引言........................................................................................................4
强化无线通信的作用.........................................................................7
全球移动应用............................................................................................. 7
扩展用例............................................................................................. 11
固定无线接入............................................................................................. 14
转型元素...................................................................................... 17
物联网.................................................................................................. 18
5G到来...........................................................................................................20
1G到5G的演进................................................................................................. 20
5G技术目标.......................................................................................... 24
5G的概念......................................................................................................... 25
毫米波.............................................................................................................. 27
5G时间表.......................................................................................................... 30
5G设备可用性............................................................................................. 31
5G第一阶段（版本15）..................................................................................... 32
5G第二阶段（版本16）..................................................................................... 33
5G性能..................................................................................................... 34
5G架构..................................................................................................... 35
网络切片..................................................................................................... 37
4G LTE进展..................................................................................................39
LTE-Advanced和LTE-Advanced Pro的功能.......................................................... 39
LTE 1 Gbps功能............................................................................................. 42
3GPP发布......................................................................................................44
Cellular V2X通信.........................................................................47
关键支持技术.........................................................................48
人工智能（AI）........................................................................................ 48
多种蜂窝类型................................................................................................. 48
Neutral-Host小型蜂窝......................................................................................... 53
未经许可的频谱整合............................................................................. 53
物联网和机器对机器............................................................... 57
大规模MIMO....................................................................................................... 61
虚拟化......................................................................................................... 62
多址边缘计算.................................................................................. 64
组播和广播.......................................................................................... 64
以信息为中心的网络............................................................................... 65
VOLTE、5G语音、RCS、WebRTC和WI-FI呼叫..........................................67
语音支持和VoLTE........................................................................................ 67
5G语音支持................................................................................................... 67
丰富的通信套件..................................................................................... 67
WebRTC............................................................................................................... 68
Wi-Fi呼叫.......................................................................................................... 69
公共安全......................................................................................................70
LTE公共安全功能................................................................................. 70
部署方法......................................................................................... 72
公共安全的设备考量.................................................................... 73
从LTE到5G，Rysavy Research/5G美洲，2018年8月，第二页
扩容...........................................................................................75
频谱发展....................................................................................78
