5th-Generation Mobile Communication Technology（一）

目录
一、5G/NR
1、快速参考（Quick Reference）
2、5G Success
3、5G Challenges
4、Qualcomm Videos
二、PHY and Protocol
1、Frame Structure
2、Numerology
3、Waveform
4、Frequency Band
5、BWP
6、Synchronization
7、Beam Management
8、CSI Framework
9、Channel Mapping
10、CORESET
11、DCI
12、SLIV
13、UCI/PUCCH
14、Reference Signal
15、MAC
16、RLC
17、PDCP
18、SS Block
19、Scheduling
20、MIB / SIB
21、RACH
22、RRC Overview
23、RrcReconfiguration
24、NSA/ENDC
25、SA/Initial Attach
26、UE Capability
27、Paging
28、 Power Control
29、MIMO Config. DL
30、MIMO Config. UL
三、NAS / Core
1、Registration
2、Network Slice
3、Core Architecture
四、Misc.
1、Field Test
2、OTA(Over The Air)
3、Release 16
4、Release 17
5、Massive MIMO ?
6、WhyMassiveMIMO ?
7、Propagation Model

一、5G/NR
1、快速参考（Quick Reference）
1） Pre 5G Chronicles
a、 What has been done/talked before the realization of 5G ?
b、 Time Table/Milestones
2） 4G to 5G Evolution
3） 4G vs 5G
4） Post-deployment Evolution (Cell Coverage, Test Report)
5） Post-deployment Challenges
6） 5G Definitions
7） 5G Indication : upperLayerIndication
8） 5GMM
9） 5GSM
10）5QI
11） 5G Release 16 Highlights
12） 5G Release 17 Highlights
13） 5G Release 18 Highlights
14） 5WWC/ATSSS
15） Acronyms
16） Agreed Items
17） AI/ML (Aritificial Intelligence / Machine Learning)
18） AMF
19） Antenna Ports
20） Articles on 5G (Before Deployment)
21） ATSSS/5WWC
22） Beam Failure Recovery
23） Beam Forming
24） Beam Management
25） BWP(Bandwidth Part)
26） BWP Switching
27） Call Process : SA Initial Attach
28） Carrier Aggregation
29） Carrier Bandwidth Part (BWP)
30） Cell Search / SIB1 Decoding
31） Cell Selection
32） Cell Selection Criteria
33） CBG(Code Block Group)
34） Challenges
35） Channel Coding
36） Channel Structure / Channel Mapping
37） Common Search Space(Type 0 PDCCH, RMSI-PDCCH-Config)
38） Common Search Space(Type 1 PDCCH)
39） CoMP
40） ConfiguredScheduling/SPS
41） Converged Connectivity - ATSSS/5WWC
42） Core - Network Interfaces
43） Core - AMF
44） Core - NRF
45） Core - N22 - NSSF
46） Core - SMF
47） Core - UDM
48） Core - N1 Interface
49） Core - N26 Interface
50） Core - N12,N13 - AMF,AUSF,UDM - Authentication
51） Core - N8 - Registration
52） Core - NGAP
53） Core - SCTP
51） Core - GTP
52） CORESET(Parameters, Example)
53） CORESET 0/SIB 1 decoding
54） CPRI
55） CSI Framework
56） CSI Report
57） CSI RS
58） CSI RS Codebook
59） CU/DU Separation
60） Current Activities (Who is doing what ?)
61） DCI
62） Deployment Scenario
63） DFT-s-OFDM
64） DNN / LADN
65） Downlink Preamption
66） DSS (Dynamic Spectrum Sharing)
67） eCPRI
68） EIRP
69） Enhanced Massive MIMO
70） Event and Forum
71） Field Test
72） Frame Structure
73） Frame Structure : Candidate
74） Frequency Domain Position/Resource Block Indexing
75） FR(Frequency Range) / Operating Band
76） FRC (Fixed Reference Channel)
77） General News
78） GSCN
79） HARQ(ACK/NACK)
80） HARQ-ACK Codebook
81） History of 5G (5G before 3GPP)
a、 Activities
b、 Articles/New
c、 Propagation Model
82） IAB (Integraded Access / Backhaul)
83） IP Allocation
84） K0,K1,K2,N1,N2
85） LADN / DNN
86） LTE Interworking (NSA : Non StandAlone)
87） MAC : Overview
88） MAC CE
89） MAC CE : Buffer Status Report
90） MAC CE : C-RNTI
91） MAC CE : Contention Resolution
92） MAC CE : SCell Activation/Deactivation
93） MAC CE : TCI State Indication for UE-specific PDCCH MAC CE
94） MAC CE : TCI States Activation/Deactivation for UE-specific PDSCH MAC CE
95） MAC CE : Timing Advance
96） Massive MIMO : Introduction/Definition
97） Massive MIMO : Motivation (Why We Need it ?)
98） Massive MIMO : FD-MIMO
99） Massive MIMO : MU-MIMO
100） Massive MIMO : Channel Model
a、 Scaling up MIMO : Opportunities and Challenges with Very Large Arrays
b、 Massive MIMO and Small Cells : Improving Energy Efficiency by Optimal Soft-Cell Coordination
c、 Multi-Layer Precoding for Full-Dimensional Massive MIMO Systems
d、 MU-MIMO Channel Estimation
101） Massive MIMO : Reciever Model
102） Massive MIMO : in 3GPP
103） Massive MIMO : Technical Challenges/Further Studies
104） Matlab Toolbox : 5G Library : SS/PBCH Block
105） Matlab Toolbox : 5G Library : PDSCH/DMRS
106） Matlab Toolbox : 5G Library : PUCCH Format 0
107） Matlab Toolbox : 5G Library : PUCCH Format 1
108） Matlab Toolbox : 5G Library : Slot Structure : Downlink / All Channels
109） Matlab Toolbox : 5G Library : Slot Structure : Uplink
110） Matlab Toolbox : 5G Library : PRACH / FR2 (120 Khz)
111） Matlab Toolbox : 5G Library : SRS (120 Khz)
112） Matlab Toolbox : 5G Library : CSI-RS
113） Matlab Toolbox : 5G Library : CSI Codebook
114） Matlab Toolbox : 5G Library : Spectrogram : Downlink (SSB, PDCCH,PDSCH,CSI-RS)
115） Matlab Toolbox : 5G Library : NR Synchronization in TDL Channel
116） Matlab Toobox : 5G Library : NR Synchronization in CDL Channel
117） Max Throughput Estimation
118） MCS/TBS/Code Rate
119） Measurement
120） MIB / SIB
121） Mini Slot
122） MIMO : Downlink
123） MIMO : Uplink
124） mmWave
125） mmWave Antenna on UE
126） N1 mode / S1 mode
127） N1 Interface
128） N2 Interface
129） N8 Interface
130） N22 Interface
131） N26 Interface
132） NAS : 5GMM
133） NAS : 5GSM
134） NAS : Registration / Reject / Reject Cause
135） NAS : PDU Session Establishment
136） NAS : Service Setup
137） NAS : UAC (Unified Access Control)
138） Network Architecture / Network Interfaces
