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近日，5G R17標(biāo)準(zhǔn)宣布凍結(jié)，標(biāo)志著5G第二個(gè)演進(jìn)版本標(biāo)準(zhǔn)正式完成。按照3GPP的計(jì)劃，R18將開始對(duì)5G Advanced進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，開啟了5G標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的第二階段創(chuàng)新，R17作為5G標(biāo)準(zhǔn)第一階段收官之作，具有承上啟下的意義，因此受到業(yè)界高度關(guān)注。
北京時(shí)間6月9日晚上10點(diǎn)零4分，在匈牙利布達(dá)佩斯召開的3GPP RAN第96次會(huì)議圓滿結(jié)束。在本次會(huì)議上，5G R17標(biāo)準(zhǔn)宣布凍結(jié)，標(biāo)志著5G第二個(gè)演進(jìn)版本標(biāo)準(zhǔn)正式完成。按照3GPP的計(jì)劃，R18將開始對(duì)5G Advanced進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，開啟了5G標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的第二階段創(chuàng)新，R17作為5G標(biāo)準(zhǔn)第一階段收官之作，具有承上啟下的意義，因此受到業(yè)界高度關(guān)注。
久違的線下會(huì)議，見證5G標(biāo)準(zhǔn)的又一里程碑
受疫情影響，從2020年初起，3GPP針對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)的工作只能通過線上進(jìn)行，本次會(huì)議是這2年多時(shí)間來首次線下會(huì)議。過去2年中，來自各國標(biāo)準(zhǔn)化專家只能通過郵件和線上會(huì)議軟件形式開展工作，標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)工作遇到非常大的挑戰(zhàn)，而專家們依然能夠不負(fù)眾望，克服了重重困難，按照預(yù)定的時(shí)間完成R17標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，為5G后續(xù)產(chǎn)業(yè)化提供了強(qiáng)大后盾。
5G標(biāo)準(zhǔn)化本身是一個(gè)強(qiáng)度很大的工作，工作強(qiáng)度到了什么地步？此前中國移動(dòng)研究院的一位專家曾經(jīng)描述數(shù)年前可以在線下進(jìn)行討論時(shí)的場(chǎng)景：會(huì)議進(jìn)程可以說是真真正正地將一份時(shí)間掰成三份用。以最近一次美國的RAN1會(huì)議為例，我們的代表頂著16小時(shí)的時(shí)差，在會(huì)場(chǎng)從周一線上線下連軸討論到周五，5天只睡了20個(gè)小時(shí)，實(shí)在是挑戰(zhàn)了體力和腦力的極限！
工作負(fù)荷有多大，5G提交的標(biāo)準(zhǔn)文檔字?jǐn)?shù)可以體現(xiàn)出來。在R16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)之前，有媒體曾將3GPP所有涉及到5G的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，最終的數(shù)據(jù)是什么？3500萬字！平均每篇大約3萬字，有些多的甚至能達(dá)到20多萬字，這些都是標(biāo)準(zhǔn)制定專家們的工作成果。假設(shè)每天讀1萬字，那將所有文檔看完也需要10年時(shí)間。
筆者曾在《一群專家，正在用如此“原始”的通信方式創(chuàng)造最先進(jìn)的5G》一文中引用了標(biāo)準(zhǔn)專家的工作狀態(tài)：“由于3GPP的專家居住在全球不同國家和地區(qū)，時(shí)差的原因不一定能保證同一時(shí)間工作，郵件的處理和討論就存在著時(shí)延，而且效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如面對(duì)面交流。然而，很多專家以7*24小時(shí)的工作模式， 盡量克服時(shí)差和郵件帶來的時(shí)延，為有史以來最低時(shí)延的無線通信技術(shù)做出貢獻(xiàn)。”本身工作負(fù)荷已經(jīng)非常高，再加上線上工作各種不便，可想而知專家們?yōu)榱送瓿蒖17既定目標(biāo)，付出了多大努力。
