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R17冻结!中国联通李福昌盘点5G标准演进之路 5G 3GPP R17

2022-06-15 19:36:51 网络

标题:R17冻结!中国联通李福昌盘点5G标准演进之路 5G 3GPP R17

消息 你知道吗?3G的标准是2002年制定发布的,4G的标准是2012年发布的,而5G 标准R15版本在2018年就得以发布,推进速度更快。

但是按照技术演进阶段划分,行业一般将R15/16/17这三个版本称为5G演进的第一阶段。2022年3月份,3GPP就完成了R17的功能性冻结;本次会议则完成了R17 ASN.1协议冻结,这标志着5G技术演进第一阶段(R15/R16/R17)的圆满结束,也预示着5G演进的第二阶段的顺利开启。

与3G、4G时代的多标准并存不同,5G时代全球统一标准已成事实,统一的5G标准有利于统一全球技术创新方向,更能够有效降低企业创新成本,对整个5G产业发展起着巨大推动作用,对全球产业链合力具有重大意义。与此同时,全球统一标准意味着“谁把握了标准主导权,谁就控制了产业发展的制高点”。

从通信标准的发展历程和通信技术的发展速度来看,中国力量在通信标准中的话语权不断扩大。中国联通作为3GPP 5G技术标准的积极参与者,始终坚持着标准引领、技术先行的理念,开展了大量5G网络、终端等国际标准的创新工作。

为详细了解中国联通在5G标准制定过程中的积极贡献,通信世界全媒体记者第一时间采访到中国联通研究院无线技术研究中心总监李福昌,他与所有通信行业从业者一样,十分关注此次R17标准冻结,与此同时,他还基于自己的研究领域,与业界分享了自己的观点与看法。

5G商用仍以R15、R16为主,预计2023年推出R17产品

标准的制定是一个漫长的过程,而从标准制定到产业商用至少需要一年以上的时间。受全球疫情的影响,这个转化时间呈现加长趋势。

据了解,5G R15正式版本于2019年6月冻结,主体是面向消费类市场,如智能手机等产品,拓展和增强其eMBB特性,使用户感受到1Gbps+级别的超高速率体验;5G R16版本于2020年7月正式冻结,在进一步增强其eMBB特性的同时(如多天线技术增强、移动性增强、CA和DC能力增强、终端节能、终端信令优化等),还进一步完善了uRLLC特性,拓展和深化了垂直行业的应用场景。

5G商用三年来,中国联通在5G标准方面积极创新。比如,中国联通与中国电信两个大型运营商开展5G全生命周期网络共建共享属全球首例,拉动了上下游产业链,引领了全球5G发展。为解决5G共建共享难题,中国联通携手中国电信,并联合众多合作伙伴开展协同创新,在5G共享技术、器件、设备、组网、运营等方面取得了重大突破。围绕5G共建共享技术创新,获国家发明专利授权100项、软件著作权10项;牵头3GPP标准20项,牵头CCSA标准40项;5G相关研究成果获得省部级奖励10项。

同时,在3GPP R16 5G标准中,中国联通还牵头2.1GHz频段50MHz带宽的项目,这个首次在FDD频段上拥有连续50M大带宽的项目,是中国联通和中国电信在5G共建共享的深化合作的标志,推动了全球5G网络及终端设备支持FDD大带宽的产业快速发展,并为中国的5G用户提供更优的5G服务体验;R16中,中国联通牵头的NSA FDD+TDD高功率终端标准有效提升3.5GHz网络的上行覆盖能力,为用户带来更好的边缘服务体验。在终端一致性测试标准方面,中国联通也牵头了SA架构下射频一致性的终端标准,进一步推动了5G SA终端产业的成熟。

经过近几年的快速发展,基于R15、R16标准的产品层出不穷。李福昌介绍,目前大部分商用的5G产品主要基于R15版本+R16版本部分功能。总体来看,R16部分功能已经成熟,需要针对不同的应用场景持续完善;R17标准刚刚冻结,目前产业界正积极评估,预计2023年下半年会有相关产品推出。

