Rel-17成为关键里程碑,5G进入上半场得分时刻

 

如果你熬夜看过足球比赛,那么上半场的开始阶段大概会是你最容易昏昏欲睡的时候,选手们的摸索试探,导致观众提不起兴致。

这情况同当下的5G有些类似,尽管坐拥eMBB、mMTC、URLLC三大主力,还有赋能千行百业的技术,可依旧在谨慎地“倒脚渗透”。

但是,当上半场的时间进入最后时刻,有经验的球迷一定会睁大双眼,因为一个进球的高峰期正在到来,球员们也想加一把力气带着领先走入更衣室。随着5G Rel-17标准完成第三阶段的功能性冻结,5G的得分时刻也正在迫近,更加精彩的下半场也已初露端倪。

进入上半场得分时刻

回顾通信发展的过往,不得不承认,有时在等待之后会出现巨大惊喜,有人会把这种惊喜称之为“杀手级应用”,如同支持3G网络的手机在推出很长一段时间后,iPhone的出现才开启了整个3G、4G时代的爆发,此前人们对于3G的理解只是能打视频电话和看电视,结果最终却演变为了使用聊天工具和随时分享短视频。

这样的得分时刻绝对称得上惊喜,并让人困意全无,但也绝不能忽视在智能手机爆发前的技术积累,以及相关标准的铺垫。

5G正在不断进行着这样的积累,网络部署发展十分迅速,已经有超过205家运营商部署了5G商用网络,还有超过280家运营商正在投资部署5G技术。

在终端侧,预计在2023年全球5G连接数也将超过10亿。预计2020年到2025年,5G手机出货量将超过50亿,超过1275款5G终端已经发布或正在设计中。

在5G标准上,Rel-15为5G技术演进奠定了一个很好的框架,引入了对Sub-7GHz和毫米波的支持;Rel-16引入对免许可频谱的支持,并新增了全新的直连通信和定位等功能。

高通公司中国区研发负责人徐晧博士表示:

“从技术演进阶段来划分,我们一般将Rel-15/16/17这三个版本称为5G演进的第一阶段;之后的Rel-18/19/20这三个版本,我们称为第二轮5G创新,或者说是5G Advanced。”

显然,5G Rel-17标准正处在5G上半场的最后时刻,也是一个关键的分水岭时刻。

总体上看,Rel-17首先针对前两个5G标准进行了推进,如对于毫米波以及免许可频谱,将毫米波频段从52.6GHz扩展到71GHz。

于此同时,还引入了面向较低复杂度物联网终端的“NR-Light”(即RedCap)、支持增强的工业物联网、定位和V2X,上述种种无疑为5G在垂直行业中扩展注入了新动能。

“我们非常期待5G在垂直领域和其它领域有更多应用,这个落地时间会比较长,因为每个行业都有自己的运转周期,改变这个行业中的产品需要一些时间。”徐晧博士回答媒体关于5G杀手级应用的问题时,也表达了对于未来5G在垂直行业中的期待。

多条“战术”抢占先机

纵观Rel-17标准中不胜枚举的技术升级,如同是足球场上教练员给出技战术升级的指令,甚至有些瓜迪奥拉“有组织的混乱”的风采,新的技术特性多到讲解不过来,复杂度也让不少人短时间内难以理解,但其中却蕴藏线索,并具备不断创造机会,最终完成“得分”的奇迹。

更好的网络无疑是Rel-17中多项技术升级的共同目标,如提升网络覆盖,支持更多终端类型,以及支持在更多垂直行业中的扩展。

在提升网络覆盖方面:

进一步增强的5G大规模MIMO性能,增强的多波束运行将电磁波聚焦在特定方向,实现了更好的毫米波覆盖。

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增强的多波束提升了Layer1、Layer2小区间和小区内的移动性,让用户在一个小区内可以调用两个小区的波束。

上行覆盖能力也得到了增强,以往由于手机发射给基站的信号受到手机功率的限制,所以上行会弱于下行,Rel-17通过提高最大重传次数实现了上行数据信道(PUSCH)增强,又通过编码结合的方式实现了上行控制信道(PUCCH)增强。