139） Network Architecture / Network Interface - N1
140） Network Slicing
141） New Waveform Cadidate : Introduction
142） New Waveform Candidate : FBMC
143） New Waveform Candidate : f-OFDM
144） New Waveform Candidate : GFDM
145） New Waveform Candidate : UFMC
146） New Waveform Candidate : DFT-s-OFDM
147） NGAP
148） NPN(Non-Public Network)
149） NRF
150） NR Indication : upperLayerIndication
151） NR-Light/RedCap
152） NRU (NR Unlicensed)
153） NTN (Non Terestrial Network)
154） Numerology
155） NWDAF
156） OpenRAN - Overview
157） OpenRAN - Architecture
158） OpenRAN - Where to Split
159） OSI (Other SI) Scheduling
160） OTA(Over The Air) Measurement
161） Paging
162） Parameter Structure : PHY
163） PBCH
164） PBCH DMRS
165） PBCH Decoding Process
166） PCO (Protocol Configuration Option)
167） PDCCH
168） PDCCH Common
169） PDSCH
170） PDSCH AggregationFactor
171） PDSCH DMRS
172） PDSCH PTRS
173） PDSCH/PUSCH Mapping Type (Type A, Type B)
174） PDCP
175） PDU Session Establishment (IP Allocation, QoS)
176） Physical Layer : Beam Management
177） Physical Layer : Frame Structure
178） Physical Layer : Numerology
179） Physical Layer : Pseudo Random Sequence
180） Physical Layer : Reference Signals
181） Physical Layer : SS Block, SS/PBCH
182） Physical Layer : Synchronization
183） Physical Layer : Timing Units
184） Physical Layer : Uplink Transmission Timing
185） Physical Layer : Waveform
186） Physical Layer Signal : PBCH DMRS
187） Physical Layer Signal : PDSCH DMRS
188） Physical Layer Signal : PSS (Primary Synchronization Signal)
189） Physical Layer Signal : SSS (Secondary Synchronization Signal)
190） Pyhsical Layer Channel : PBCH
191） Physical Layer Channel : PDCCH
192） Physical Layer Channel : PDSCH
193） Physical Layer Channel : PUCCH
194） Physical Layer Channel : PUSCH
195） PointA, OffsetToPointA
196） Positioning
197） Power Control
198） Power Definition / Measurement (RSRP, RSRQ, SINR)
199） Power Saving
200） Pre Trial : Overview
a、 Pre Trial : Frame Structure
b、 Pre Trial : Matlab : Frame Structure / Resource Element Mapping
c、 Pre Trial : Physical Signal : PSS
d、 Pre Trial : Physical Signal : SSS
e、 Pre Trial : Physical Signal : ESS
f、 Pre Trial : Physical Signal : BRS
g、 Pre Trial : Physical Signal : BRRS
h、 Pre Trial : Pseudo Random Sequence
i、 Pre Trial : Basic Procedure : Power On Procedure
j、 Pre Trial : RRC : MIB/SIB
k、 Pre Trial : RACH
201） Private Network (LTE)
202） Private Network/NPN(Non-Public Network) (NR)
203） Pseudo Random Sequence
204） Propagation Model
205） Protocol Configuration Option(PCO)
206） PSS (Primary Synchronization Signal)
207） PTRS - PDSCH
208） PUCCH
209） PUSCH AggregationFactor
210） PUSCH Channel Coding and Transmssion Process
211） PUSCH DMRS
212） PUSCH Precoding / Transmission Mode (Codebook vs Non-Codebook based)/UL Transmission Scheme
213） QCL (Quasi Co Location)/TCI
214） QoS / QFI / QRI
215） RACH
216） RACH-2 Step
217） Radio Protocol Architecture
218） RAN Architecture
219） RateMatchPattern
220） Reference Signal
221） RedCap/NR-Light
222） Registration - RegistrationRequest / RegistrationAccept
223） Release 16 Highlights
224） Release 17 Highlights
225） Release 18 Highlights
226） Resource Allocation (Time [K0,K1,K2])
227） Resource Allocation Type (RA Type 0, RA Type 1)
228） Resource Allocation Units (RE, REG, REG Bundle, CCE, Aggregation Level, CORESET)
229） Resource Allocation - Applicable Time Domain Resource Allocation
230） Resource Block Indexing/Frequency Domain Position
231） Resource Grid
232） RLC
233） RMSI-PDCCH-Config/Type 0 PDCCH Common Search Space
234） RNTI
235） RRC CONNECTED <-> INACTIVE Transition
236） RRC Constraints
237） RRC Overview
238） RRC INACTIVE
239） RRC Reconfiguration
240） SCG-Failure
241） Scheduling : Overview
242） Scheduling : Dynamic / L2 Scheduling
243） SDL (Supplimentary Downlink)
244） Security for 5G
245） Security for Cellular Ingeneral
246） Search Space
247） Self-Contained Slot
248） Service Setup
249） SIB 1 decoding
250） Sidelink
251） SLIV
252） Slot Configuration
253） Slot Format Combination
254） SMF
255） Software Defined Network (SDN) : Overview
256） Software Defined Network (SDN) : OpenFlow
257） Split Bearer
258） SPS/ConfiguredScheduling
259） SR(Scheduling Request)
260） SRB(Signaling Radio Bearer)
261） SRS/Antenna Switching
262） SS Block, SS/PBCH
263） SSS (Secondary Synchronization Signal)
264） SUL(Supplementary Uplink)
265） Synchronization
266） TBS Determination
267） TCI/QCL
268） TDD DL/UL Common Configuration(TDD-UL-DL-ConfigCommon)
269） TDD DL/UL Dedicated Configuration(TDD-UL-DL-ConfigDedicated)
270） Technical Challenges
271） Tech Viedos for 5G
272） Test : Equipment : Concept and Idea
273） Test : RF Connection Method
274） Throughput Estimation
275） Time Table (MileStones to 5G)
276） Timing Advance
277） Timing Units
278） TRS (Tracking Reference Signal)
279） Type 0 PDCCH Common Search Space/RMSI-PDCCH-Config
280） Type 1 PDCCH Common Search Space
281） Two Step RACH (2 step RACH)
282） UAC (Unified Access Control)
283） UCI (Uplink Control Information)
284） UDM
285） UE Assistance Information
286） UE Capability
287） UE ID
288） UL Transmission Scheme / PUSCH Precoding / Transmission Mode (Codebook vs Non-Codebook based)
289） URLLC
290） VoNR
291） Wake Up Signal(WUS)
292） Waveform
293） WhitePapers and Forums/Summits (Before 5G Deployment)
294） WUS (Wake Up Signal)

