5g标准的3个版本标准已全部完成-凯时尊龙官网

　　【网 行业标准】5g的主要标准组织3gpp在2019年冻结第一个5g的完整版本——r15，随后在2020年7月3日，r16版本冻结，2022年6月9日，3gpp ran第96次会议上，宣布r17版本冻结。至此，5g的首批3个版本标准全部完成。从r18开始，将被视为5g的演进，命名为5g advanced，预计仍然将会有3个版本。
 

　　回顾已经完成的3个标准版本，以及正处于研究中的5g advanced的首个标准版本，我们整理信息做一期综述，供业界参考。
 

　　2015年国际电联无线电通信部门( itu-r)将5g正式命名为imt-2020，并推进5g研究，随后5g成为电信行业主要关注的技术，并在与千行万业融合的过程中，得到了产业界的普遍关注。而在标准层面，5g的主要标准组织3gpp在2019年冻结第一个5g的完整版本——r15，随后在2020年7月3日，r16版本冻结，2022年6月9日，3gpp ran第96次会议上，宣布r17版本冻结。至此，5g的首批3个版本标准全部完成。
 

　　从r18开始，将被视为5g的演进，命名为5g advanced。实际上在这之前，r18的stage1的工作已经开启，并初步给出了stage 2和stage 3的大致时间，预计整个标准工作将在2024年q2完成。
 

　　关于5g advanced的标准演进，预计仍然将会有3个版本，也就是r18、r19、r20。与此同时，关于6g的前期研究工作也在开展，目前还主要处于需求阶段。按照一年半一个标准版本、10年一代标准的速度，预计r21将会成为首个6g的标准版本，将在2028年左右推出。
 

　　r15提供了第一个5g“可用”标准版本
 

　　3gpp 在 2016 年开始启动 5g 需求和技术方案的研究工作中，确定了 5g 三大应用场景，到目前已广为人知。包括：增强移动宽带embb，大规模机器类通信mmtc，超低时延高可靠通信urllc。2017 年启动 r15的标准研究，作为5g 标准的第一个阶段，主要针对embb和部分urllc的场景，满足5g的商用需求。
 

　　r15标准为之后的5g奠定了发展基础，5g相对于4g，其创新性主要体现在以下几个方面：
 

　　新架构：在核心网层面引入了sba架构和sdn技术，可以说首次真正实现了移动通信系统软硬件的解耦，为网络提供了更多的灵活性，同时也能更好的实现其一张物理网络满足不同场景用户需求的“通信即服务caas”目标。
 

　　新技术：包括无线接入网最具创新性的massive mimo技术，是实现其频谱效率和容量密度目标的基础技术；网络切片技术则是一种新型网络架构，在同一个共享的网络基础设施上提供多个逻辑网络，每个逻辑网络服务于特定的业务类型或者行业用户。每个网络切片都可以灵活定义自己的逻辑拓扑、sla需求、可靠性和安全等级，以满足不同业务、行业或用户的差异化需求。运营商通过网络切片可以降低建设多张专网的成本，而且可根据业务需求提供高度灵活的按需调配的网络服务，从而提升运营商的网络价值和变现能力，并助力各行各业的数字化转型。5g mec技术在架构上将5g和边缘计算融合起来，在5g网络边缘提供it服务环境和云计算能力，以满足行业应用本地化部署、高安全管控的要求。
 

　　新服务：首先是通过更灵活的sba架构、端到端网络切片等带来的网络灵活性，以及满足行业客户不同sla、安全性要求的基础能力，提供不同的专网服务，改变了传统专网的建设和运营模式；其次是定义了范围更广、更具灵活性的能力开放架构和网元。
 

　　当然，以上是相当概括的描述，r15相关关键技术，包括网络切片、5g mec等，可以参阅本公众号以前的系列文章。
 

　　r16继续增强5g基础能力
 

　　如果说r15 主要针对 embb场景和部分urllc场景进行了标准制定，那么r16 在 r15 的基础上，进一步完善了 urllc 和 mmtc 场景的标准规范，从而贡献了第一个 5g 完整标准，也是第一个 5g 演进标准。r16持续强化5g能力三角，主要包括以下方面：
 

