5G R17即将发布,它对5G到底有何影响?

2020-01-06来源: 鲜枣课堂关键字:5G  R17

2018年6月,5G首版标准R15冻结。

 

2020年,5G第二版标准R16也将冻结。

 

接下来,R17标准,将如何定义5G未来?

 

2019年12月,在西班牙锡切斯举行的3GPP RAN第86次全会上,3GPP确定了针对5G R17版本的20多个研究和工作项目,预计将于2021年中或年底完成。

 

那么,这些项目将研究些什么?

 

频谱范围扩到71GHz

 

众所周知,5G NR频谱范围(FR)分为FR1和FR2,其中FR1为410MHz - 7.125GHz,FR2为24.25GHz – 52.6GHz。现在,R17将5G NR的频段范围从52.6GHz扩展到了71GHz。

 

这与ITU的频段划分节奏是一致的,就在11月份,国际电联世界无线电通信会议(WRC-19)为5G确定了更多的频段,包括24.25~27.5GHz、37~43.5GHz、45.5~47GHz、47.2~48.2GHz和66~71GHz。

 

轻量版NR来了

 

大家都知道,NB-IoT和eMTC是简化版、轻量版的LTE,针对低功耗、低成本、低速率、大连接和广覆盖的物联网应用而生。进入5G万物互联时代,也需要一个简化版、轻量版的5G NR,他就是NR-Light。

 

为什么需要NR-Light呢?

 

5G定义了eMBB、uRLLC和mMTC三大场景,eMBB主要针对4K/8K、VR/AR等大带宽应用,uRLLC主要针对远程机器人控制、自动驾驶等超高可靠超低时延应用,而NB-IoT和eMTC将演进为mMTC,主要针对低速率的大规模物联网连接。

 

简单的讲,uRLLC针对的是“高端”物联网应用场景,而mMTC针对的是“低端”物联网应用场景,那么问题就来了,在eMBB、mMTC与uRLLC之间存在的“中端物联网市场”的空白地带谁来解决?

 

比如以5G智能制造为例,只有机器人控制、AI质量检查等应用才需要超大带宽和超低时延的网络能力,而对于工厂内的监控摄像头、大量传感器而言,超大带宽和超低时延可能就是浪费,而NB-IoT/eMTC在时延和带宽能力上又不能满足需求。

 

这个空白地带就是NR-Light的用武之地。

 

 

NR-Light的性能与成本介于eMTC/NB-IoT与NR eMBB/URLLC之间,仅占用10MHz或20MHz带宽,支持下行速率100Mbps,上行速率50Mbps,主要应用于工业物联网传感器、监控摄像头、可穿戴设备等场景。

 

NR-Light主要研究方向包括:

 

•降低UE成本和复杂性

 

•减少UE上下行带宽

 

•减少UE RX天线,包括2RX和1RX

 

•降低基带复杂度

 

•降低UE Tx功率等级

 

•研究进一步提升UE能效的技术

 

•研究RRC IDLE/INACTIVE节电技术,包括空闲模式RRM、寻呼唤醒等

 

•研究基于RRC CONNECTED态的低功耗技术

 

NB-IoT和eMTC通天了

 

记住,5G的梦想是万物互联,是全连接、全覆盖。但要实现这个梦想太难,运营商不得不花很多钱,建很多基站,尤其是偏远山区,建站成本高的吓死人,还几乎没有收入。即使不差钱,海上行驶的船只、空中飞翔的飞机,你怎么去覆盖?

 

最好的办法就是让地面的蜂窝网络“通天”,即与非地面网络(NTN),比如卫星网络融合,打造立体式的广覆盖。

 

 

3GPP R16已经研究5G NR与非地面网络的融合,R17版本将进一步研究NB-IoT/eMTC与非地面网络集成,以支持位于偏远山区的农业、矿业、林业,以及海洋运输等垂直行业的物联网应用。

 

NR覆盖增强

 

NB-IoT/eMTC增强了覆盖能力,可以提升蜂窝物联网的覆盖范围。但一直以来,全球农村地区的eMBB应用一直被忽略。据统计,全球还有近一半的人口不能连接互联网,这个数字鸿沟怎么填?与此同时,5G频段越来越高,单站覆盖范围越来越小,网络覆盖扩展越来越来难。

 

为此,R17将评估5G NR重耕低频段的性能,评估上下行物理信道的覆盖等,研究覆盖增强方案。

 

定位精度提升到厘米级

 

卫星定位在室内无法使用,LTE和WiFi定位技术又不精准,为此,5G在R16版本中增加了定位功能,其利用MIMO多波束特性,定义了基于蜂窝小区的信号往返时间(RTT)、信号到达时间差(TDOA)、到达角测量法(AoA)、离开角测量法(AoD)等室内定位技术,定位精度可达到3-10米。

 

但这样的定位精度对于一些工业物联网应用还不够,比如室内资产追踪、AGV追踪等,为此,R17将进一步把室内定位精准度提升到厘米级,大概是20-30厘米左右。这对于5G使能工业物联网非常重要。

 

XR评估

 

XR指的是扩展现实,其中包括AR、VR和MR(混合现实)。5G边缘计算让云端的计算、存储能力和内容更接近用户侧,使得网络时延更低,用户体验更极致,使能AR、VR和MR等应用。同时,得益于5G低时延、大带宽能力,终端侧的计算能力还可以上移到边缘云,使得VR头盔等终端更轻量化、更省电、更低成本。这种“轻终端+宽管道+边缘云”的模式将砍掉VR/AR昂贵的终端的门槛,摆脱有线的束缚,从而推动XR应用普及。

 

R17将评估这种边缘云+轻量化终端的分布式架构,并优化网络时延、处理能力和功耗等。

 

NR多播和广播服务

 

