5G R17標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，主要講了些啥？

北京時間6月9日晚上10點零4分，3GPP在RAN第96次會議上宣布5G R17標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)。這意味著，5G上半場（R15、R16、R17）的標(biāo)準(zhǔn)已完成，正邁入下半場5G-Advanced（R18、R19、R20）。
那R17主要講了些啥？

頻譜范圍擴(kuò)到71GHz

眾所周知，5G NR頻譜范圍（FR）分為FR1和FR2，其中FR1為410MHz - 7.125GHz，F(xiàn)R2為24.25GHz – 52.6GHz?，F(xiàn)在，R17將5G NR的頻段范圍從52.6GHz擴(kuò)展到了71GHz。

這與ITU的頻段劃分節(jié)奏是一致的，就在11月份，國際電聯(lián)世界無線電通信會議(WRC-19)為5G確定了更多的頻段，包括24.25~27.5GHz、37~43.5GHz、45.5~47GHz、47.2~48.2GHz和66~71GHz。

RedCap來了

大家都知道，NB-IoT和eMTC是簡化版、輕量版的LTE，針對低功耗、低成本、低速率、大連接和廣覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而生。進(jìn)入5G萬物互聯(lián)時代，也需要一個簡化版、輕量版的5G NR，他就是RedCap，即Reduced Capability。

為什么需要RedCap呢？

5G定義了eMBB、uRLLC和mMTC三大場景，eMBB主要針對4K/8K、VR/AR等大帶寬應(yīng)用，uRLLC主要針對遠(yuǎn)程機器人控制、自動駕駛等超高可靠超低時延應(yīng)用，而NB-IoT和eMTC將演進(jìn)為mMTC，主要針對低速率的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)連接。

簡單的講，uRLLC針對的是“高端”物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，而mMTC針對的是“低端”物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，那么問題就來了，在eMBB、mMTC與uRLLC之間存在的“中端物聯(lián)網(wǎng)市場”的空白地帶誰來解決？

比如以5G智能制造為例，只有機器人控制、AI質(zhì)量檢查等應(yīng)用才需要超大帶寬和超低時延的網(wǎng)絡(luò)能力，而對于工廠內(nèi)的監(jiān)控攝像頭、大量傳感器而言，超大帶寬和超低時延可能就是浪費，而NB-IoT/eMTC在時延和帶寬能力上又不能滿足需求。

這個空白地帶就是RedCap的用武之地。

R17版本中的5G RedCap的關(guān)鍵功能：

• 降低設(shè)備復(fù)雜性，從而降低設(shè)備成本

• 改善功耗

• 數(shù)據(jù)傳輸速率至少不低于 LTE Cat-1 標(biāo)準(zhǔn)

R17版本中的5G RedCap的標(biāo)準(zhǔn)用例：

• 工業(yè)傳感器：壓力傳感器、濕度傳感器、溫度計、運動傳感器、加速度計和執(zhí)行器

• 監(jiān)控攝像頭：智慧城市、工廠和其他工業(yè)場所

• 可穿戴設(shè)備：智能手表、電子健康相關(guān)設(shè)備和醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備

NB-IoT和eMTC通天了

記住，5G的夢想是萬物互聯(lián)，是全連接、全覆蓋。但要實現(xiàn)這個夢想太難，運營商不得不花很多錢，建很多基站，尤其是偏遠(yuǎn)山區(qū)，建站成本高的嚇?biāo)廊?，還幾乎沒有收入。即使不差錢，海上行駛的船只、空中飛翔的飛機，你怎么去覆蓋？

最好的辦法就是讓地面的蜂窩網(wǎng)絡(luò)“通天”，即與非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN），比如衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)融合，打造立體式的廣覆蓋。

3GPP R16已經(jīng)研究5G NR與非地面網(wǎng)絡(luò)的融合，R17版本進(jìn)一步研究了NB-IoT/eMTC與非地面網(wǎng)絡(luò)集成，以支持位于偏遠(yuǎn)山區(qū)的農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、林業(yè)，以及海洋運輸?shù)却怪毙袠I(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

NR覆蓋增強

NB-IoT/eMTC增強了覆蓋能力，可以提升蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍。但一直以來，全球農(nóng)村地區(qū)的eMBB應(yīng)用一直被忽略。據(jù)統(tǒng)計，全球還有近一半的人口不能連接互聯(lián)網(wǎng)，這個數(shù)字鴻溝怎么填？與此同時，5G頻段越來越高，單站覆蓋范圍越來越小，網(wǎng)絡(luò)覆蓋擴(kuò)展越來越來難。

為此，R17評估了5G NR重耕低頻段的性能、上下行物理信道的覆蓋等，提出了PUSCH、PUCCH、Msg3覆蓋增強。

定位精度提升到厘米級

衛(wèi)星定位在室內(nèi)無法使用，LTE和WiFi定位技術(shù)又不精準(zhǔn)，為此，5G在R16版本中增加了定位功能，其利用MIMO多波束特性，定義了基于蜂窩小區(qū)的信號往返時間（RTT）、信號到達(dá)時間差（TDOA）、到達(dá)角測量法（AoA）、離開角測量法（AoD）等室內(nèi)定位技術(shù)，定位精度可達(dá)到3-10米。

