5G前向兼容性
5G在峰值数据速率、峰值频谱效率、UE体验数据速率、移动性、延迟、连接密度、UE和网络能效等主要KPI方面，比前几代移动通信系统提供显著的性能改进。
除此之外，还为2020年及以后IMT的三类使用场景定义了各种部署场景。eMBB部署场景包括室内热点、一般城区、密集城市、农村、偏远农村以及高速列车的超长距离和高速。可以为mMTC和URLLC定义类似或额外的部署场景。
NR的一个要求是支持广泛的服务，这意味着“系统本身应具有足够的灵活性，以满足一系列现有和未来（尚未可知）服务的连通性要求，这些服务可高效部署在单个连续频谱块上”。
因此，需要保证前向兼容性，以适应NR空口的未来增强。5G/IMT-2020的前进方向强调了向前兼容性：
5G-NR前向兼容性将是以最佳方式在不同版本中逐步采用不同功能的关键。
首先，需要明确定义前向兼容性。
NR的前向兼容性应定义为：使用现有或新numerology的服务或功能可以稍后引入，而不会影响早期服务和UE的接入。
为了有效支持前向兼容性，有必要为新无线空口定义一套系统设计原则。
NR的设计应为模块化和动态自适应，以便为未来的增强功能提供向前兼容性。如图1所示，实现这一点的一种方法是，物理信号、物理信道和信令机制在为特定服务/使用场景配置的时频分区内是独立的。
NR空口应该是一个统一的空中接口，可以灵活配置，以便轻松引入新的空口组件，以满足未来新服务/使用场景的要求。
为确保NR的前向兼容性，特定于服务/使用场景的物理层功能（如信号、信道和信令机制）应限制在其灵活配置的时间/频率分区内。应支持在某些服务之间共享一些公共物理层功能。一旦添加了新服务，UE应该能够正常运行，并在UE的系统带宽内占用子载波（如PRB）。因此，NR不需要传输宽带信号和信道。
NR空口的框架设计应具有充分的灵活性，以引入新的分子和框架结构配置，并支持它们与现有的对应物共存。在FDM的情况下，可以通过使用频率局部化波形实现各种numerology的最有效复用。
OFDM是一种性能优良的波形，长期以来被LTE和IEEE 802.11系列系统所采用。然而，研究表明，传统的OFDM波形在满足5G要求时有一些缺点。
包括子载波间隔、CP长度和符号持续时间在内的numerology是固定的。它不可调整以满足服务或使用场景的不同要求。OFDM的子载波间隔必须处理载波间干扰（ICI： inter-carrier interference）的最坏情况，并且不能在相同IFFT处理覆盖的整个带宽上改变。此外，循环前缀（CP：cyclic prefix）的固定长度使其在处理不同信道条件时效率低下。单一固定波形numerology无法满足服务、使用场景和部署场景（移动性和信道条件）的不同要求。
·频谱旁瓣高，导致高带外泄漏。OFDM的波形在频域中没有很好的局部化。它具有显著的频谱旁瓣，通常需要高达总带宽的10%作为保护带，以减少带外泄漏。这使得OFDM在非分段频谱和分段频谱以及支持频域中多种numerology共存方面效率低下。
同样，还应支持在单个连续频谱块上引入新的帧结构配置，以实现未来增强的前向兼容性（例如，新的垂直应用）。因此，必须支持频率局部化波形，以便于在单个连续频谱块内的频域中引入新的分子和帧结构配置。
为了实现低复杂度TRP-TRP和UE-UE干扰消除技术，需要为下行和上行使用相同的波形和相同的子载波到频率映射。除此之外，对于实现低复杂度交叉链路（TRP到TRP和UE到UE）干扰消除，相同的numerology，例如下行和上行的循环前缀长度和子载波间距也非常重要。
低复杂度交叉链路（TRP到TRP和UE到UE）干扰消除的启用还为引入新功能（如联合接入和回程）以及演进的D2D操作铺平了道路，从而有利于前向兼容性。
·联合接入和回程
联合接入和回程设计的频谱效率是一个非常重要的问题。如图3所示，使用相同波形的接入和回程链路可以像MU-MIMO所做的那样容易地在空间上多路复用。因此可以提高频谱效率。
·演进D2D
如图4所示，使用相同波形的侧链（上行链路）和蜂窝链路（下行链路）也可以像MU-MIMO所做的那样容易地在空间上多路复用。这将导致更高的频谱效率。
必须支持下行、上行和侧链波形的统一设计，为引入新功能铺平道路。
特定于服务/使用场景的物理层功能（如信号、通道和信令机制）应限制在其灵活配置的时间/频率分区内。
一旦添加了新服务，UE应该能够正常运行，并在UE的系统带宽内占用子载波（如PRB）。
NR不需要传输宽带信号和频道。
必须支持频率局部化波形，以实现频域中不同numerology的共存。
必须支持下行、上行和侧链波形的统一设计。