　　基本功能增强：ran侧增强主要包括mimo增强、移动性增强、集成接入和回传iab、2步随机接入2-step rach、双连接和载波聚合dac、ue节能等。
 

　　业务流程和核心网架构：主要包括服务化架构增强esba、增强smf和upf拓扑etsun、网络切片增强e_ns、5gc接口负载和过载控制lolc、基于服务的接口协议改进等。
 

　　垂直行业能力扩展：主要增强了支持垂直行业组网和专网建设的tsn、5g lan、5g npn等(请参考以前本公众号文章的介绍)，扩展了5g能力三角的urllc，在可靠性和时延上都有增强，5g v2x逐渐完善，增强了无线定位技术，此外对非授权频谱部署5g进行了研究。
 

　　网络自动化运维和智能化：主要通过mdt和层2测量的增强，强化了自组织网络对系统的自优化；对tdd部署5g普遍存在的远端干扰为题提出了凯时尊龙官网的解决方案；重点规定了nwdaf的框架和扩展了应用范围，为大数据和人工智能在网络智能化构建了良好的基础。
 

　　r17强化行业应用能力让5g“好用”
 

　　在r15、r16基础上，r17 进一步从网络覆盖、移动性、功耗和可靠性等方面扩展5g能力基础，将5g拓宽至更多用例、部署方式和网络拓扑结构，作为承上启下的一个标准版本，既“查漏补缺”将5g变得更好用，又引出了一些新的演进方向，将在5g advanced甚至6g中进行研究。
 

　　r17主要在以下方面强化其应用能力：
 

　　massive mimo进一步增强：包括增强的多波束运行、增强的多trp(发射和接收点)部署、增强的八天线srs(探测参考信号)触发或切换、csi(信道状态信息)测量或报告。
 

　　上行覆盖增强：针对sub 7ghz频段、毫米波、非地面网络的多样化部署，为上行控制和数据信道设计引入多个增强特性，包括上行数据通道(pusch2)、上行口控制通道(pusch3)、message 3，尤其是增加了重传次数以提升可靠性，还有跨多段传输和跳频的联合信道估计。
 

　　终端能效增强：为进一步延长终端续航，为处于空闲态/非活跃态模式、连接态模式的终端带来节电增强特性，比如减少非必要的终端寻呼接收、无线链路的终端测量放松，等等。
 

　　iab增强和简单：支持增强的iab(集成接入与回传)，支持同时收发(即空间分离全双工)，可提供高效的5g部署，尤其是毫米波部署。此外，r17还引入了简单中继器(放大和转发中继)，可扩大fdd、tdd的网络覆盖。
 

　　urllc增强：持续优化工业4.0、工业物联网等严苛应用，为urllc(超可靠低时延通信)引入全新增强特性，比如增强物理层反馈、提升免许可频谱兼容性、终端内复用和优先级排序、增强的时间同步、qos网络增强等。
 

　　nr-lite或redcap：为了高效地支持更低复杂度的物联网终端，比如、可穿戴设备、视频摄像头等，将sub 7ghz载波宽度从100mhz)缩窄至20mhz，同时将终端天线数从4根减少到1根或则2根，提升能效的同时，支持redcap终端与其它nr终端共存。nr-light的性能与成本介于emtc/nb-iot与nr embb/urllc之间。
 

　　非地面网络(ntn)：正式引入了面向ntn(非地面网络)的5g nr支持。包含两个不同的项目：一个是面向cpe的卫星回传通信和面向手持设备的直接低数据速率服务，另一个是支持emtc和nb-iot运行的卫星通信。
 

　　d2d支持：基于r16 c-v2x的pc5设计，r17带来一系列全新的直连通信增强特性，比如优化资源分配、节点、全新频段，还将直连通信扩展至公共安全、物联网，以及其它需要引入直连通信中继操作的全新用例。
 

　　nr定位增强：进一步提升了5g定位，以满足厘米级精度等更严苛用例的需求，同时降低定位时延，提高定位效率以扩展容量，实现更优的gnss(全球导航卫星系统)辅助定位性能。
 