1） 5G之前的编年史（Pre 5G Chronicles）
在5G实现（ realization）之前，我们做了什么/谈论了什么？
时间表/里程碑（Time Table/Milestones）

a、在5G实现（ realization）之前，我们做了什么/谈论了什么？
注：截至目前as of now（2020年12月），本页的大部分内容将不再那么有帮助或重新发布，但我会保留这一点，因为在我们实现（realize）新技术之前，您可能会对正在进行的讨论和/或活动有所了解（get some idea on）。

注：自大约一年前（2019年）以来，一直有关于6G的讨论。最好跟踪（track）6G演进路径（evolution path），并检查该路径与5G演进路径有何不同。我将在这个页面中保留最初的（initial）6G活动。

以下是我将在本页中谈论的主题。

● 谁不应该读这个？

如果你有以下情况（in any of the followings），请不要浪费时间。

i）我已经有很多事情要做了，我对未来5年内不会成为我工作的事情不感兴趣。
ii）我对任何未明确定义的技术问题（technical issue）不感兴趣

● 谁应该读这个？

花点时间通读（read through）这一页是值得（ be worth doing）的，更重要的是，把你自己的想法放在这一页上。

i）我想为几年后的技术做好准备（get ready for）
ii）如果这项技术无法实现，我不会责怪（blame）任何人，也不会后悔（regret）。
iii）我相信（have a belief that），没有完全无用的技术讨论，即使这些讨论可能是错误的信息。

● 我为什么要发布（ post）此页面？

简言之（In short），这是因为我属于（fall into）“谁应该阅读本节（section）”所描述的类别（category）。

另一个原因是基于（be based on）我在这个领域学习的经验（沮丧frustration）（它主要用于无线通信，但我认为它也类似于任何其他技术）。

我尝试的第一件事是“打印出整个3GPP规范（specification），并试图了解有关该技术的一切”。然而，我开始意识（realize）到，这些文档添加新更新的速度比我阅读它们的速度快得多（更不用说理解它们了not to mention of understanding them），而且一旦这些组织机构（organization body）开始工作，几乎不可能赶上（catch up）所有内容。有成百上千的（hundreds/thousands of）人在这些规范上添加新的部分，而我是唯一一个试图理解所有这些规范的人。

然后我开始意识到，最好的方法之一是从技术的早期阶段（at very early stage of）开始，即使是在它正式化（formalize）的时候，当人们开始谈论某件事，但没有人对此有任何明确的想法时。当然，这会非常令人困惑（confusing），在许多情况下，这些说法也不会非常准确（accurate）。。。但仍然只是遵循最初的（initial）谈话（即使在技术上不是正确的信息），让你逐渐（gradually）形成自己的整体概念。如果你经历（go through）了这个阶段（stage），当技术被标准组织正式化时，你将能够赶上（catch up）所有这些规范（实际上，这些规范像渗透（osmosis）一样渗透到（permeate into）你身上）。

当我第一次进入这个无线通信（移动通信）领域时，UMTS的3GPP规范已经积累（accumulation）了5~6年，你可以猜到我所经历的所有挫折（frustration）。

在LTE的情况下，当总容量（ total volum）不是那么大的时候，至少我可以开始阅读3GPP规范的早期版本（very early version）。但即使是LTE，我也希望在正式规范开始编写之前就开始阅读基本技术背景，并了解所有3GPP TR（技术报告Technical Report）。

我想。。。无论下一步的技术是什么，我都会在他们出生之前开始。我将从受精卵（fertilized egg）的阶段开始追踪（track）。如果我在它刚出生的时候就开始观察它，婴儿的生长速度会比我的大脑快得多。这就是为什么我开始发布这个。但我认为这将是一篇长达几年的单页帖子，列出了这里和那里收集的文章列表，纯粹（purely）是我个人的想法，从技术上讲可能非常准确，也可能不准确。

● 5G是什么？

我不知道-：）。到目前为止（as of now），任何标准组织都没有正式（officially）定义5G。随着更多信息/澄清（clarification）的出现，我会给出5G的定义和功能。

<初始定义（Initial Definition）>

当第一次谈论5G时，一些原型测试（prototyping test）结果出来了，重点（focus）主要是吞吐量（throughput）。（直到2013年年中，这种关注点才发生太大变化）