Rel-17还正式引入了通过射频中继器或集成接入与回传(IAB)两种新选项,来提升毫米波的网络覆盖。

对非地面网络(NTN)的支持主要就是指卫星通信,实现了对于海洋、高山丛林都更广阔地区的覆盖,也正是更加广域的覆盖,可支持基于CPE的卫星回传通信和与如手机这样的手持设备的直接通信。

在扩展5G支持更多类型终端方面:

NR-Light特性正式引入,专门针对低复杂度的物联网终端,缩窄了带宽,并缩减了天性数量,换来了可以支持更低的发射功率和增强的节电模式,NT-Light终端可以做到1万秒不进行网络连接,减少不必要的能耗。同时,还支持有限的移动性和切换。

eMTC/NB-IoT在5G框架下也得到了增强,并按终端类型划分为最高性能的eMBB/URLLC、支持较低复杂度和功耗的NR-Light,以及支持最低复杂度和对时延不敏感的eMTC/NB-IoT。

Rel-17针对eMTC/NB-IoT这两项技术进行了向上的功能增强,相比4G的eMTC/NB-IoT,进一步提高了这两项技术支持的数据速率。

直连通信也能扩展到全新用例,此前Rel-16实现了5G网络下车与车之间的连接,Rel-17扩展到了任意两个终端之间的连接,比如手机和手机、手机和手表、或者手机和眼镜之间的连接。

Rel-17还进一步满足了XR用例的流量需求,比如往返时间、单向包延迟预算和误包率等。

在支持更多垂直行业扩展方面:

52.6GHz到71GHz频段的许可及免许可频谱的支持,显然给予企业构造5G私有网络更优质的条件,并且还能获得更大的带宽支持,以前的毫米波频段FR2-1能够提供800MHz的带宽,现在FR2-2的带宽可以高达1.6GHz,是之前的2倍,甚至还可以到2GHz。

超可靠低时延通信也得到了增强,该特性也获得兼容免许可频谱的能力,让处在帧结构确定的情况下,无需先听后发。同时还支持终端内复用和优先级排序,在有低时延信令到来时,可以优先该包络,保证URLLC的数据流不受影响。

5G定位能力也得到了演进,精度提升至厘米级,满足商业用例(1米之内)和工业物联网(100毫秒内小于0.2米)的精度要求。定位时延也得到了降低,并支持利用GNSS辅助信息提高5G定位性能和效率。

“Rel-17是5G演进的一个关键里程碑,因为它的完成意味着5G演进第一阶段的结束。”徐晧博士表达了Rel-17标准在5G发展过程中的重要位置。

在此标准中,高通也贡献了几项关键技术发明,包括了上述提到的毫米波扩展、NR-Light、终端增强、NTN、拓扑扩展等。面向未来5G Advanced演进,相关的技术发展方向也已经初露端倪,不仅有令人聚焦的上半场得分,决胜的下半场也已显现。

令人期待的下半场

Rel-18标准的部分研究工作将于2022年第二季度启动,对于5G系统的网络体验,将会继续进行增强,包括更先进的MIMO、移动IAB、演进双工等。

同时,还将开始强化5G和AI的结合,带来增强功能。绿色网络也将成为演进方向,结合碳中和的要求和5G基站节点的需求。

5G还将会扩展至几乎全部终端和用例,无界XR、NR-Light会继续演进,定位与直连通信功能也会进一步扩展。

无人机与卫星通信也会产生关联。

显然,未来5G的演进,将会推动不同领域间的融合。

“实体世界、虚拟世界、数字世界这三个世界之间的交互,通信技术无疑是这三个世界的融合以及元宇宙中最核心的技术之一。”

现有的标准推进也正在揭示6G的发展之路,三个世界的融合将会在6G时代进一步加剧,频谱也会向更高频率探索,AI会发挥更加重要的作用,开始逐步取代更多的通信节点。

Rel-17标准无疑一方面开启了5G上半时的进球时刻,并关乎着下半场的比赛走向,若是突然被“格鲁索立功了”搞得激动万分也不要意外。

甚至正如一支成功球队在杯赛中的稳定战术表现,下一轮的6G赛事中精彩也将会延续。

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