“5G演进功能的推进要坚持循序渐进的原则,优先实现业务需求迫切、有较大应用价值的新功能、新能力产业化,要避免出现为追求进度而导致研发成本过大却无法分摊进而影响行业发展的情况。”李福昌特别提到。

在李福昌看来,目前产业界可考虑优先推进的能力有以下两大块:一是5G基础能力增强相关功能,包括网络切片能力增强、网络智能化功能、MIMO增强、UE节能、干扰抑制等等;二是垂直行业应用场景广泛的急需功能,着力点在5G专网通用能力建设上,如大上行、5G LAN、高精度定位、uRLLC等通用功能的标准化和产业化进程。

R17版本冻结,增强5G“能力三角”

作为前两个5G标准版本的持续推进,5G R17为多项基础性技术带来了更多增强特性,包括容量、覆盖、时延、能效、移动性。同时,R17支持的扩展特性主要包括:

1. 将毫米波频段从24.25-52.6GHz扩展至高达71GHz;

2. 面向较低复杂度物联网终端引入轻量级的5G NR-Light(即RedCap);

3. 支持非地面网络(NTN),也就是卫星通信;

4. 引入扩展直连通信功能;

5. 引入独立组网广播增强特性和混合模式多播支持;

6. 支持增强的IAB和简单中继器,扩大了FDD和TDD的网络覆盖。

李福昌表示:“R17版本的冻结,将进一步促进5G能力再上新台阶。”

首先,MIMO增强、MR DC/CA技术、毫米波新频段的引入等,将持续提升5G网络容量,可以较好地解决5G发展期随着用户DOU增加导致的容量不足问题,更好的保障5G用户服务体验。

其次,无线切片、uRLLC增强的技术完善,将进一步提升5G赋能垂直行业的能力,uRLLC面向工业IoT、时延敏感通信等业务,构建精确的定时精度和端到端低时延高可靠能力。R17对uRLLC技术进行了持续完善,引入的技术方案包括UE内资源抢占/复用、HARQ-ACK反馈增强、授时传播时延补偿、上行时间同步、UE-UE间时延敏感通信、确定性的QoS增强、时间同步服务、策略及计费控制、5GS确定性应用的存活时间控制、非授权频段uRLLC等等,将进一步推进uRLLC技术的成熟和应用,持续推进高可靠低时延提供能力从20ms到8ms再到4ms的逐步跃升。

再次,RedCAP通过支持较低复杂程度的5G终端,其性能介于NR eMBB与LTE Cat1/Cat1bis间(数据速率~100Mbps),实现了性能和成本之间的平衡,预计会开启物联网业务新蓝海。RedCAP通过支持较低复杂程度的5G终端,其性能介于NR eMBB与LTE Cat1/Cat1bis间(数据速率~100Mbps),实现了性能和成本之间的平衡。其应用范围广泛,可满足低成本、低功耗、中等数据速率的物联需求,主要涵盖工业无线传感器、视频监控和智能可穿戴设备三大场景,预计到2030年全球连接数将达到近百亿。

最后,NTN网络逐步打造以地面网络为依托、以天基网络和空基网络为拓展的立体分层、融合协作的网络,进一步解除人类通信沟通受自然界的束缚,走向“诗和远方”。

中国联通积极参加3GPP R17标准化工作,在3GPP R17牵头NR QoE(用户业务体验)、高功率终端、CP/UP分离架构等国际标准。其中:

l NR QoE构建5G首个基于用户业务质量采集、上报的新机制,为5G网络构建5G新业务端到端业务体验保障的新能力;

l 牵头多项5G FDD频段高功率终端标准立项,解决5G终端提高FDD频段终端发射功率所面临的SAR、MSD等指标能力的创新方案,引领全球5G FDD高功率终端创新技术方案国际标准制定;

l 面向5G架构演进新需求,牵头CP/UP分离架构标准立项,为5G基站灵活部署提供创新解决方案。

R18瞄准5G-Advanced,拓展5G“能力三角”

随着R17标准的冻结,3GPP也启动了面向R18的标准制定工作。在李福昌看来,随后的R18/19等版本,被称为5G演进的第二阶段,即为5G Advanced阶段。