至少（At least），有一件事是肯定的，那就是数据速率（data rate）将至少达到几个G bps。（4G数据速率的最终目标是1GHz，要实现（achieve）1Gb的速率，我们还有很长的路要走）。

<METIS定义>

2013年8月提出（propose）的METIS可以做出更具组织性和形式化的定义（More organized and formal definition）。尽管METIS没有提出明确的（explicit）“定义”，但它提出了几个KPI（关键绩效指标Key Performance Indicator）。我认为我们可以说“满足（satisfy）METIS KPI的通信系统可以归类（categorize）为5G”。

以下是执行（perform）METIS提出的KPI测量的KIP和测试用例（test case）列表。（Refer to D1.1 and D2.1 METIS document for details）

METIS为实现5G目标而提出的技术要求为：

i）典型用户数据速率（data rate）高10-100倍，其中在密集的城市环境（dense urban environment）中，典型用户数据率的范围从1Gbit/s到10Gbit/s；
ii）每个区域（每个用户）的移动数据增加1000倍，其中每个区域（每用户）的容量将超过100 Gbps/km2；
iii）支持连接的设备增加10-100倍；
iv）低功率大规模（massive）机器通信的电池寿命延长10倍，其中传感器（sensor）或寻呼机（pager）等机器的电池寿命为10年；
v）支持超快的（ultra-fast）应用程序响应时间，端到端延迟（latency）小于5ms，可靠性高（high reliability）；
vi）在与当今蜂窝系统（cellular system）类似的成本和单位面积能量耗散（energy dissipation）的情况下满足（fulfil）这些要求的能力。

<5GNOW定义＞

5GNOW并没有对5G的高级别定义或使用模式进行太多描述（decribe）。我想任何5G高级定义都属于（fall into）METIS定义/使用模型的范围（scope）。5GNOW将更多地讨论5G的低级别实现（impelmentation）。5GNOW讨论/提出的关键实施项目如下。

在我阅读了5GNOW Deliverable文档的大部分内容后，我脑海中不断（consitantly）弹出（pop-up）的关键词（key word）是

i）异步（Asynchronous）
ii）突发性低数据速率传输（Bursty low data rate transmission）
iii）增强型PRACH（Enhanced PRACH）

自己思考为什么会出现这些问题（ issue），然后参考5GNOW Deliverable文件。

● 你将如何实现（achieve）这项技术？挑战（challege）会是什么？

由于5G没有制定任何技术规范，我无法谈论任何官方（officially）描述的5G技术。在本节（section）中，我想说的只是思考一些可能的技术因素（factor）以及这些技术因素所面临的挑战。对每一个因素的大多数评论听起来都过于悲观（pessimistic），但在任何新技术问世（come out）之前，情况一直是这样的，但我相信最终（eventually）这些挑战中的大多数都会被克服，或者会出现（emerge）能够克服这些障碍（obstacle）的全新概念。这就是当前所有技术的演变（evolve）过程。我在这里发表评论的目的是给你一些思考。

5G可以肯定的一点是，5G所需的数据吞吐量将远高于4G（可能为数十Gbps）。所以我想谈谈提高数据速率的一般技术。

<增加调制深度(Increasing Modulation Depth>

每当一项技术达到必须提高（jump up）数据速率的地步时，第一步几乎总是“增加调制深度”。调制方案（modulation Scheme）最常见的演进路径（evolution path）如下：

BPSK->QPSK（QAM）->16 QAM->64 QAM

下一步会是什么？从逻辑上讲（Logically），它应该是256QAM。（如果太多，我们可能会考虑128 QAM）

这可能吗？如果是有线的，这可能是可能的（可能，但即使在有线通信中也不容易）。然而，当我们考虑各种无线因素（AWGN、衰落（Fading）、可用功率（Avaliable Power）、动态范围（Dynamic Range）、PAPR处理等）时，无线通信将非常困难（几乎不可能？）。

<天线和空间复用因子数量的增加> （ Increasing Number of Antenna and Spatial Multiplexing factors）

当我们达到最大调制深度时，我们认为提高吞吐量的下一步是增加天线和空间复用因子（Spatial Multiplexing factor）的数量。

到目前为止as of now（截至2013年5月），我们最常用的多路复用（multiplexing）天线配置（Antenna Configuration）是2 x 2 MIMO。作为高级LTE最终目标的一部分，3GPP中指定（specify）的最大配置（configuration）是8 x 8。

考虑（Consider）到5G数据速率将远高于高级LTE的最后阶段数据速率，很有可能采用（adopt）更多的entenna（更复杂的complicating空间复用）。我们能用多少天线？这会有多困难？

我们不知道。。。但三星声称（claim）用于下一代（next generation）技术试验的天线数量（2013年5月）为64个天线阵列（antenna array）。

这真的可行（feasible/practical）吗？看看你现在拥有的手机，想象一下你必须放置一个64天线的适当间隔，以最大限度地实现空间复用。至少，天线和射频设计师甚至都不想考虑这个问题——）

<增加操作带宽（Increasing the operating bandwidth）>

如果上述所有其他技术都不可行，我们可以考虑增加信道带宽channel bandwidth（RF带宽）。

到目前为止，我们用于LTE的最大带宽是多少？（2013年5月）

假设（assume）为单载波（Single Carrier），则为20MHz。如果我们采用（adopt）目前技术上可用的（available）高级LTE，那么使用2个载波（Carrier）的载波聚合（Carrier Aggregation），其最高可达40 Mhz。在高级LTE的最后阶段（the final stage），我们可能能够使用5个载波使用最大100MHz。

如果你考虑目前（currently）可用（ available）频谱（spectrum）的100MHz（主要是800~3Ghz），首先你会有频谱许可证（spectrum license）问题（issue）。大部分频谱已经售罄（sell out）。另一个问题是开发（develop）各种RF组件来处理（handle）100MHz的连续（contiguous）频谱。100MHz的单个频带将是太多的分数（ fractional）带宽（操作带宽除以中心频率operational bandwidth divided by the center frequency）。您可以考虑使用5个单独的（separate）20 Mhz频带来实现（implement）100 Mhz，但在这种情况下，您需要为其实现5个独立的RF链（chain），这将使RF/硬件设计变得如此复杂（complicated）。

