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R17冻结:“三新”5G如何理解? 5G R17 5G专网 NTN技术

2022-06-15 20:00:02 网络

标题:R17冻结:“三新”5G如何理解? 5G R17 5G专网 NTN技术

消息 日前,在匈牙利布达佩斯召开的3GPP TSG第96次会议上,3GPP R17标准宣布冻结。作为5G标准的第三个版本,5G R17是5G演进过程中的重要里程碑,其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,总的来看,为了进一步拓展5G应用场景,R17引入了“新终端”“新网络”和“新功能”,那么,“三新”5G又该如何理解?

RedCap:“新终端”基石

总的来看,5G R17引入的主要新技术有Redcap终端、上行覆盖增强、动态频谱共享、多播广播业务、多卡技术、卫星5G网络、卫星NB-IoT物联网、下行1024QAM、定位增强、MIMO技术进一步增强(FeMIMO)、节能增强、URLLC增强、CA/DC增强、辅链路通信增强、无线切片增强等。

其中,Redcap(Reduced Capability)技术最受业界关注,Redcap中文直译“降低能力”,即轻量级的5G终端,主要针对的是带宽、功耗、成本等需求都介于eMBB和LPWA之间的应用,为了缩减NR终端的成本,Redcap支持FR1 20MHz、FR2 100MHz的带宽,接收天线数目减少低至1或2根,调制阶数也由原来的FR1 256QAM必选降为FR1 64QAM。R16/R17终端节能技术进一步降低终端功耗,为了克服低天线数目带来的覆盖问题,Redcap终端也支持R17覆盖增强技术。通过引进separated initial BWP, 可有效实现Redcap终端和non-Redcap终端的友好共存。

RedCap可广泛应用于工厂、矿山、港口、电力、冶金、医疗等丰富行业应用场景,提供高质量的生产管理服务。,预计到2030年全球连接数将达到近百亿。这三大领域对于数据速率的要求远低于eMBB,但又高于NB-IoT、LTE-M等低功耗广域网的要求,因此从技术特性来看,RedCap介于eMBB和LPWA之间,将在网络性能和终端成本上实现均衡。

中国移动研究院首席科学家易芝玲指出,“轻量级”RedCap技术的引入将加速5G面向垂直行业市场和个人消费市场的规模化应用。在行业市场领域,RedCap技术对5G终端功能进行合理裁剪,有效地平衡行业客户在降成本和提性能两方面的双向要求。一方面精准解决5G专网面临的终端成本偏高导致规模化速度不够快的挑战,另一方面相比使用LTE物联技术,行业客户将通过Redcap技术继续享用URLLC、切片、边缘计算等典型5G能力带来的低时延、高可靠、安全隔离、网业协同等网络性能优势。

而在终端节能上,在R16基础之上,R17持续增强了终端节能技术,包括对于连接态终端支持PDCCH skipping和搜索空间组切换技术,进一步优化降低终端监听PDCCH的时机,并支持RLM/BFD测量放松,从而获得终端节能;对于空闲态终端,支持寻呼早指示PEI、临时TRS辅助同步等技术,以优化降低终端检测寻呼信息的功耗。

据华为相关负责人介绍,目前RedCap已获得了多方的关注和大力投入,共同推进快速的商用成熟,包括电力、智慧城市、安防和工业制造等行业推动RedCap在具体应用场景、技术和产品解决方案的定义和适配。

值得一提的是,中国工信部等十部门印发的《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》明确指出,加快弥补产业短板弱项,加快轻量化5G芯片模组的研发及产业化,进一步提升终端模组性价比;实现5G物联网终端用户数年均增长率超200%。

对此,IMT 2020(5G)推进组对RedCap寄予厚望,全力推动产业成熟,计划2022年完成应用场景与关键技术研究、关键技术测试规范制定、开展关键技术测试;2023年面向商用需求,制定终端、系统设备规范及测试规范,开展端到端测试和互操作测试。

