通訊仍是由中頻頻帶承擔。比如說歐洲監管機構將5G重點運營頻帶放在3.4GHz至3.8GHz之間，在這個頻帶范圍內能夠輕易提供100MHz的連續頻譜，而且運營商能充分利用現有的基站資源，加快5G部署速度。在MWC2018上，高通模擬了德國法蘭克福的5G新空口非獨立網絡實際性能，該5G網絡運行3.5GHz頻段上，下行速度達到了490Mbps，4G用戶均值才只有56Mbps，實現了近900%的增益，連接設備數量是以往的5倍。
為了沖刺高速，5G還將使用“全新”的毫米波，同是在MWC2018展臺上，高通模擬了美國舊金山毫米波5G新空口網絡實際性能，網絡運行在28GHz頻段上，實際下行速度從4G 用戶均值的71Mbps達到了1.4Gbps，實現近2000%的增益。
技術實現
即使只考慮授權頻段，5G使用頻段已從600MHz橫跨到48.2GHz，那5G是怎樣連接如此寬廣的無線電以及保證連接可靠性的呢？其實我們從首款商用發布的5G Modem高通驍龍X50調制解調器上可見一斑，它能夠支持在6 GHz以下和多頻段毫米波頻譜運行，旨在為所有主要頻譜類型和頻段提供一個統一的5G設計，同時應對廣泛的使用場景和部署場景。應用了大規模載波聚合、可擴展OFDM復頻參數配置、LAA多項技術。
載波聚合技術能通過多個連續或者非連續的分量載波聚合獲取更大的傳輸帶寬，從而獲取更高的峰值速率和吞吐量，比如說同時使用700MHz、3.4GHz兩個頻段上的頻譜資源。在4G時代里，載波聚合已經允許TDD LTE、FDD LTE兩種制式混合使用。
在進入5G時代后對載波數量進一步增加，開始應用大規模載波聚合技術，如驍龍X50調制解調器支持多達8個100MHz毫米波聚合使用。為了實現同時接入如此多載波以及終端設備，大規模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)技術也應用起來，大規模MIMO能夠利用基站端的2D天線陣列完成3D波束成型，進而利用中頻段帶譜中3GHz至5GHz頻段，并連接更多設備。
在4G通訊中已經應用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用）技術，然而在LTE所支持20 MHz載波中，子載波之間的間隔幾乎是固定的15 kHz，非常不靈活。到了3GPP制定5G NR Rel-15規范中將利用可擴展OFDM參數配置，實現子載波間隔能隨信道寬度以2的n次方擴展。簡而言之，該技術讓5G網絡能運行在更大信道寬度之上，又不會提高系統的復雜程度，充分利用有限的無線電資源。
此外，在4.5G時代開始應用LAA(Licensed Assisted Access，授權頻譜輔助接)技術仍在5G應用中繼續發揮“挪用”非授權頻道的作用。它采用LBT(Listen Before Talk，先偵聽后傳輸)機制，連接時會先對非授權頻道（如Wi-Fi）進行偵聽，確認無其它設備占用時才會連接，連接更為可靠、穩定，增強版的eLAA進一步增強了載波聚合與連接能力。
目前驍龍X50 5G modem已經廣泛應用于運營商的5G網絡測試，并幫助手機廠商開發進行5G手機的打造。在年初的高通中國技術與合作峰會中，高通與vivo、OPPO、小米、聞泰科技等領先的中國廠商宣布了5G領航計劃，共同合作更好地支持中國智能手機產業，并預計最早于2019年推出符合5G新空口標準的商用終端，加速商用頂級5G終端預計最早在2019年的推出。
結語
為了實現前所未有的高速連接，5G將是一個頻譜資源大整合的時代，如果你看見運營商不停在清退2G網絡、手機領域新的應用捷報頻傳，那意味著5G離我們越來越近。而高通等通信企業在硬件進行的升級和支持也正為5G商用做好充足的準備。