还记得4G时代吗?3GPP在R9版本定义了eMBMS,也被称为LTE广播(LTE Broadcast)。通过eMBMS,网络可以向小区范围内的多部手机单向广播相同的内容。

 

eMBMS可支持的商业用例包括移动电视直播、视频点播(内容预加载)、广告推送、车载娱乐、公共安全等。当时,一种被称为“Venue casting”的用例被业界广泛看好,它主要应用于体育赛事、演唱会等直播场景。

 

以全球最火的足球比赛直播为例,运营商可以通过eMBMS同时向很多观众的终端设备单向广播视频流,以提升网络资源使用效率,让用户随时随地都能观看高质量的直播;同时,运营商还可以通过预加载和缓存内容、大批量的定制广告等方式,让用户在边观看直播的同时,还能按需实时回放内容、多角度观赛,以及在线视频购物和博彩等。

 

 

▲Venue casting用例

 

随后于2017年,3GPP在R14版本中进一步增强了eMBMS功能,推出了enTV(增强型电视),这一次系统性地定义如何通过移动通信网络广播数字电视内容。

 

但5G NR还不支持多播和广播服务,之前R16只是研究和补充基于LTE的5G地面广播,所以这一次R17开始研究基于5G NR的多播和广播服务了。

 

本次NR多播和广播服务研究主要针对公共安全多播和Venue casting场景。以公共安全多播为例,如遇到突发事件,可以让特定位置的大量用户能够同时接收到警告或通知。

 

INACTIVE态下小数据包传输

 

全称为NR small data transmissions in INACTIVE state。

 

众所周知,4G LTE的RRC状态只有两种:RRC_IDLE和RRC_CONNECTED,5G NR多引入了RRC_INACTIVE。

 

 

在RRC INACTIVE状态下,终端处于省电的睡眠状态,但它仍然保留部分RAN上下文(安全上下文,UE能力信息等),始终保持与网络连接,并且可以通过消息快速唤醒从RRC INACTIVE状态转移到RRC CONNECTED状态。这样做可以减少信令开销,可以快速接入,降低时延,还能更省电。

 

现在R17将支持在INACTIVE状态下就能直接进行小数据包传输,可以最大程度地降低功耗,这对于一些工业物联网应用(比如传感器升级)和智能手机的微信、Whatsapp等聊天应用非常受用。

 

NR Sidelink增强

 

什么是Sidelink?就是传说中的D2D(设备与设备之间直接通信)的增强扩充版,不同于我们熟知的Uplink和Downlink链路,Sidelink是为了支持设备与设备之间直接通信而引入的新链路。

 

车联网技术叫V2X,Vehicle-to-everything,意思是车辆与可能影响车辆的任何实体之间的信息交互。基于蜂窝网络的车联网技术叫C-V2X,包括LTE V2X和NR V2X。

 

C-V2X支持车辆与车辆、车辆与其他设备之间的直接通信和基于蜂窝网络的通信,包括V2N(车辆与网络/云)、V2V(车辆与车辆)、V2I(车辆与道路基础设施)和V2P(车辆与行人)之间的通信。其中,车辆与车辆、车辆与其他设备(V2V,V2I)之间的通信采用PC5接口。在3GPP规范中,Sidelink是指通过PC5接口进行直接通信的术语。

 

 

3GPP早在R13版本就定义了PC5接口,不过,当时只是为了满足公共安全(PS-LTE)的关键任务需求,比如救灾中的对讲通信。到了R14版本,PC5接口扩展应用到LTE V2X技术,即基于LTE系统的V2X服务。

 

进入5G时代,R15又将V2X技术扩展支持5G,即NR V2X。NR V2X补充了4G时代的LTE V2X解决方案,可提供更好的车联网服务。同时也引入了NR Sidelink,以支持车辆与车辆、车辆与路边单元等其他设备之间直接通信。

 

而本次NR Sidelink增强将直接通信的应用场景从V2X扩展到公共安全、紧急服务,乃至手机与手机之间直接通信应用。为了更好的让Sidelink支持新应用,R17将致力于优化Sidelink的功耗、频谱效率、可靠性、时延等。

 

IAB增强

 

IAB,Integrated Access & Backhaul,就是指无线接入和回传集成,其通过无线回传来代替光纤前传/回传,组成无线网状网回传拓扑,从而避免挖沟架线费力地铺设光纤,让基站部署更加灵活、简单、低成本。

 

 

R17的IAB增强致力于提升效率和支持更广泛的用例,比如让网状网拓扑更动态,比如将IAB应用于通信应急抢险。

 

还有…

 

• NR MIMO

 

进一步增强MIMO能力,改善波束赋形和波束管理,并减少相关开销。

 

• NR DSS增强

 

DSS,动态频谱共享,在R16中已进行了大改进。R17将进一步探索更优的跨载波调度。

 

• 进一步增强MRDC

 

MRDC,Multi-Radio Dual Connectivity,该机制可在用户流量下降时快速deactivate不需要的无线发射,从而可节省电量。

 

• NR UE Power Saving Enhancements

 

5G终端耗电和发热是用户最关心的问题之一,3GPP正在研究进一步降低5G设备功耗的办法。

 

• Multi-SIM

 

这是3GPP首次研究支持双SIM卡或多SIM卡的Multi-SIM设备,3GPP将致力于改进Multi-SIM技术,比如一部手机支持多张SIM卡、支持不同的网络时可互不影响。

 

• 其他

 

另外,R17还将研究RAN切片、SON/最小化路测数据收集增强、针对5G不同业务需求的QoE管理和优化、NB-IoT和LTE-MTC增强等项目。

 

好了,介绍完毕,若有遗漏和理解不当之处,感谢留言指正。 

 

关键字:5G  R17 编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/wltx/ic484580.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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