<使用非常高的频谱（Using very high frequency spectrum）>

解决上述“不断增加的操作带宽（increasing operating bandwidth）”问题的方法之一是使用尚未获得许可（license）的非常高的频谱。例如，如果使用20 Ghz频谱，100 Mhz BW仅为0.5%的分数带宽（fractional bandwidth）。。并且几百Mhz BW小于5%。

在最近的三星审判（2013年5月）中，据称它使用了26Ghz频谱。

但这种高频（毫米波millimeter wave）最大的问题之一是，它具有极高的（extremly high）路径损耗（path loss），并且非常容易受到各种环境/天气因素的影响，如建筑、树木、湿气（moisture）、雨水等。

这种高频的另一个重要问题是，很难使小尺寸的RF部件在这种频率下正常（properly）工作。（例如，作为当前移动电话中最常用的部件之一的RF SAW双工器（duplexer）、SAW滤波器（filter）将不用于这些频率。）

至少到目前为止（2013年7月），一个更实用的（more practical）领域是5Ghz范围，因为支持802.11ac的芯片组（chipsets）和设备已经在市场上出现（emerge），尽管性能（performance）可能不完全符合（meet）要求的标准（criteria）。然而，可以肯定的是（ it would be pretty sure that），在真正的5G移动通信中，也会考虑（consider）更高、更宽的频谱（spectrum）。

＜在频域和时域动态配置频谱（Dynamically Configurable Spectrum both in frequency and time domain）＞

与当前的通信系统不同，预计（it is expected that）即使在信号用户服务会话期间（session），多种无线电技术（radio technology）、运营商（operator）和载波频率（carrier frequency）也会发生翻天覆地的变化。如果你想到LTE-A载波聚合（Carrier Aggregation），WiFi Offload，它会给你一个非常原始的（primitive）想法。但这种组合和动态变化将成为5G的默认操作模式。

然后具有挑战性的问题（issue）将是设备的RF前端(（front end）如何处理（handle）这种情况（situation）。

<大规模MIMO （Massive MIMO）>

如果我被要求（be asked to）先列出5G中应该完成的几个（couple of）关键（critical）功能，我会列出如下：

i）极高的数据速率（Extremely high data rate）
ii）在PHY/MAC中处理同时simultaneous（并发concurrent）用户的数量比当前LTE中的情况多得多
iii）处理通常在毫米波 mm Wave (milimeter wave)区域观察到的路径损耗（path loss）

尽管这不是一个可以完全实现（achieve）所有这些功能的单一解决方案（solution），但其中一个关键因素（key factor）是大规模（Massive）MIMO（以三星在2013年5月提出（come up with）的原型（prototype）为例，它使用了28 Ghz的64天线）。我极力建议（recommend）你在谷歌上搜索这个话题（topic）并进行研究。以下是我发现的一些引言（introductary）材料。

Massive (Very Large) MIMO Systems
Massive MIMO Systems:Tutorial
Massive MIMO:Fundamentals, Opportunities and Challenges
What is the Role of MIMO in Future Cellular Networks:Massive? Coordinated? mmWave?
Massive MIMO ?Part 1. Introduction: From theory to implementation
Massive MIMO ?Part 2: A few lessons learned from asymptotic information theoretic analysis
Massive MIMO ?Part 3: Capacity, coherence time and hardware capability

<极短的TTI和极低的延迟（Very Short TTI and Extremly Low Latency）>

这些特性（property）可以用几个不同的层次来描述。。但通常当我们谈论TTI时，它通常指的（refer to）是MAC/PHY属性（property），而当我们谈论Latency时，它往往指的是包括IP层在内的更高层。

关于（Regarding）TTI，在WCDMA R99中，最常见的MAC层TTI是10ms（U-Plane）或40ms（C-Plane），在HSPA中变成2ms或10ms，在LTE中变成1ms。我认为1ms已经是一种最小的TTI，但我们需要更短的TTI来实现（achieve）5G所需的最大吞吐量/延迟标准（throughput/latency criteria）。

另一种可能性（possibility）是引入两个（a couple of）额外的（additional）TTI，并让系统根据情况（situation）动态地（dynamically）或半静态地（semi-statically）选择TTI中的一个。

＜极高采样率ADC/DAC（Extremely High Sampling Rate ADC/DAC）＞

即使没有正式（formally）定义5G要求的具体内容，我认为系统带宽很可能（highly probable）会扩展到（get extended to）至少几百兆赫。正如我上面提到的（As I mentioned above），会有很多与射频（或毫米波）有关的问题，但在基带（baseband）层面也会有严峻的（tough）挑战。你会问的第一个问题是“采样率（sampling rate）是多少？”。如果载波频率级别的系统带宽是几Mhz，那么基带级别的采样率应该是几个Mhz BW。

这意味着你需要ADC，它可以以几个Mhz的速率进行采样（ sample ）和转换（ convert）。你可能认为这不是什么大问题，因为你可能见过各种数字示波器（digital oscilloscope），它甚至覆盖了几个Gb的采样率。

对这是真的。这种超高频ADC已经应用于各个领域，尤其是高端数字示波器。但是这些高频采样不是由单个ADC完成的。它是由多个ADC并行（in parallel）工作并以交错模式（in interleaving pattern）进行采样来完成的。为了使这种采样正常工作，需要非常复杂的（complicated）硬件设计和控制算法（algorithm）。

为了使这种技术可用于（usable for）不应像高端数字示波器那样昂贵（ expensive ）和笨重的（bulky）移动设备，还需要对ADC/DAC技术进行大量（great deal of）改进（improvement）。

