2022年6月初，第96届3GPP通信标准组织全体会议如期在匈牙利布达佩斯举行。

在会议期间，备受期待的3GPP第17版（R17）标准正式冻结，这标志着5G演进第一阶段的完成，并为5G技术发展开启了新时代。回顾七年前，即2015年9月，国际电信联盟（ITU）正式确认了5G的三大应用场景：增强型移动宽带（eMBB）、大规模机器型通信（mMTC）和超高可靠低延迟通信（uRLLC）。不久之后，2016年3月，3GPP正式启动了5G标准化工作，旨在开发统一且更强大的无线空口——5G新空口（NR）。

时光荏苒，我们见证了3GPP第15、16和17版的冻结，以及5G的商用部署和广泛应用。

5G，这一曾经充满潜力的技术，已经从诞生发展到成熟，改变了我们的工作和生活，同时也革新了社会运作方式。

但问题随之而来：在5G持续演进过程中，出现了哪些革命性技术创新？这些创新背后的逻辑是什么？从第15版到第17版的各阶段又扮演着怎样的角色？

在本文中，我们将揭示这些答案。

第15版：奠定基础，揭示未来

首先，让我们来看看第15版背后的创新理念。它标志着5G标准的开端。俗话说：“好的开始就是成功的一半。”为了迈出这关键的第一步，行业专家进行了大量的研究和准备。

R15 的关键任务是为 eMBB 场景建立标准，重点关注通信网络最关键的指标——速度。ITU 为 eMBB 设定了性能目标：下行峰值数据率必须超过 10 Gbps，用户体验速率需要超过 1 Gbps。为了实现这一目标，3GPP 采取了两种方法：扩大可用频谱资源，以及从每兆赫的频率中发掘更多潜力。

在频谱方面，3GPP 在 Sub-6GHz 频段的基础上引入了移动毫米波技术，将 5G 的工作频谱扩展到更高的频段。移动毫米波显著提升了速度和容量，为 5G 的高速连接奠定了基础。在此基础上，3GPP 引入了大规模 MIMO（多输入多输出），这是 5G 最具代表性的创新之一。通过显著增加基站的天线数量，它为不同用户创建了独立的窄波束，使系统吞吐量提高了几十倍，并增强了覆盖范围，特别是解决了毫米波覆盖的限制问题。

从频谱资源中提取更多内容带来了更大的技术挑战，需要在多址、调制、编码和物理层设计等领域进行创新。

5G NR设计中的一个关键决策是选择无线波形和多址技术。经过广泛研究，高通发现正交频分复用（OFDM），特别是CP-OFDM和DFT-S OFDM，对于5G eMBB和其他场景是最优的，这一选择也被证明是正确的。

可扩展的OFDM参数集成为R15的亮点。它允许随着信道带宽的增加，子载波间隔按2的幂扩展，从而支持更宽带宽的系统而不增加复杂性。

R15的另一个显著特点是基于时隙配置的灵活框架结构。5G NR自包含时隙结构的引入实现了模块化、独立的传输解码，避免了时隙之间的静态时序关系。2018年6月，R15正式冻结，标志着5G的成功问世。R15引入的创新揭示了5G的奥秘，并为其后续发展奠定了坚实的基础。

版本14：拓展场景，赋能行业

虽然R15专注于eMBB，R16扩展了uRLLC和mMTC场景的标准，推出了第一个完整的5G标准以及第一个演进的5G标准。

R16的主要任务是支持和赋能垂直行业。它对超可靠低延迟通信（uRLLC）场景进行了标准化，面向工业物联网、汽车网络以及其他垂直领域。国际电信联盟（ITU）为uRLLC设定了严格的目标，包括99.9999%的可靠性和毫秒级延迟。R16引入了新的网络功能，以更好地支持关键业务应用，如智能制造、自动化质量检测和自动驾驶。

R16通过增强型大规模MIMO、载波聚合和切换技术等进步，提高了频谱效率、网络利用率和鲁棒性，大大提升了5G的可用性。

R16 的新功能包括支持无许可证频谱（NR-U），既可以实现许可辅助接入（LAA），也可以在没有任何许可频谱的情况下独立部署，从而提高了容量和部署灵活性。

为了满足严格的可靠性和延迟要求，高通主导了协作多点（CoMP）通信的发展，该技术利用多个传输和接收点创建冗余通信路径，从而实现高可靠性和低延迟。

5G 的 V2X（车联网）技术是一项重要的垂直应用，高通推动设备对设备（D2D）通信，以实现更丰富的场景，如车队列控、半自动驾驶和远程驾驶。

R16 还引入了关键创新，如毫米波基站的集成接入和回传（IAB），减少了在密集网络中新光纤部署的需求。

值得注意的是，R16推动了私有网络（NPN）的部署，为5G私有通信提供了方向，并使政府和企业等行业能够充分利用5G。

R16 于 2020 年 7 月正式冻结。

内容来源于5G通信.