通信

3GPP通过5G NR标准,隐含哪些技术版图?

字号+ 作者:张小玫&邱舒恬 来源:stpi.narl 2018-07-25 10:39

3GPP批准了5G第二阶段的新计划,也就是R16标准的雏形。该新计划将基于R15的框架上,其中多数会侧重于推广5G发展的新应用,同时也会包含移动宽带的增强


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美国圣地亚哥时间2018年6月13日,3GPP组织在第80次TSG RAN全会正式通过5G NR标准SA(Standalone,独立组网或称独立5G)方案正式完成并发布,也就是说,首个真正完整的国际5G标准正式出炉。
 
本次会议树立了两个重大的里程碑,使我们离5G的梦想更进一步,也就是一个统一连接平台,专为移动装置应用拓展出新服务、新架构,或新频谱的全新5G环境。
 
第一个里程碑:完成独立5G组网(SA,Standalone)的新空中架接界面(或称新射频)(NR,New Radio,也被外界称为务实先行版本的5G)标准。
 
此NR标准由3GPP旗下三个团队:
 
无线接入组(RAN,Radio Access Network)、
系统业务组(SA,System Aspects)
核心网络协议组(CT,Core network & Protocols)协力推出。
 
本标准是去年底制定完成的5G非独立组网(NSA,Non- standalone)新空中接口(New Radio,NR)标准的补充,5G 新空中接口将会搭配LTE(LTE,Long Term Evolution)核心网络使用。这套新标准将开放5G新空中接口与5G核心网络一同投入部署,使端对端特色如「网络切片(Network Slicing)、进阶服务质量(QoS,Quality of Service)等新功能可以流畅的运用。
 
未来一年,还有细节跟错误有待补充或修正,但更重要的是,3GPP及时完成独立组网5G NR标准,证明了3GPP对独立组网和非独立组网的愿景并非痴人说梦、这两种模式已做好在明年(2019)商业化的暖身。
 
第二个里程碑:3GPP批准了5G第二阶段的新计划,也就是R16标准的雏形。该新计划将基于R15的框架上,其中多数会侧重于推广5G发展的新应用,同时也会包含移动宽带的增强。
 
以下摘述5G新计划的重点。
 
一、改良5G NR增强型移动宽带通讯(eMBB,Enhanced Mobile Broadband)
 
定义上来说,5G NR的基础技术其实是R15标准的一部份,3GPP正不断改良核心技术以提供更好的使用者体验。R16标准也将一脉相承,其中大部分的计划都将着重在强化移动宽带,包含5G连接模式下的功耗优化、双连接(DC,Dual Connectivity)、网络干扰管理技术、多输入多输出模型(MIMO,Multi-input Multi-output)与多点传输的改良(主要运用在5G NR及LTE标准)、针对5G NR与LTE移动性能的改善,还有替5G NR打造自建网络(SON,Self – Organizing Network)。上述计划是对非正交多重存取(NOMA,Non-Orthogonal Multiple Access)研究的补充,已开始运行了一段时间。最后,研究人员将初步探索如何在更高的频段(52.5GHz以上)中使用5G NR。
 
二、用于工业物联网的5G NR专用网络与超可靠度和低延迟通讯(URLLC,Ultra-reliable and Low Latency Communications
 
针对5G NR拓展服务到工业物联网(IIoT)、协助未来由无线连接的可重组工厂(指不受限于工厂空间与时间、得随时调整生产线的工厂型态)灵活调节。这些计划的融合将从较基础的层面展开一系列的协助,如使用多点协调技术(CoMP,Coordinated Multi-Point)在低延迟的限制下满足传输的可靠性要求,或能适用5G NR规定及支持智能工厂于工业以太网系统架构。高通曾于2018年MWC大展上首度展示5G NR支持无线工业以太网,其延迟时间可以低于1毫秒。
 
三、5G NR 蜂巢式车联网通讯的进阶应用
 
奠基在5G NR基础上的蜂巢式车联网(C-V2X,Vehicle-to-Everything)将为R16标准带来新的进阶功能,包含自动驾驶的解锁功能等。C-V2X将在产业扮演越来越重要的角色,本次3GPP会议更完善R14及R15标准中对蜂巢式车联网的规范,而这项计划也将研究交通工具之间利用5G NR进行直接通讯的接口定义。
 
四、5G NR免许可频谱上的应用
 
虽然各界早开始研发5G NR在非授权频谱(unlicensed spectrum)的使用,这可能颠覆以前的做法。5G NR技术最初的发展目的在于支持各种频谱类型—包含授权、非授权及共享等三种类型。这个最新的方案将涵盖「授权辅助」(licensed-assisted)状况(与LTE  LAA授权辅助接入类似)、独立组网状况(类似于应用在LTE的MulteFire),并会持续在尚未探索频谱中进行探索进阶空中技术的应用。
 
五、5G 投入海量物联网
 
3GPP已为LTE海量物联网设计好完整的技术蓝图,包含NB-IoT(窄频物联网NB-IoT,Narrow Band Internet of Things)跟增强型机器类通信(eMTC,enhanced Machine-Type Communications)等两项配套型窄频科技。
 
六、5G 播送
 
3GPP已在R14标准完成广电放送的未来定义,即广播将立足于原始的演进式多媒体广播群播服务(eMBMS,Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service)构想,并发展长程演进增强电视服务LTE EnTV(LTE Enhanced TV)。为了对业界展现3GPP的重视,3GPP将于R16标准中再次评估LTE EnTV,并可能进行强化使其达到5G播送的要求。
 
七、5G整合性接取与回传
 
5G NR如何利用接取与回传(5G integrated access and backhaul),目的在于推动网络致密化(为了解决有线回程传输的物理限制),未来这项研发将会在5G的应用扩展中扮演重要角色,特别是像mmWave这种更高频的超高波段上。
 
八、5G 定位技术
 
在R15版5G NR标准已支持基础定位技术,如何将5G NR接口应用在新的垂直市场案例里,我们希望藉由提供更精准的定位来展现定位技术的附加价值。或许,5G定位说不定还能拓展服务到室内空间的定位上。
 
九、5G NR的非地面部署
 
5G能被利用于如低轨道卫星,这种非地面无线电部署上。
 
结语
 
3GPP完成5G NR标准的新里程碑,将引领全球走向下时代电信时代,同时也将推动工业4.0、IoT、AI区块链等技术走向高速又平坦的道路,势必将改变人类的生活环境。然而,接下来还有许多障碍要跨越、许多关卡要克服,就等待各家业者使出看家本领,赢得消费者的心,就赢得天下。










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