1.2 5G无线增强关键技术总体设计思路

3GPP NR R16版本的演进以R15版本为基础，充分保证了前向兼容性。R16版本没有改变5G NR的基础设计（如调制编码方式、基本的波形、系统基础参数配置、帧结构配置、大规模天线架构、系统接入架构、HARQ机制等），主要的增强聚焦于新功能的引入和对已有特性的持续优化。

从图1-1可以看出，3GPP NR R16版本通过多个项目对R15版本的标准进行全方位的增强，内容涉及时延、速率、可靠性、覆盖方式、接入方式、功耗和应用场景等多个方面。各个项目虽然包含内容多样，但仍然可以体现出一些整体的设计思路，具体如下。

1. 频谱效率持续提升

频谱效率提升是无线网络持续追求的目标。R16的设计中对频谱效率提升最直接的方式是继续提升大规模天线的性能，增强的内容包括信道状态信息反馈、多点协作传输、波束管理、上行满功率传输以及低PAPR参考信号等。在高低频联合部署的系统效率提升方面，R16版本支持了更加多样的载波聚合和双连接方式。在降低开销方面，每个项目的增强中，尽量重用目前的控制信息或者采用更低系统开销的设计，避免增加系统开销，降低频谱使用效率。

2. 更高可靠和更低时延

对超高可靠低时延业务的支持是5G网络的一大优势。NR R15版本支持1ms空口时延和99.999%可靠性，R16版本则以使能更高性能要求为目标，支持更高可靠性（99.9999%）和更低空口时延（0.5～1ms量级），满足电网差动保护、工厂自动化、远程驾驶、智能交通、增强现实和虚拟现实等典型应用场景的性能要求。为实现这一目标，R16中对接入机制、上下行控制信道、数据信道、调度机制、HARQ反馈机制、不同业务复用机制进行了系统增强。

3. 更节能的设计

能耗是5G重要的设计指标，提高5G终端能量效率，可直接延长电池寿命、提升用户体验，对5G网络顺利部署且广泛应用至关重要。在R16标准化过程中，对终端节能进行了重点讨论和设计，进行了从物理层到高层的全面优化。终端节能的设计中不仅考虑了节能的问题，还兼顾了业务性能，通过精细化的设计，在不影响业务体验质量的前提下达到节能的效果。

4. 更灵活的网络部署方式

为提供更高的系统容量，超密集组网是5G的关键技术之一。超密集网络下的接入链路和回传链路，对传输速率及时延都提出了更高的要求。传统无线网络的回传链路大多采用有线电缆或光纤，但是有线回传使用效率低，容易造成投资浪费。为了避免上述问题，3GPP在R16版本引入了无线回传的概念，即回传链路和接入链路使用相同的无线传输技术，共用同一频点，通过时分/频分/空分的方式复用资源。通过该技术的使用支持灵活的自组织传输节点部署，可有效降低部署成本。

5. 多种频谱联合使用

基于R15版本的NR只能运行在授权频谱，授权频谱可以提供高质量的连接。非授权频谱虽然不能像授权频谱一样提供完全受保障的高质量通信，但是5G NR支持非授权频谱的使用仍然可以带来巨大的价值：一方面可使现有的运营商和厂商能够很好地扩展使用现有对4G、5G的无线和核心网络的投资；另一方面也可以扩展未来5G在垂直行业的应用。R16版本通过对接入机制、上下行信道及信号、HARQ机制、调度机制的增强支持了5G NR在非授权频谱的部署。

6. 重点需求定制化增强

5G除数据传输功能外，也支持以定位为代表的重要应用。3GPP在R16阶段完成了基于NR信号进行UE定位的第一个标准版本，弥补了R15标准不支持基于NR信号进行UE定位的不足。R16所定义的目标性能指标包括政策监管的紧急服务定位性能指标和商业应用定位性能指标两类。R16支持的定位精度为米级，可以满足相关业务指标要求。

车联网是5G重要的应用场景之一，支持基于5G NR的车联网也是5G NR标准化的重要演进方向。在NR R15架构下，R16的5G V2X项目重点引入了基于NR的Sidelink设计，重点标准化了发现机制，车联网特有的接入、控制、数据和反馈信道及同步机制。通过系列关键技术的标准化，基于5G NR的车联网可以支持车联网中车辆编队、高级驾驶、外延传感器、远程驾驶四大典型应用，同时可以很好地与基于LTE的LTE-V2X设备与网络联合部署。

NR R16版本虽然标准化了多个项目，但是从标准版本上还是采用统一的标准版本管理。各个项目对标准产生的影响在R16后期统一纳入已有标准中。从NR R16正式发布的标准来看，并不能显式区分标准中哪些内容专门为哪一项业务定义。在实际的部署和业务应用中，不同类型的终端可以根据完整的规范选择必要的特性进行支持。