看看以下材料是否能让你对这个话题（topic）有任何见解（insight）。（想想如何使这种技术在移动设备上通用）

千兆采样和直接射频采样ADC概述（Giga Sample and Direct-RF Sampling ADCs Overview）

<RACH机制，可处理大量用户（RACH mechanism to handle very large numbers of subscribers）>

5G的一个重要目标是实现（implement）一个可以处理（handle）大量用户（subscriber）的系统。这些用户不仅是人类，而且是各种类型的机器和传感器（sensor）。在这种情况下，PRACH同时（simultaneously）到达网络并引发争用（contention）的机会会增加很多。找出（figure out）处理（handle）这种情况（situation）的方法将是一个重要的研究课题topic（尤其是在MAC层设计中）。

● 谁在尝试什么？

本节（section）主要为您提供针对（be targeted for）“5G”技术的ariticles或YouTube演示（demonstration）列表。这些文章（ article）中几乎没有明确（explicitly）使用“5G”一词。有人说是“下一代（Next Generation）”，有人说“超越LTE（Beyond LTE）”，还有人说是另一种说法。但我认为所有这些都将是4G之后一切的关键（key）组成部分。

＜5G PPP＞

现在，一个新的组织已经开始（be initiated to）领导5G的规范（specification）。我很想看看5G倡议（ Initiative）在3GPP和5G PPP之间的动态变化。

*地平线2020未来互联网PPP的先进5G网络基础设施-行业提案（草案2.1版）（Horizon 2020 Advanced 5G Network Infrastructure for Future Internet PPP - Industry Proposal (Draft Version 2.1)）
5G Infrastructure - PPP

< 3GPP and ETSI >

最后，3GPP开始展示（present）有关5G的内容。

ETSI Summit on Future Mobile and Standards for 5G (Nov 25,2013)
5G mobile system requirements discussed at ETSI Future Mobile Summit (Nov 27,2013)

＜METIS（二十世纪信息社会的移动和无线通信推动者（Mobile and wireless communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society））＞

现在看来，这个联盟（consortium）正在成为5G的主要驱动力（leading driver），至少在技术上定义（in terms of technically defininng）5G应该是什么样子。我的猜测是，这个联盟（consortium）的许多想法将反映在（be reflected on）未来5G的3GPP中。

我强烈建议（recommend）你跟进（follow up）这些文件。

主页（Home Page）
METIS确定的5G未来场景——迈向5G移动和无线通信系统的第一步（The 5G future scenarios identified by METIS –The first step toward a 5G mobile and wireless communications system）
可交付成果D1.1 5G移动和无线系统的场景、要求和KPI（Deliverable D1.1 Scenarios, requirements and KPIs for 5G mobile and wireless system）
可交付成果D2.1 5G空中接口的需求分析和设计方法（Deliverable D2.1 Requirement analysis and design approaches for 5G air interface）
可交付成果D3.1多节点/多天线技术的定位（Deliverable D3.1 Positioning of multi-node/multi-antenna technologies）
可交付成果D4.1初步权衡调查和第一套潜在网络级解决方案摘要（Deliverable D4.1 Summary on preliminary trade-off investigations and first set of potential network-level solutions）
可交付成果D5.1频谱需求和使用原则的中间描述（Deliverable D5.1 Intermediate description of the spectrum needs and usage principles）
可交付成果D6.1模拟指南（Deliverable D6.1 Simulation guidelines）
可交付成果D7.1学术传播和开发计划（Deliverable D7.1 Academic Dissemination & Exploitation Plans）

< 5GNOW >

您可以从这里获得许多详细信息，特别是可能的PHY/MAC实现（implementation），包括波形（Waveform）创建的各种方式。转到[下载]并下载可交付文档（Deliverable Document）。

Home Page

< TROPIC >

Home Page

< iJOIN >

Home Page

< SamSung : Next Generation Wireless >

最近（2013年5月），三星声称（claim）他们已经实现（implement）了一项技术，以实现（achieve）“数十（tens of）Gbps”的数据速率。一些文章（article）是关于三星的主张（claim），而另一些文章则来自对三星主张提出质疑（dispute）的批评者（critics）。我认为这一说法是否切实可行（practically achievable），或者这些说法在技术上是否准确（accurate），都不重要。无论是索赔还是关于索赔的争议，都会让你对下一代技术有一些了解（insight）。

Samsung next gen 5G wireless service hits 1 Gbps in testing (May 13, 2013)
Dear Samsung, please stop making stuff up about 5G (May 13, 2013)
Samsung claims 5G mobile data transmission breakthrough (May 13, 2013)
Samsung’s 5G mobile claims played down by experts (May 14, 2013)
Ten Reasons Why Samsung’s 5G Is Mostly Hype (May 14, 2013)
What 5G Will Be: Crazy-Fast Wireless Tested in New York City (May 22, 2013)
Samsung Says New Superfast ?G?Works with Handsets in Motion (Jun 3, 2013)
Samsung and 5G: A reality check (Jun 11, 2013)

< InterDigital >

您可以找到许多具有实际测试（practical test）/模拟数据（simulation data）的演示文稿（presentation）和白皮书（whitepaper），尤其是聚焦（Focus on）毫米波（milimeter wave）无线电接入网络（Radio Access Network）。

InterDigital Vault - 5G
InterDigital and Blu Wireless Advance Millimeter Wave Technology for Backhaul Between Small-Cell Base Stations (Jan 3,2014)

< Ericsson >

本文（article）中没有提到（mention）技术信息，但根据他们在4G之前所做的工作，值得（be worth doing）跟进（follow up）Erricsson的计划。在大约2年的时间间隔（interval）内，你会看到前两个aricles的有趣对比（contrast）。我不是想批评（criticise on）任何事情。。。对于几乎所有革命性的（revolutionary）技术来说，这都是一种正常的观点/心态变化（mentality change）。

Ericsson Research Blog - 5G
There will be no 5G. We have reached the channel limits: Ericsson CTO (May 23, 2011)
Ericsson aims to be leader in 5G (May 28, 2013)
5G Radio Access (Ericsson White paper, June 2013)
5G radio access - research and vision (Jun 25, 2013)
What a 5G Network Will Look Like (Video) (Jul 30, 2013)
5G will have to do more than just speed up your phone, Ericsson says (Oct 17,2013)
5G - Business Enabler or Disruptor (Erricsson Business Review, Issue 2, 2013)
Ericsson achieves 5Gbps over 5G network (Jul 7, 2014)
Ericsson 5G Reaches 5 Gbps (Jul 10, 2014)
5G Live Over-Air Demo by Ericsson (YouTube)

