5G R17标准冻结,主要讲了些啥?

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2022-06-18 10:03

2.7k

来源:内容由 导体行业观察(ID:icbank)转载自公众号【网优雇佣军】 ,谢谢。

北京时间6月9日晚上10点零4分,3GPP在RAN第96次会议上宣布5G R17标准冻结。这意味着,5G上半场(R15、R16、R17)的标准已完成,正迈入下半场5G-Advanced(R18、R19、R20)。

那R17主要讲了些啥?

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。


RedCap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RedCap,即Reduced Capability。


为什么需要 RedCap 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 RedCap 的用武之地。




R17版本中的5G RedCap的关键功能:


• 降低设备复杂性,从而降低设备成本

• 改善功耗

• 数据传输速率至少不低于 LTE Cat-1 标准


R17版本中的5G RedCap的标准用例:


• 工业传感器:压力传感器、湿度传感器、温度计、运动传感器、加速度计和执行器

• 监控摄像头:智慧城市、工厂和其他工业场所

• 可穿戴设备:智能手表、电子健康相关设备和医疗监控设备


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版本进一步研究了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评估了5G NR重耕低频段的性能、上下行物理信道的覆盖等,提出了PUSCH、PUCCH、Msg3覆盖增强。


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评估了这种边缘云+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研究和定义了基于5G NR的多播和广播服务。


本次NR多播和广播服务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优化了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进一步探索了更优的跨载波调度。


• 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,R17定义了进一步降低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,比如一部手机支持两张SIM卡、支持不同的网络时可互不影响。


• 其他

另外,R17还研究了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。


有遗漏和理解不当之处,感谢留言指正。


*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


今天是《半导体行业观察》为您分享的第3074内容,欢迎关注。

推荐阅读


台积电最新工艺路线图:2nm正式亮相

全球都在追逐2nm

富士康造芯,撕掉“代工”标签


半导体行业观察

半导体第一垂直媒体

实时 专业 原创 深度


识别二维码 ,回复下方关键词,阅读更多

晶圆|集成电路|设备 |汽车芯片|存储|台积电|AI|封装

回复 投稿 ,看《如何成为“半导体行业观察”的一员 》

回复 搜索 ,还能轻松找到其他你感兴趣的文章!

广告

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2022-06-18 10:03

2.7k
  • 5G
  • 3GPP
  • 用户热评
    打开摩尔芯球APP,查看更多评论

    重大事件及时推送,更流畅的沉浸式阅读体验

    参与评论

    0/200字

    登录后即可发布评论

    发布评论

    上海爱思尔教育科技有限公司

    Copyright©2021 沪ICP备19045314号-3

    沪公网安备 31011502017229号

    请使用浏览器自带的分享按钮,
    将你这篇文章分享出去吧。
    +86
    获取验证码
    登 录

    邮箱登录

    未注册过的用户将直接为你创建摩尔账号