本次在布達(dá)佩斯召開的3GPP RAN全會(huì)，讓一部分專家現(xiàn)場(chǎng)見證了5G標(biāo)準(zhǔn)又一里程碑誕生。
R17中兩大物聯(lián)網(wǎng)新特性值得關(guān)注
針對(duì)R17版本標(biāo)準(zhǔn)，3GPP RAN全會(huì)副主席、中國移動(dòng)研究院胡南博士在接受人民郵電報(bào)采訪時(shí)對(duì)R17 標(biāo)準(zhǔn)三大特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)解讀，主要包括：
一是商用性能提升。R17在5G規(guī)模商用之后制定，汲取了實(shí)際部署的經(jīng)驗(yàn)和新要求，使標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用形成閉環(huán)。如在uRLLC（超可靠低延遲通信）增強(qiáng)項(xiàng)目中，對(duì)時(shí)延敏感的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的空口同步精度在R16的±540納秒，進(jìn)一步提升到R17的±145納秒至±275納秒，可有效解決工業(yè)控制的同步精度問題。
二是引入新特性。為了進(jìn)一步拓展5G應(yīng)用場(chǎng)景，R17引入了“新終端”“新網(wǎng)絡(luò)”和“新功能”。通過降低終端的帶寬和天線數(shù)目、簡(jiǎn)化雙工傳輸、裁剪協(xié)議流程功能、減少功耗開銷等手段，打造新型輕量級(jí)終端，滿足低成本、低功耗、中等數(shù)據(jù)速率的物聯(lián)需求，可用于工廠傳感、視頻監(jiān)控及可穿戴設(shè)備等多種應(yīng)用場(chǎng)景。天地一體新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的衛(wèi)星天鏈中繼與地面通信相輔相成，共同構(gòu)建空天地一體化立體融合網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供無處不在、無時(shí)不在的通信服務(wù)。
三是探索新方向。5G組網(wǎng)靈活、拓?fù)鋸?fù)雜，傳統(tǒng)網(wǎng)優(yōu)面臨成本高、建模難等問題，需通過人工智能等跨域技術(shù)來解決。3GPP RAN在R17的SON（自組織網(wǎng)絡(luò)）和MDT（最小化路測(cè)）中首次探索了5G與AI的融合，制定了統(tǒng)一的功能框架，為R18 5G+AI標(biāo)準(zhǔn)化奠定了基礎(chǔ)，加速實(shí)現(xiàn)自智網(wǎng)絡(luò)。
胡南博士在“引入新特性”中所提的兩個(gè)新特性舉例，均與物聯(lián)網(wǎng)有密切關(guān)系。其中，第一個(gè)舉例即R17中最備受關(guān)注的RedCap，第二個(gè)舉例則涉及NB-IoT/eMTC支持非地面網(wǎng)絡(luò)。
1、RedCap標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，中高速物聯(lián)網(wǎng)有了專門的5G技術(shù)支持
RedCap (Reduced Capability)可以說是R17中最受關(guān)注的新特性之一，根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)化文檔的描述，RedCap主要應(yīng)用于中高速物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，包括智能可穿戴設(shè)備、工業(yè)無線傳感器和視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)場(chǎng)景，其速率遠(yuǎn)低于eMBB，但高于NB-IoT和eMTC這些低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)。在對(duì)5G NR精簡(jiǎn)化和定制化的基礎(chǔ)上，RedCap形成以下特性：
低成本：通過減少終端帶寬，在Sub 6GHz頻段下其最大帶寬為20MHz；減少終端接收天線和層數(shù)，支持1收或2收，大幅降低5G終端芯片和模組的成本，預(yù)計(jì)RedCap模組成本相對(duì)eMBB可以降低5倍，規(guī)模商用的模組價(jià)格可以與Cat 4相當(dāng)；
大容量和高效共存：通過獨(dú)立初始BWP和非小區(qū)定義的同步信號(hào)工作在5G網(wǎng)絡(luò)上，并與eMBB終端高效共存，充分發(fā)揮5G大帶寬優(yōu)勢(shì)和大系統(tǒng)容量等代際差異；