R18是5G-Advanced第一个重要版本,重点布局5G网络演进技术,兼顾5G网络功能增强、前沿新技术研究。总体来看,5G-Advanced在ITU定义的5G三大标准场景eMBB、mMTC、uRLLC基础上,进一步进行了深入的增强和扩展,新增了新场景,将5G的“能力三角”不断拓展,可以极大地丰富5G产业空间。

从技术领域看,R18主要技术包括低复杂度RedCAP增强、NR场景的XR增强,NR QoE增强、5G网络节能方案、非地面网络增强(NTN)、IoT接入非地面网络、NR全双工新技术研究等等,多方位地提升5G场景能力。

据李福昌介绍,R18立项工作于2021年启动,在本次会议上基本完成R18立项的全部工作,总计40余个R18立项课题。按照3GPP的后续工作计划,R18版本预计2024年初冻结ASN.1;2024年Q2开始R19标准制定。

面向2025演进,中国联通在2021年3月份完成并发布了弹性空口(CUBE-FLEX AIR)3.0技术白皮书,明确了“泛在”“弹性”“智能”“绿色”四大演进理念和“泛在连接”、“弹性敏捷”、“体验确定”、“智能自治”、“绿色至简”、“云化开放”六大技术路线,制定5G-Advanced技术演进路标。未来,中国联通将结合用户5G用户和业务需求,持续推进5G-Advanced技术演进,重点聚焦在5G上行能力提升、高精度定位技术、高可靠低时延技术等。

在5G上行能力提升方面,中国联通创新推出了“智享大上行”技术方案,通过灵活时隙、载波聚合、eMIMO增强、全频谱上下行解耦和TDD全上行等方面的技术增强打造上行“千兆”网络能力。2021年7月,在大湾区富士康工厂落地智享大上行方案,在300MHz的带宽下,上行容量可达5Gbps,成功实现多路8K高清视频回传,满足行业大上行需求。后续围绕上行载波聚合、TX上行选择发射功能、上行高功率终端功能等持续提升用户体验。

在高精度定位方面,中国联通持续推进3GPP R16定位增强技术创新应用,并联合推进R17/R18定位增强标准化,持续提升5G定位精度。在产业合作方面,在宝马工厂开展5G定位试点与示范,实测90%的位置5G定位精度可达到2~3米,为叉车位置跟踪、自动化调度、电子围栏、监控车辆安全准入等业务提供定位服务;在美的工厂首次实现1米的定位精度。后续将重点打造高精度的通用能力,推进高精度定位的产业化进程。

在高可靠低时延技术方面,循序渐进推进网络提供能力。uRLLC是5G三大主要应用场景之一。3GPP通过R15/R16/R17三个演进版本,定义了uRLLC场景和关键性指标,对uRLLC关键技术开展研究。中国联通将持续依托标准化工作、国家重大课题项目和现网试点,与国内相关科研单位合作,持续推进高可靠低时延提供能力从20ms到8ms到4ms的逐步跃升。

中国联通非常深入参与3GPP国际标准制定,非常密切参与R18技术需求、立项课题的讨论。未来,中国联通将更加紧密参与R18国际标准制定,在中国联通牵头项目NR QoE(用户业务质量)增强等R18重点项目保持研发资源投入;另外也积极参加XR增强、智能节能、垂直行业能力增强、非地面网络等标准化制定,加快推动R18标准成果在现网商用落地,为我国各行业数字化转型提供更加强大的5G网络新生态新能力。

对于未来5G技术如何快速与产业融合发展,李福昌建议,5G要结合用户和业务的需求和疼点,持续提升差异化的网络服务能力,以满足千行百业5G应用需求。

具体来讲,一是加强5G融合标准制定,聚焦矿山、港口、石油化工等行业,基于R16/R17网络能力,推进5G行业融合标准研究与制定,引领行业发展;二是充分收集业务需求,产业相关方一起协同推进3GPP R18相关标准化工作,做好准制定过程中的“大合唱”;三是加强新技术预研,针对高频通信、通感融合、智能超表面、空天地网络融合等领域,加强技术储备,推动预研和原型验证,为5G-Advanced长期演进和6G技术演进储备技术基础。

 
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