专题导读

       随着5G第1阶段标准化工作的逐步完成，业界普遍认为5G于2019—2020年开始商用，因此在这个时间节点上梳理一些5G商用的支撑理论及关键技术显得很有必要。

       5G作为新一代无线移动通信系统，和前几代最大的不同是：除了延续原有的语音和数据业务外，还能支撑其他多种类型的业务，具备了和各行各业深度融合的可能。目前，5G已经定义了3大类应用场景，即增强型移动带宽（eMBB）、高可靠低时延通信（uRLLC）及大规模机器通信（mMTC）。这3大类应用场景基本覆盖了目前生活、生产所能碰到的大部分场景。

       5G的上述特性会影响到其系统设计的方方面面，如对eMBB的支持就需要考虑不同频段的不同特征：在低频段，需要充分考虑频谱的效率，除了对链路自身需有较好的自适应及链路之间的相互协调配合外，还需要有效利用空间资源；在高频段，波束是整个系统设计的关键，所有静态的信号和信道以及动态的过程都发生在波束中，因此波束管理在高频通信中至关重要。再比如5G对uRLLC的设计是以前几代系统设计时没有过的，需要从最底层的参数集配置、帧结构，上层多链路的可靠性保证，以及RLC层的简化设计等方面进行考虑，为uRLLC量身定做。

       5G虽然可以通过不同途径的灵活配置参数来支持以上3大类场景，但并不意味着只是技术的简单堆砌，而是在设计伊始时就考虑到前向兼容。前向兼容一方面体现在同一层面的设计保持在同一框架下，最典型的一个例子就是参数集和帧结构的设计，通过半静态或动态配置极其有限的几个参数，灵活实现对不同场景较优化的支持；另一方面体现在其“瘦”的设计，或称为“自包含”设计，即5G大量削减了周期性、小区级的广播信号，把所有相关信号信道控制在所配置的范围内，这样既能通过各种手段进行合理配置，又能做到不影响其他功能的实现。

       5G基本实现了当初设定的目标，但也处于不断的发展和优化中，尤其在uRLLC和mMTC这2个场景的设计和优化方面，还有很多工作要做，如对uRLLC场景的支持，需要有更好的理论来说明各种结构化利用资源的方式，更加深入地理解延迟和可靠性之间的关系；对于中短包的编译码和链路自适应问题，需要继续深入研究Polar/低密度校验码（LDPC）在5G中已有的应用方式，并思考它们的扩展使用方式。在mMTC场景中，面对数量多、功耗低、价格低廉的节点，需要思考传统语音/数据的正交接入方式是否合适，是否存在更简单、高效的非正交接入方式；面对5G对各垂直行业的渗透，需要研究在接入网侧支持对各种业务的感知和汇合功能，以达到诸如“智慧城市”的远期目标等。

       本期专题针对上述5G在商用过程碰到的理论问题及关键技术进行了初步探讨，并给出了一些初步的解决方案。论文主要来自高校和中兴通讯等相关团队的最新研究成果，相信这些成果对推动5G的商用以及5G未来的发展都具有积极的借鉴意义，也能给读者提供有益的启示和参考。在此，对各位作者的大力支持表示衷心感谢。

                                                       王喜瑜、向际鹰

                                                       2019年1月20日