移動通訊自20世紀80年代誕生以來，經過了三十多年的爆發式增長，已經成為連接人類社會的基礎信息網絡。隨著4G進入規模商用階段，面向2020年及未來的第五代移動通訊，已成為全球研發的熱點。

??第五代移動通信技術（5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，簡稱5G或5G技術）是最新一代蜂窩移動通信技術，也是即4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統之后的延伸。其性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。

??5G的網絡架構

??5G（第五代移動通信技術）的三大應用場景主要是eMBB(增強移動帶寬)，uRLLC(高可靠性低延時通信)，mMTC(海量通信)。5G彌補了4G技術的不足，在連接速度、系統容量、連接數量、網絡延時等方面有了大幅度的提升，它的目標是真正意義上的融合網絡。

??根據3Gpp的規劃，5G有兩種組網模式——SA(Standalone獨立組網)和NSA(Non-Standalone非獨立組網)。獨立與非獨立在于是否利用4G技術設施進行部署，SA組網模式需要新建全套5G基礎設施，而NSA組網會使用部分4G基礎設施。

??NSA組網目前主要流行的是Option3X和Option7兩種方案，Option3X和Option7都是以4G基站eNodeB作為控制錨點，即eNodeB傳輸UE和核心網間的控制信令，而在NSA模式下，5G基站gNB不傳輸UE和核心網間的控制信令（4G基站和5G基站都需要傳輸用戶面數據）。

??兩種方案的區別在于：Option3基于4G EPC（Evolved Packet Core，分組核心網）部署，而Option7基于5GC（5G Core，5G核心網）部署。在5G核心網沒有部署的情況下，通常NSA指的是Option3X。

??SA的終極目標則是Option2，即獨立的5G基站gNB，和獨立的5G核心網5GC，支持eMBB,mMTC,uRLLC場景，便于拓展垂直行業。網絡簡單，但全新建周期。

??如下圖分別是Option3，Option7，Option2的網絡架構圖。

NSA網絡架構圖之一

SA網絡架構圖之一

??5G關鍵技術

??5G通信性能的提升不是單靠一種技術，需要多種技術相互配合共同實現。關鍵技術大致分為無線傳輸技術和網絡技術兩類。

??1）無線傳輸技術

??·大規模MIMO技術：基站使用大規模天線，波束窄，指向性傳輸，高增益，抗干擾，提高頻譜效率；

??·非正交多址技術：NOMA、MUSA、PDMA、SCMA等非正交多址技術，進一步提升系統容量。支持上行非調度傳輸，減少空口時延，適應低時延要求；

??·全雙工通信技術：是一項通過多重干擾消除實現信息同時同頻雙向傳輸的物理層技術，有望成倍提升無線網絡容量；

??·新型調制技術：濾波器組正交頻分復用，支持靈活的參數配置，根據需要配置不同的載波間隔，適應不同傳輸場景；

??·新型編碼技術：LDPC編碼和polar碼，糾錯性能高；

??·高階調制技術：1024QAM調制，提升頻譜效率。

??2）網絡技術

??·網絡切片技術：基于NFV和SDN技術，網絡資源虛擬化，對不同用戶不同業務打包提供資源，優化端到端服務體驗，具備更好的安全隔離特性。

??·邊緣計算技術：在網絡邊緣提供電信級的運算和存儲資源，業務處理本地化，降低回傳鏈路符合，減小業務傳輸時延。

??·面向服務的網絡體系架構：5G的核心網采用面向服務的架構構建，資源粒度更小，更適合虛擬化。同時，基于服務的接口定義，更加開放，易于融合更多的業務。

??5G模組高頻信號射頻前端設計難點技術分享

??相對于4G，5G給射頻前端挑戰是多方面的，首先體現在帶寬上。眾所周知，受限于LTE本身的特性，LTE帶寬最高只有20M，但到了5G，帶寬可達100M，到了毫米波更能達到400M，也就是說單個信道甚至需要支持400兆的帶寬。

??從射頻前端的角度來說，這個難度對5G模組的設計是相當相當大。在頻率上5G頻段分為sub6G和毫米波，頻率范圍為FR1(450MHz-60000MHz)，FR2(24250MHz-52600MHz)，在450-3GMhz是比較容易，但從3GHz-6GHz，24GHz-52GHz的設計上，就非常難了。在這些頻段設計過程中，經常會遇到一個很困擾的問題——就是在3GHz-6GHz，24GHz-52GHz頻段會出現很大的路損。其產生的根本原因主要有幾點導致，第一點是過孔導致，第二原因則是阻抗的不連續性，第三個是饋線和接口的頻率范圍導致。

??1）過孔

??在高速，高密度的設計時，設計者總是希望過孔越小越好，這樣板上可以留有更多的布線空間，此外，過孔越小，其自身的寄生電容也越小，更適合用于高速電路。

??過孔在傳輸線上表現為阻抗不連續的斷點，會造成信號的反射，并且過孔產生的問題更多的集中于寄生電容和電感的影響。過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升時間，降低了電路的速度，過孔的寄生電感帶來的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯電感會削弱旁路電容的貢獻，減弱整個電源系統的濾波效用。

??2）阻抗的不連續性

??單個過孔雖然也會導致阻抗的斷點產生，導致不連續性，但產生阻抗不連續性更嚴重的則是疊層和匹配電路導致。由于設計過程中，如果過孔比較小，參考疊層的選取導致微帶線過細，而在模組內部微帶線經匹配電路的焊盤變大后，又經過匹配電路變細，這在低頻信號設計過程中，影響微小，但在高頻信號中，會直接導致阻抗的不連續性產生，并且頻率越高，路損越大。

??因此設計過程中，要確保孔徑，微帶線，匹配電路焊盤與參考地的連續性，并且避免過孔過大而帶來的寄生電容和電感的影響。

??3）饋線和接口的頻率范圍

??往往模組設計好后在實際測試過程中也會遇到路損很大。另外的一個原因是饋線和接口端子的問題。市面上選擇的往往是普通饋線和接口端子，一般都是3Ghz以下的饋線和端子。所以在5G的設計過程中，需將饋線和接口端子都換成6GHz以上，如果涉及到毫米波，需適配毫米波頻段的饋線和接口端子