< NTT DoCoMo >

他们声称（claim），他们用24根天线在11 Ghz、400 Mhz的带宽内实现了10 Gbps的吞吐量（throughput）。

NTT DoCoMo confirms successful 10Gbps wireless test, clears a path to 5G (Feb 27,2013)
NTT DoCoMo’s vision of ‘5G’ wireless: 100x faster than LTE, but not until 2020 (Oct 1, 2013)

< Huawei：Beyond LTE >

2012年3月左右，华为发布（release）了几篇（a couple of）关于其未来技术计划的文章（article）。这些文章中几乎没有提到（mention）详细的技术信息，但你至少可以对他们打算做（intend to do）什么有一些“感觉”。

Huawei Introduces Beyond LTE Technology for 30Gbps (Mar 15, 2012)
Huawei claims “Beyond LTE” test over 30 Gbps (Mar 26, 2012)
Huawei joins ?G?marketing race (Jun 25, 2013)
Huawei Invests in 5G Networks (Jul 13, 2013)
Huawei sees 5G’s emergence by 2020 (Jul 18, 2013)
Huawei claims to be developing 5G networs, expects to launch them in 2020 (Aug 29, 2013)
Huawei says it will have 5G by 2020. Maybe it will sell jetpacks and invent cold fusion too (Aug 29, 2013)
Chinese telco boss: ‘The EU leads on 5G research?(Oct 24, 2013)
Huawei plans $600m investment in 10Gbps 5G network (Nov 6, 2013)
5G: A Technology Vision

< ZTE >

Driving the Convergence of the Physical and Digital Worlds
ZTE releases first 5G architecture based on dynamic mesh networking (Jun 23, 2014)

< WiFi Organization >

尽管WiFi（主要基于IEEE规范specification）与移动通信技术（主要基于3GPP规范）并不完全相同，但没有人会否认（deny）这两个大机构（body）长期以来一直在相互影响（influencing）。（想想…基于OFDM的WiFi–>WiMax–>LTE）。最近（截至2013年7月），许多关于802.11ac的讨论正在进行，802.11ac声称（claim）支持超过1Gb的数据速率，我们已经看到一些芯片组（chipset）和实际实现（real implementation）即将问世。

http://www.wi-fi.org/
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11ac
802.11ac: The Fifth Generation of Wi-Fi Technical White Paper
Gigabit Wi-Fi: 802.11ac is here: Five things you need to know
With faster 5G Wi-Fi coming, Wi-Fi Alliance kicks off certification program
Forget 5G ?10Gbps WiFi is coming next year (Apr 16, 2014)

< NI : National Instruement >

事实上，我不会称之为5G。从技术上讲，我应该称之为“4G的最终目标”，其目标是1Gbps的数据速率。但我把这个放在这个页面上是因为它展示了一个真实的演示real demo（尽管它只是物理层，而且距离很短），我认为这也将是下一代通信的重要组成部分（building block）。

NI Works with Edinburgh University on 5G Test Bed (Nov 25, 2013)
8x8 MIMO (LTE Advanced) Achieves up to 1 gigabit per second data
802.11ac Testing with the Vector Signal Transceiver
UT ComSoc 2nd General Meeting - NI - 5G and Beyond : YouTube
NI introduces 5G ready SDR development platform (Apr 17,2014)
Paving the Way for 5G Wireless
National Instruments Stepping Ahead Of Agilent Technologies With New 5G LabVIEW Wireless Design Tools?

< Net!Works >

至少（At least）到目前为止as of now（2013年5月），这些材料似乎是未来技术中最具技术性的。

Horizon 2020 Advanced 5G Network Infrastructure for Future Internet PPP Industry Proposal (Draft Version 2.1)
What is coming next after LTE and IMTadvanced

< CTTC >

至少到目前为止（2013年6月），你会对3G有最具体的（the most concrete）想法。

5G Networks

< Nutaq >

这家公司发布（release）了大规模（Massive）MIMO的测试台（test bed）

TitanMIMO

< Agilent/Keysight>

Agilent, China Mobile Collaborate on 5G (Jun 25, 2014)
Agilent Technologies Hosts 5G Test Summit at FuTURE MOBILE COMMUNICATION FORUM (Jul 17, 2014)
Agilent Demonstrates mmWave Measurement at the Brooklyn 5G Summit
Keysight Technologies Joins 5G Forum in South Korea (Aug 11, 2014)
Keysight Technologies Introduces Industry’s First 5G Exploration Library (Oct 21, 2014)

< Readings on 5G Waveform >

GFDM Interference Cancellation forFlexible Cognitive Radio PHY Design (Local Download)

● 白皮书/演示（WhitePaper/Presentation）

我把这个放在一个单独的（separage）页面上：here。

● 活动/论坛（Event / Forum）

ETSI Summit on Future Mobile and Standards for 5G (Nov 25,2013)
Brooklyn 5G Summit (Apr 23-25, 2014)
Radio Access and Spectrum innovations for 5G - Part I (Mar 18,2014)
5G - Rethinking Wireless Infrastructure : IWPC Workshop (Apr 1-3, 2014)
5G-PPP Awareness Meeting, Brussels(May 28, 2014)
5G World Summit (June 24-25, 2014)
THE 5G ROADMAP - CTIA (Sep 9, 2014)
5G Forum, North America (Nov 24, 2014)

b、时间表/里程碑（Time Table/Milestones）

● 时间表Time Table（编年史Chronicles）

这是我在5G实现之前追踪（trace）到的一系列重要里程碑（milestone）。5G部署（deployment）后的活动不在此表中，因为您只需要遵循3GPP文档发布。