广播激励拍卖（600MHz）.................................................................... 80
3550—3700MHz................................................................................................. 80
3.7—4.2GHz....................................................................................................... 81
5G频带.............................................................................................................. 82
协调....................................................................................................... 85
未经许可的频谱.............................................................................................. 86
频谱共享.................................................................................................. 87
总结..........................................................................................................91
附录：技术细节........................................................................92
3GPP发布....................................................................................................... 92
数据吞吐量对比.................................................................................. 94
延迟对比............................................................................................. 100
频谱效率................................................................................................ 101
流媒体和虚拟现实消耗的数据.................................................... 108
频谱带（3G到5G）.................................................................................. 110
5G ..................................................................................................................... 114
架构..................................................................................................... 114
架构选项......................................................................................... 118
LTE-NR共存.......................................................................................... 121
整合接入和回程......................................................................... 124
性能.................................................................................................... 127
服务质量................................................................................................ 132
LTE与LTE-Advanced......................................................................................... 134
LTE-Advanced术语................................................................................ 134
OFDMA与调度..................................................................................... 135
LTE智能天线......................................................................................... 137
LTE-Advanced的天线技术.................................................................. 141
载波聚合.......................................................................................... 145
多点协调（CoMP）.......................................................................... 149
用户平面拥塞管理（UPCON）...................................................... 151
网络辅助干扰消除和抑制（NAICS）..................... 152
多用户叠加传输（MUST）..................................................... 152
IPv4/IPv6 ........................................................................................................ 152
TDD协调........................................................................................... 152
LTE网络中的短信...................................................................................................... 153
用户设备类别................................................................................ 154
LTE-Advanced中继技术........................................................................................ 155
邻近服务（设备到设备）................................................................. 155
LTE吞吐量................................................................................................ 156
VoLTE和RCS ................................................................................................ 162
LTE高可靠和低延迟通信............................................ 168
演进分组核心网（EPC）................................................................................. 168
异构网络和小型蜂窝................................................................ 171
强化的蜂窝间干扰协调....................................................... 175
双连接............................................................................................. 180
物联网和机器对机器............................................................. 182
云无线接入网和网络虚拟化.................................. 183
从LTE到5G，Rysavy Research/5G美洲，2018年8月，第三页
其他未经许可的频谱整合.................................................................. 188
版本6 I-WLAN............................................................................................. 189
版本8 双栈移动IPv6和代理移动IPv6 ....................................... 189
版本11 基于S2a的GTP移动............................................................. 189
