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集微网报道(文/张轶群)日前,3GPP 5G Release 17(Rel-17)标准制定工作圆满完成,5G演进第一阶段结束。

作为移动通信行业的创新引领者,高通在5G标准制定演进的过程中,发挥了重要作用,贡献了多项关键技术发明,进一步推动了5G在全球的规模深度普及。

在近日举行的高通“5G技术演进”媒体分享会上,高通公司中国区研发负责人徐晧博士分享了3GPP Rel-17版本的最新技术进展,以及高通在一系列项目中的创新成果。

R17冻结 5G演进第一阶段迎里程碑

如今,5G在全球的发展非常迅速。从商用部署上看,超过205家运营商已经部署了5G商用网络,超过280家运营商正在投资部署5G技术;预计2023年全球5G连接数将超过10亿,比4G获得同样连接数的速度整整快了两年;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2018年,3GPP完成了5G标准的第一个版本Rel-15;之后是5G预商用,从5G正式商用再到目前的大规模商用已经有将近三年的时间,各行各业都出现了很多5G应用,特别是5G手机也已经越来越普及。目前,3GPP已经在标准层面完成了5G标准的第三个版本Rel-17。

徐晧表示,5G标准的第一个版本Rel-15最侧重的还是在增强移动宽带(eMBB)方面的提升。第一个5G版本打下了非常好的基础,它为之后的5G发展提供了整体架构,是5G未来演进的奠基石。

在频谱方面,Rel-15引入了对Sub-7GHz和毫米波的支持。在此之前,业界谈论的大多都是Sub-6GHz,Rel-15将频谱扩展到了Sub-7GHz和毫米波频段;在5G架构方面,Rel-15支持可扩展和向前兼容。

此外,Rel-15还引入了对基础的超可靠低时延通信(URLLC)的支持。URLLC技术在Rel-16/17/18中还在不停演进。引入了eMTC/NB-IoT技术支持的mMTC等。

据徐晧介绍,5G标准的第二个版本Rel-16,推动了5G向行业扩展。Rel-16的一大扩展特性就是引入了对免许可频谱(NR-U)的支持,也就是说除了国家分配给运营商的许可频谱外,在免许可频谱也能支持5G应用,使得5G应用更加灵活。Rel-16还首次引入了NR V2X,此前都是基于LTE的蜂窝车联网(C-V2X)技术,Rel-16引入了面向C-V2X的基于5G NR的直连通信等,这些都是Rel-16中推动5G向垂直行业扩展的全新技术。

此外,Rel-16还支持5G广播以及集成接入与回传(IAB),这些技术在之后的Rel-17版本持续扩展,得到更好、更完善的支持。

“总体来说,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。”徐晧表示。

据徐晧介绍,Rel-17是针对前两个5G标准版本的持续推进。Rel-17支持的扩展特性之一是将毫米波频段扩展到了71GHz,Rel-15中定义的毫米波频段实际上只能到52.6GHz,Rel17将毫米波频段从52.6GHz扩展到71GHz。

Rel-17中第二个比较重要的扩展特性是引入了面向较低复杂度物联网终端的“NR-Light”(即RedCap)。5G智能手机等高性能终端,需要大带宽以及多天线技术的支持;但是像手表等低复杂度终端,不需要那么多功能的支持,Rel-17引入的NR-Light可以将5G NR普及到更低复杂度的物联网终端,同时有利于降低这类终端的能耗和价格。

Rel-17引入的第三个比较重要的全新特性是非地面通信(NTN),也就是卫星通信。Rel-17还支持增强的工业物联网、定位和V2X:Rel-17将之前5G标准版本中的工业物联网技术持续扩展;进一步完善了定位技术,在提高定位精度的同时缩短时延;在V2X方面,Rel-16首次引入了直连通信功能,但仅限于车与车之间的通信,Rel-17则进一步扩展了直连通信功能,支持任意类型的两个终端之间的通信。此外,Rel-17还引入了增强的集成接入与回传(IAB)和射频中继器。

徐晧表示,从技术演进阶段来划分,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,称为第二轮5G创新,或者说是5G Advanced。

R17高通贡献关键技术发明

徐晧表示,5G是在4G技术积累的基础之上发展起来的。高通在移动通信行业已经有超过三十年的投入和技术积累,从2G、3G、4G一直到5G。基于在4G技术的积累,高通很早就开始对奠定5G基础的相关技术的研究,并且持续扩展创新技术。