Year	Month	Description

2012 Mar Huawei introduced the concept of “Beyond LTE”
2013 Feb DoCoMo confirmed 10Gb rate data transmission/reception (11Ghz, 400 Mhz BW)
2013 May SamSung performed a demo for 5G prototype achieving 1Gb Data Rate (26 Ghz, 64 Antenna)
2014 Jul Erricson achieves 5Gbps over 5G network
2014 Oct FCC start investigating on 5G spectrum (above 24 Ghz)
2014 Oct Samsung Demos 5G, 7.5Gbps, 28 Ghz
2015 Mar Nokia - MWC15, 5G IoT Demo, 70 Ghz
2015 Aug FD-MIMO with multiple UEs
2015 Aug The FCC set to promote 5 blocks of high-band spectrum at upcoming WRC event
○ 27.5 GHz-29.5 GHz bands (2 GHz Block)
○ 37 GHz-40.5 GHz bands (3.5 GHz Block)
○ 47.2 GHz-50.2 GHz bands (3 GHz Block)
○ 50.4 GHz-52.6 GHz bands (2.2 GHz Block)
○ 59.3 GHz-71 GHz bands (11.7 GHz Block)
2015 Sep 3GPP - 5G Workshop (RAN #69) (See 5G now started in 3GPP in Ericsson Research Blog)
2015 Sep 3GPP - Start Channel Model (Completing around the end of 2016)
2015 Oct Nokia - 19.1 Gbps Demo, 400 Mhz BW(4 CC with 100 Mhz Each)
OFDM, 15 Ghz Carrier Frequency, 8x8 Antenna,256 QAM
2015 Nov Qualcomm showed their 5G Demo at Indusrty Analyst Day (28 Ghz, 32 Tx, 128 Tx Antenna, 400 Mbps)
2016 Apr 3GPP - RAN1#84bis Meetting (See TDocs (FTP)) - Mostly discussion/proposals for 5G Radio
2016 May 3GPP - RAN1#85 Meetting (See TDocs (FTP))- Continuing discussion and narrowing down some 5G Radio Parameter
2016 Jul 3GPP - RAN-SA Workshop
2016 Jul The FCC decided to open up following spectrum
○ 28 GHz (27.5-28.35 GHz) - 0.85 Ghz
○ 37 GHz (37-38.6 GHz) - 1.6 Ghz
○ 39 GHz (38.6-40 GHz) - 1.4 Ghz
○ Unlicensed (64-71 GHz) - 7 Ghz
2016 Aug 3GPP - RAN1#86 Meetting - further narrow down and some decision(basic waveform, channel coding, modulation) - See here for TDocs( RAN1 , RAN1 LS, RAN4 )
2016 Oct 3GPP - RAN1#86bis Meetting - decision on many of PHY parameters(subcarrier spacing,symbol length, CP length, number of OFDM symbols, TTI definition etc) and discussion on specific channel implementation (Sync signal, Broadcast, RACH, DL/UL control/data channels)
See here for TDocs( RAN1 , RAN1 LS, RAN4 )
2016 Oct Qualcomm Introduced the first 5G Modem at its 4G/5G Summit in Hong Kong
2016 Nov 3GPP - RAN1#87 Meetting - decision on Frame structure, Channel Coding Process, further discussion on channel implementation, multiple Access and MIMO
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN4 )
Attention : R1-1612707 draft TR38.802(V031)_v1
2017 Jan 3GPP - RAN1#NR
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN4 )
2017 Feb 3GPP - RAN1#88 Meetting - Conclude on Channel Structure and Candidate MIMO Technologies
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN4 )
2017 Mar 3GPP - Released three important TRs describing the agreed item and the latest decisions
See RAN1 TR38.802 v2.0, RAN2 TR38.804 v1.0, RAN3 TR38.801 v2.0, RAN4 TR38.803 v2.0
3GPP - Released a RP with the list of NR technical specification name
See RP : RP-170847
2017 Apr 3GPP - RAN1#88bis Meetting - Conclude on Channel Structure and Candidate MIMO Technologies
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN2 (FTP) )
3GPP - Formed 38 Series Specification Download Site (No Specific Contents yet)
2017 May 3GPP - RAN1#89 Meetting
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN2 (FTP) )
2017 Q2 3GPP - First 5G Release (Starting Rel 15)
2017 Jun 3GPP - RAN1 NR#2
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN4 )
3GPP - Formed 38 Series Specification Download Site (Initial Versions(Ver 0.x.x) being posted)
2017 Aug 3GPP - RAN1#90 Meetting
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN4 )
2017 Sep 3GPP - RAN1 NR#3
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN4(FTP) )
Some important TS released as v1.x.x (38.211, 38.321, 38.322)
2017 Oct 3GPP - RAN1 #90bis, RAN2 #99bis
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN2 (FTP), RAN4(FTP) )
2017 Oct Qualcomm Achieves World’s First Announced 5G Data Connection on a 5G Modem Chipset for Mobile Devices
2017 Nov 3GPP - RAN1 #91, RAN2 #100
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN2 (FTP), RAN4(FTP) )
2017 Dec - Some important TS released as v2.x.x (38.211, 38.321, 38.322), v1.x.x (38.331)
2018 Jan 3GPPRAN5#1-5G-NR Adhoc
See here for TDocs( RAN 5 (FTP))
Some important TS released as v15.0.0 (38.211, 38.212, 38.214, 38.321, 38.322, 38.331)
2018 Feb 3GPP - RAN1 #92
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN2 (FTP), RAN4(FTP) )
2018 Apr Some important TS released as v15.1.0 (38.211, 38.212, 38.214, 38.321, 38.322, 38.331)
2018 May 3GPP - RAN1 #93
See here for TDocs( RAN1 (FTP), RAN1 LS, RAN2 (FTP), RAN4(FTP) )
2018 Jun Some important TS released as v15.2.0 (38.211, 38.212, 38.214, 38.321, 38.322, 38.331)
2018 Q3 3GPP - Second 5G Release (Starting Rel 16)
2019 Q4 3GPP - Third 5G Release (Ending Rel 16)

Reference :

[1] 3GPP R1-163103. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #84bis - Workplan for Study on New Radio (NR) Access Technology

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