多路径TCP................................................................................................... 190
ANDSF............................................................................................................ 190
双向卸载挑战..................................................................... 191
其他集成技术（SIPTO、LIPA、IFOM、MAPCON）............................... 193
热点2.0...................................................................................................... 193
自组织网络（SON）............................................................................ 195
IP多媒体子系统（IMS）............................................................................. 197
广播/组播服务................................................................................. 199
回程............................................................................................................ 200
远程SIM配置...................................................................................... 201
UMTS-HSPA ........................................................................................................ 201
HSDPA ............................................................................................................ 202
HSUPA............................................................................................................ 205
HSPA的演进（HSPA+）................................................................................... 206
高级接收器.......................................................................................... 206
MIMO.............................................................................................................. 207
连续分组连接.......................................................................... 208
高阶调制.................................................................................... 209
多载波HSPA............................................................................................ 209
下行链路多流传输........................................................................ 210
HSPA+吞吐率.................................................................................. 211
UMTS TDD和TD-SCDMA.................................................................................... 215
EDGE/EGPRS....................................................................................................... 216
缩写与首字母缩略词........................................................................220
附加信息................................................................................230
随着2018年第一个5G标准的完成，无线行业在转变人们与世界互动的方式上又迈出了重要的一步。通过支持新类型的应用和灵活使用频谱，包括从前从未在蜂窝系统中使用过的频率，5G将为未来的增强和虚拟现实世界、自动驾驶汽车、智能城市、可穿戴计算机、人工智能，以及一切与之相关的环境和尚未构思的创新提供通信基础。
4G LTE展示了无线技术在支持移动和固定宽带以及物联网（IoT）方面的优势，它为5G大规模增加容量、提高吞吐速度、降低延迟和提高可靠性奠定了基础。5G不会取代LTE，在大多数情况下，至少在20世纪20年代后期，这两种技术将紧密结合并共存。早期部署基于最近完成的第一阶段5G标准，强调增强型移动宽带，将于2018年底开始实施。2019年，随着第一批5G智能手机问世，人们的接受度将加快。完整的5G标准将在2020年初发布，该标准将增加对工业物联网、集成接入和回程（IAB）以及未经许可频谱等项目的支持。正如LTE在这十年中不断发展一样，工程师将继续强化5G。
许多能强化5G的功能都出现在高级形式的LTE中。例如，通过载波聚合，运营商不仅利用其频谱潜力来增强容量和性能，而且该技术也是全新功能的基础，例如在未经许可的频段中运行LTE。
如今掌上电脑的计算能力可与过去的大型计算机相媲美，为直观的操作系统和数百万的应用程序提供了动力。再加上经济实惠的移动宽带连接，这些设备提供了前所未有的实用性，数十亿人正在使用它们。
随着智能手机和其他移动设备使用的长期增长受到人口的限制，创新者开始专注于物联网，其已涵盖了广泛的应用。LTE的增强，5G物联网功能，将连接可穿戴计算机、传感器和其他设备，从而带来更好的健康、经济收益和其他优势。5G不仅解决了大规模的物联网部署问题，而且使应用程序能够依靠超可靠和低延迟的通信，有时称为“关键任务型应用程序”，这在以前是不可能的。
随着首个5G标准的完成，以及定于2018年下半年发布的更完整版本，运营商将最早于2018年底开始部署5G版本。该版本使用LTE作为核心网络（称为非独立版本）。部署工作将在2019年加速，并将持续整个2020年。5G正被设计为与LTE集成，为运营商如何推出5G提供了相当大的灵活性。
确定了5G NR的关键方面，例如无线电信道宽度和OFDMA的使用。版本15中指定的第一个版本支持低延迟、基于波束的信道；具有大量可控天线单元的大规模多输入多输出（MIMO）；可扩展的widt子信道；载波聚合；云无线接入网（RAN）功能；网络切片，并与LTE共存。
光纤密度化数十万个新的小型蜂窝，以支持5G、3.5GHz和LAA，将需要大量的新光纤。然而，计划中的5G功能（例如IAB），并不意味着每个基站都必须有光纤连接，尤其是在mmWave频率下。
包括大规模MIMO和波束成形在内的无线电方案，让我们能够使用6GHz以上的频谱，这在以前的蜂窝网络中是不可行的。6GHz以上的巨大频谱将导致更宽的信道，相应地数据速率加快、容量增加，或者两者兼有之。
LTE已成为全球蜂窝标准，之前分散的无线行业已在全球范围内巩固了LTE，LTE的部署速度比上一代任何无线技术都要快。
随着载波聚合、1Gbps峰值吞吐量、高阶MIMO、扩展未许可频谱容量的多种方法、新的物联网功能、车载通信、包括增强型蜂窝间干扰协调在内的小蜂窝支持（eICIC）、低延迟、自组织网络（SON）功能和多点协调的增强，LTE的功能得到不断的改进。
从机器到机器（M2M）通信发展而来的物联网正在迅速普及，预计在未来10年内将有数百亿个新的联网设备被使用。驱动程序包括改进的LTE支持，如低成本、低功耗的调制解调器，增强的覆盖率，更高的容量和服务层标准化，例如OneM2M。5G物联网支持包括更高的密度、更高的可靠性、更长的电池寿命和网络切片。
行业还开发并正在部署可以在未经许可的频谱中运行的LTE版本，例如未经许可的LTE（LTE-U）、LTE许可辅助接入（LTE-LAA）和MulteFire。NR对未经许可频谱的支持将在5G标准的第16版中实施。
一般而言，频谱，特别是许可频谱对于该行业仍然是至关重要的。
美国即将推出的新频谱包括3.5GHz公民宽带无线电服务（CBRS）和定于2018年11月进行的28GHz的首次5G频谱拍卖，随后将进行24GHz的拍卖。
运营商已经开始安装小型蜂窝，目前已经达到数万个。最终，数十万甚至数百万个小型蜂窝将增加容量，并为有线宽带提供可行的替代方案。该行业正在慢慢克服挑战，包括限制性法规、站点获取、自组织、干扰管理、电源和回程。
网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）工具和架构使运营商能够降低网络成本、简化新服务的部署、缩短部署时间并扩展其网络。一些运营商也在虚拟化无线接入网络，以及寻求一种称为云无线接入网络（云RAN）的相关开发。NFR和云RAN是5G的组成部分。
本文的主要部分涵盖了宽带的转型、无线服务需求的爆炸式增长、5G的路径，包括已完成和计划中的功能、新的LTE创新、支持技术和架构、LTE语音（VoLTE）、Wi-Fi呼叫、LTE公共安全、扩容的选择以及频谱的发展。
附录探讨了下列主题的更多技术层面：3GPP发布、数据吞吐量、延迟、5G、LTE、LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro、HetNets和小型蜂窝、物联网、云RAN、未经许可频谱集成、自组织网络、IP多媒体子系统、广播/组播服务、回程、UMTS/WCDMA、1 HSPA、HSPA、UMTS TDD和EDGE/EGPRS。