可選支持更多功能：包括較低時(shí)延、切片、定位、低功耗等能力。
R17標(biāo)準(zhǔn)中，定義了RedCap終端能力，從帶寬、天線數(shù)目、雙工模式、調(diào)制方式、MIMO層數(shù)等方面降低終端復(fù)雜度，支持RedCap終端的早期識(shí)別，DRX增強(qiáng)，RRM測(cè)量放松等。未來，R18將對(duì)其進(jìn)一步進(jìn)行增強(qiáng)，包括在FR1降低終端帶寬至5MHz、降低終端峰值速率，以及能量效率增強(qiáng)和降低功耗，并推進(jìn)支持RedCap終端的定位功能。
不過，RedCap雖然受到業(yè)界熱捧，但其商用之路還很長(zhǎng)。筆者曾在《5G RedCap就快來了！但其全面商用有多難？》一文中從終端成本、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)更新周期、4G退網(wǎng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)等角度進(jìn)行分析，RedCap全面商用還需從長(zhǎng)計(jì)議。
2、NB-IoT/eMTC與衛(wèi)星通信結(jié)合有了全新標(biāo)準(zhǔn)
R17在物聯(lián)網(wǎng)方面的一個(gè)新增特性是NB-IoT/eMTC支持非地面網(wǎng)絡(luò)（Non-Terrestrial Networks, NTN），NB-IoT/eMTC與衛(wèi)星通信融合，將進(jìn)一步拓展低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，值得業(yè)界關(guān)注。
眾所周知，NB-IoT和eMTC作為3GPP陣營的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為海量低功耗、低成本、低速率物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)提供接入服務(wù)，已成為這一領(lǐng)域的主流，尤其是在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)甚至人跡罕至的區(qū)域，NB-IoT和eMTC廣覆蓋的優(yōu)勢(shì)非常明顯。然而，NB-IoT和eMTC需要專門部署基站，偏遠(yuǎn)地區(qū)大量場(chǎng)景不具備基站部署的條件，此時(shí)衛(wèi)星通信就能發(fā)揮作用，NB-IoT、eMTC與衛(wèi)星通信的融合可以完美解決覆蓋難題。
該課題在3GPP RAN第92次線上會(huì)議獲得批準(zhǔn)，NB-IoT/eMTC支持非地面網(wǎng)絡(luò)并非簡(jiǎn)單的做加法，需要大量工作才能實(shí)現(xiàn)雙方融合。R17新增支持NB-IoT和eMTC的NTN，定義NTN整體架構(gòu)，包括定時(shí)和同步機(jī)制，非連續(xù)覆蓋的輔助消息、移動(dòng)管理、饋線鏈路切換等。通過衛(wèi)星上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通過饋線鏈路互連的NTN網(wǎng)關(guān)，可以為NB-IoT/eMTC節(jié)點(diǎn)提供非地面接入，相關(guān)終端通過服務(wù)鏈路能夠訪問NTN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)支持與衛(wèi)星通信的融合并非新鮮事，而是近年來的要給發(fā)展趨勢(shì)，能夠真正為用戶提供無處不再的低功耗接入服務(wù)。例如，過去2年Semtech就發(fā)布了LoRa Edge LR1110和LR1120兩款產(chǎn)品，均支持LoRa與衛(wèi)星通信、定位的融合，為客戶在港口、船舶以及海洋、沙漠等無人區(qū)的場(chǎng)景提供支持。本次R17提供NB-IoT/eMTC支持非地面網(wǎng)絡(luò)新特性，在一定程度上增強(qiáng)了3GPP陣營低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的能力。
伴隨著R17標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，5G產(chǎn)業(yè)鏈在商業(yè)化過程中將形成一些新的驅(qū)動(dòng)力，也將拓展到更多的場(chǎng)景中，期待R17給產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的新變化。