非地面通信:“新网络”载体

5G非地面通信其本质就是卫星通信。因其具有覆盖广,不易受地面障碍和攻击等特性,被纳入3GPP有关5G标准的讨论,R17标准特别针对非地面通信与IoT非地面通信的能力进一步增强。

其中,非地面通信 (NR NTN)为解决偏远山区、海上、交通运输等场景的通信问题,将卫星网络等非地面网络与5G融合,实现立体式的网络覆盖。针对卫星波束地面高速移动、卫星高度带来的传播时延、卫星跟地面站连接切换等问题,R17定义了相关技术标准,主要包括上下行时频偏补偿调整、传输时序关系增强、HARQ增强、基于位置的移动性管理增强等。

IoT非地面通信(IoT NTN)主要针对海运、荒野交通、能源采集、农业、环境保护等无法部署基站,或者建网和维护都很不方便的场景,R17首次将NB-IoT/eMTC技术应用到卫星通信,实现天地物联通信,是对现有物联网的一个很好的补充,为真正的全球覆盖物联网提供了支撑。IoT NTN还包括上下行时频偏补偿调整、传输时序关系增强、基于位置的移动性管理增强等。

易芝玲认为,NTN技术为卫星产业与通信产业的融合奠定技术基础,促进卫星网和地面网的融合,将成为空天地一体网的统一技术,一方面助力运营商将移动网络与卫星网的协同部署,扩展运营商在海面、空域、无人区等区域的覆盖,另一方面卫星网通过共享移动网的产业规模,降低其终端和网络成本。

值得一提的是,5G R17引入了多SIM卡优化,面向双卡单通的终端设备,NR首次从标准层面进行规范以提升终端性能,重点解决双卡同时发生寻呼造成的寻呼冲突,以及一卡寻呼和另一卡数据传输的冲突等问题,进一步保障通信质量。

联通研究院无线技术研究中心总监李福昌指出,NTN技术通过空天一体化组网实现全球覆盖,将逐步突破移动通信系统地形地表的限制,扩展到太空、空中、陆地等自然空间,消除地面偏远地区与发达地区的数字鸿沟,促进数字化社会经济的和谐发展。

多播广播业务:“新功能”保障

纵观通信发展历史,无线通信技术在不断地改变人们的沟通和生活。在2G时代,通信主要提供语音和短信,信息获取主要依据传统的媒体。到3G时代,移动网络可以支持一定速率的数据业务,人们开始使用手机浏览网页看新闻,甚至观看视频。到了4G时代,视频和直播业务开始大爆发,这给传统的媒体带来了全新的变化。

得益于5G的超高速和低时延特点,5G可以给用户带来“跨代的视听新体验”。如流畅地无卡顿地观看2K/4K+超高清视频;观看高帧率HFR、高动态HDR的品质视频或可以通过5G多种形式观看云上国际体育赛事。

此次5G R17引入的多播广播业务(MBS)主要针对公共安全、IoT应用、软件投递、TV Video、IPTV、直播带货等场景,比如,当遇到突发事件,可以让特定位置的大量用户同时接收到预警或通知。R17通过架构的建立、支持不同级别的服务、灵活的网络部署和操作、组播/广播空口技术等方式,支持组播/广播和现有单播系统灵活地复用共存。

易芝玲指出,MBS技术实现广播、组播等业务在通信网上的承载,缓解大容量场景下直播业务对网络资源的需求,加速广播行业与通信行业的融合,助力实现两网合一。

总的来看,作为第三个标准版本,5G R17引入了全新特性,将网络覆盖场景从地面拓展到了非地面(NTN),与卫星网络融合,打造立体式的广覆盖。5G R17在eMBB和垂直行业应用上,进一步增强了业务速率、网络覆盖、频谱效率、移动性、功耗、时延等技术指标,并引入对多播广播(MBS)新型业务的支持,引入Redcap新技术丰富了5G 终端类型,商用性能提升、新特性引入和新方向探索三大特点交织汇成了R17标准全貌。

易芝玲指出,R17标准的冻结,全面提升了广大个人消费市场和垂直行业市场对5G技术应用的信心,也增强了通信业界加速R17技术产品化和商用部署的决心。

 
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