　　扩展广播/多播服务：支持独立组网广播增强特性，支持合模式，比如面向独立组网广播，增加支持6mhz/7mhz/8mhz载波带宽，以及通过广播和单播间的同时/动态切换为5g nr定义多播操作。
 

　　xr评估：研究和界定各种类型的xr流量，包括ar、vr、云游戏，为已经确定的xr流量类型定义需求和评估方法，并确定未来r18项目的提升范畴。
 

　　5g advanced描绘5g演进蓝图
 

　　r18作为5g advanced的第一标准版本，已经完成了stage 1的主要工作。
 

　　从这个版本我们也可基本看出其工作的重点有以下方向：
 

　　极致网络：通过空天地一体(ntn atg)、sidelink relay增强、smart repeater、iab增强进一步增强覆盖能力；通过双工演进、上行覆盖增强、massive mimo演进、移动性增强、干扰增强、sidelink增强等项目提升性能；通过xr增强、多播广播业务增强、高精度定位增强等项目扩展业务支持能力。
 

　　智简网络：通过引入人工智能和机器学习增强5g网络智能化程度、son/mdt增强组网和运维能力、qoe增强提升业务体验；同时在满足多样化需求上，进一步增强redcap和nr-lite。
 

　　绿色网络：通过多级网络节能、降低终端能耗(低能耗节能信号、多sim卡增强)、高效使用频谱(多载波增强、动态频谱增强、小包传输增强)等项目，提高5g网络的能效。
 

　　可以遇见，以上三个方向也会是5g advanced的持续研究和工作方向。同时，为了进一步探讨5g advanced的网络技术演进方向，25家运营商、中国信通院、设备厂商、终端厂商等联合发布了《5g advanced网络技术演进白皮书2.0》，我们也对其中的主要技术方向进行了摘要，以供了解参考：
 

　　智能化网络：在nwdaf和mdas框架下，引入机器学习作为为网络智能的基础技术；以认知技术为基础，增强网络运营智能化程度，以实现复杂多样的业务目标；意图驱动网络使得运营商能够定义期望的网络目标。
 

　　行业网融合：主要包括基于5g lan的网络组网互通增强、网络管理增强、网络安全增强等几个方面。
 

　　家庭网融合：重点通过将5g与家庭网络进行融合，以解决家庭场景移动流量高峰的问题。
 

　　天地一体化网络融合：在目前5g网络已支持基站采用5g nr空口制式，允许终端通过卫星基站接入统一5g核心网的基础上，进一步增强其业务承载能力，降低传输时延，以满足更多场景的业务需求。
 

　　交互式通信能力增强：针对云游戏和xr等交互式业务的5qi和qos实现，在5g-advanced阶段，需要ims data channel、分布式服务化融合媒体、通话应用可编程、第三方id可信接入、全新qos机制、增强多媒体数据协同、增强网络能力开放、增强移动性管理和节能机制、xr业务体验保障等技术的支撑。
 

　　确定性通信能力增强：包括增强确定性网络服务的管理与部署能力、度量能力、调度与协同保障能力等，以及tsn增强和时间同步能力增强。
 

　　用户面演进：主要包括upf的按需下沉、按需能力扩展、灵活能力开放等，以强化其除了包转发之外的应用和管理能力。
 

　　网络切片增强：主要包括网络切片的功能进一步演进、智能配置、sla保障，以及与垂直行业的结合。
 

　　定位测距与感知增强：增强核心网独立的感知分析的能力，实现多维多粒度的环境感知和目标感知，满足在目标识别、状态监测等方面的需求，为5g-advanced网络后续通信感知一体化打好基础。
 

　　组播广播增强：包括在单播和广播/组播服务之间灵活和动态地分配资源以改进系统效率和用户体验、采用人工智能技术根据实际用户体验实现高效的资源分配、灵活的终端接入广播服务机制，以及支持用户设备在无需建立空口连接情况下接收组播mbs数据，从而兼顾传输效率和能效，同时考虑支持多plmn的接入网资源共享。
 

　　邻近通信增强：进一步完善5g邻近通信。例如除ue直连基站外，也支持ue通过中继ue连接到基站并接入5g网络，使5g网络有效地提高了ue接入网络的可靠性和数据速率。
 

　　移动算力感知及调度：在网络架构不进行重大调整的前提下，各网络子域可聚焦业务场景分别构建移动算力网络相关能力。
 

　　无源物联网：推动无源通信设备与蜂窝通信设备结合，通过极简网络架构、极简网络协议、轻量化安全认证等技术，不仅可以实现室内外连续覆盖，同时通过网络的管理与协调，实现快速组网，提升网络覆盖，降低系统部署成本，满足物联网终端无源、极低成本和超大规模接入要求。