据徐晧介绍,在Rel-15中,高通的创新贡献了几项关键技术发明:首先是引入移动毫米波,与4G相比,毫米波通过大规模天线技术实现了更高增益;其次是引入先进信道编码,包括LDPC和CRC辅助极化码;第三,还引入了可扩展参数集。上述这些技术的引入,为5G奠定了最基础的技术框架。在之后的Rel-16中,高通还贡献了免许可频谱、先进的节电和移动性、高精度定位、直连通信、关键业务型设计、全新部署模式等技术。

而在Rel-17中,高通主要贡献了五项关键的技术发明:

一是是毫米波扩展。随着通信连接数的增多和对流量需求的增大,向毫米波频段扩展是频谱扩展方面非常重要的趋势。在低频资源紧张的情况下,向更高频段扩展是一个必要趋势。Rel-17将频谱从52.6GHz扩展到了71GHz,同时Rel-17还支持60GHz免许可频段。 

二是引入RedCap(NR-Light)终端,主要面向的是可穿戴设备、传感器和摄像头等较低复杂度的物联网终端,比如摄像头的连接功能主要是支持上传视频,不需要像手机一样支持多样化应用和包括用户交互在内的很多复杂功能;比如传感器,可能只需要将数据传到网络中就可以,不需要支持太多的数据下载;再比如手表,不需要安置太多天线,而是更需要电池续航等方面的增强。

三是终端增强,包含支持一系列增强特性。Rel-17使5G支持从最高复杂度到最低复杂度的一系列5G终端。

四是引入非地面网络(NTN)的支持,主要指卫星通信。目前,我们主要依靠地面的蜂窝网络覆盖实现移动通信,但如果是在非常偏远的地区,或者在海面等蜂窝网络难以覆盖的地区,卫星通信就是很好的覆盖方式。Rel-17引入了一系列关于NTN的技术。

五是引入对拓扑扩展的支持,包括增强的集成接入与回传(IAB)、中继器和面向弱势交通参与者的V2X等。

徐晧表示,Rel-17是5G演进的一个关键里程碑,它的完成意味着5G演进第一阶段的结束。Rel-17支持增强的全新5G系统功能,包括进一步增强的MIMO、覆盖增强、终端节电、频谱扩展、增强的集成接入与回传(IAB)和射频中继器,以及进一步增强的URLLC、企业专网和其它用例。Rel-17还将5G扩展至全新5G终端和应用,包括直连通信扩展,能够实现任意类型两个终端之间的连接,此外还包括支持广播/多播扩展、轻量级的5G NR-Light、非地面网络、增强的精准定位和无界XR研究等。

5G杀手级应用尚需时间孵化

尽管全球5G商用已经有些年头,但从行业观感而言,目前尚未有杀手级的的应用出现,5G创新似乎并未达到预期。

对此,徐晧表示,当每一代移动通信技术商用的时候,杀手级应用都需要一定的时间来酝酿,比如当时做3G的时候,数字通信已经出来了一段时间,智能手机的推出才带来了真正的杀手级应用。从技术侧来说,5G做到了更高的速率、更低的时延和更高的可靠性,杀手级的应用确实需要一定的时间来孵化。

此外,基于5G的技术优势,也看到了很多有潜力的应用。比如包括VR、AR在内的XR应用,在5G的催生下会发展得更好。另外,手机端观看4K或者8K视频直播也是很好的应用,在5G传输的支持下,我们能够观看媒体新闻直播和冬奥会直播的4K或8K的视频。

除此之外,徐晧表示,5G毫米波应用也值得期待,毫米波可以提供更大的带宽和更高的速率,在毫米波的支持下,应用场景会有更多的可能性。

徐晧举例称,一个比较好的应用是5G医疗应用。高通和合作伙伴做了“5G+智慧急救”项目,用5G急救专网支持救护车、数据中心和医院的连接,这样在救护车去医院的路上,患者生命体征、车载OBD和现场音视频数据都能直接回传到卫健委数据中心,从而及时匹配最合适的救治医院,医院也能通过实时获取的信息提前制定抢救方案。

“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。比如,5G可以提供高可靠、低时延的连接,但真正要改变行业中的机器人应用,还是需要有一定的时间来将5G与行业应用做结合。我们现在已经看到有一些应用发挥了5G的高速率、低时延等优势,我们期待着有更多的5G应用产生。”徐晧说。

(校对/Andrew)

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