但這樣的定位精度對于一些工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用還不夠，比如室內(nèi)資產(chǎn)追蹤、AGV追蹤等，為此，R17進(jìn)一步把室內(nèi)定位精準(zhǔn)度提升到厘米級，大概是20-30厘米左右。這對于5G使能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)非常重要。

XR評估

XR指的是擴(kuò)展現(xiàn)實，其中包括AR、VR和MR（混合現(xiàn)實）。5G邊緣計算讓云端的計算、存儲能力和內(nèi)容更接近用戶側(cè)，使得網(wǎng)絡(luò)時延更低，用戶體驗更極致，使能AR、VR和MR等應(yīng)用。同時，得益于5G低時延、大帶寬能力，終端側(cè)的計算能力還可以上移到邊緣云，使得VR頭盔等終端更輕量化、更省電、更低成本。這種“輕終端+寬管道+邊緣云”的模式將砍掉VR/AR昂貴的終端的門檻，擺脫有線的束縛，從而推動XR應(yīng)用普及。

R17評估了這種邊緣云+輕量化終端的分布式架構(gòu)，并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)時延、處理能力和功耗等。

NR多播和廣播服務(wù)

還記得4G時代嗎？3GPP在R9版本定義了eMBMS，也被稱為LTE廣播（LTE Broadcast）。通過eMBMS，網(wǎng)絡(luò)可以向小區(qū)范圍內(nèi)的多部手機單向廣播相同的內(nèi)容。

eMBMS可支持的商業(yè)用例包括移動電視直播、視頻點播（內(nèi)容預(yù)加載）、廣告推送、車載娛樂、公共安全等。當(dāng)時，一種被稱為“Venue casting”的用例被業(yè)界廣泛看好，它主要應(yīng)用于體育賽事、演唱會等直播場景。

以全球最火的足球比賽直播為例，運營商可以通過eMBMS同時向很多觀眾的終端設(shè)備單向廣播視頻流，以提升網(wǎng)絡(luò)資源使用效率，讓用戶隨時隨地都能觀看高質(zhì)量的直播；同時，運營商還可以通過預(yù)加載和緩存內(nèi)容、大批量的定制廣告等方式，讓用戶在邊觀看直播的同時，還能按需實時回放內(nèi)容、多角度觀賽，以及在線視頻購物和博彩等。

▲Venue casting用例

隨后于2017年，3GPP在R14版本中進(jìn)一步增強了eMBMS功能，推出了enTV（增強型電視），這一次系統(tǒng)性地定義如何通過移動通信網(wǎng)絡(luò)廣播數(shù)字電視內(nèi)容。

但5G NR還不支持多播和廣播服務(wù)，之前R16只是研究和補充基于LTE的5G地面廣播，所以這一次R17研究和定義了基于5G NR的多播和廣播服務(wù)。

本次NR多播和廣播服務(wù)主要針對公共安全多播和Venue casting場景。以公共安全多播為例，如遇到突發(fā)事件，可以讓特定位置的大量用戶能夠同時接收到警告或通知。

INACTIVE態(tài)下小數(shù)據(jù)包傳輸

全稱為NR small data transmissions in INACTIVE state。

眾所周知，4G LTE的RRC狀態(tài)只有兩種：RRC_IDLE和RRC_CONNECTED，5G NR多引入了RRC_INACTIVE。

在RRC INACTIVE狀態(tài)下，終端處于省電的睡眠狀態(tài)，但它仍然保留部分RAN上下文（安全上下文，UE能力信息等），始終保持與網(wǎng)絡(luò)連接，并且可以通過消息快速喚醒從RRC INACTIVE狀態(tài)轉(zhuǎn)移到RRC CONNECTED狀態(tài)。這樣做可以減少信令開銷，可以快速接入，降低時延，還能更省電。

現(xiàn)在R17支持在INACTIVE狀態(tài)下就能直接進(jìn)行小數(shù)據(jù)包傳輸，可以最大程度地降低功耗，這對于一些工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（比如傳感器升級）和智能手機的微信、Whatsapp等聊天應(yīng)用非常受用。

NR Sidelink增強

什么是Sidelink？就是傳說中的D2D（設(shè)備與設(shè)備之間直接通信）的增強擴(kuò)充版，不同于我們熟知的Uplink和Downlink鏈路，Sidelink是為了支持設(shè)備與設(shè)備之間直接通信而引入的新鏈路。

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)叫V2X，Vehicle-to-everything，意思是車輛與可能影響車輛的任何實體之間的信息交互。基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)叫C-V2X，包括LTE V2X和NR V2X。

C-V2X支持車輛與車輛、車輛與其他設(shè)備之間的直接通信和基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信，包括V2N（車輛與網(wǎng)絡(luò)/云）、V2V（車輛與車輛）、V2I（車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施）和V2P（車輛與行人）之間的通信。其中，車輛與車輛、車輛與其他設(shè)備（V2V，V2I）之間的通信采用PC5接口。在3GPP規(guī)范中，Sidelink是指通過PC5接口進(jìn)行直接通信的術(shù)語。

3GPP早在R13版本就定義了PC5接口，不過，當(dāng)時只是為了滿足公共安全（PS-LTE）的關(guān)鍵任務(wù)需求，比如救災(zāi)中的對講通信。到了R14版本，PC5接口擴(kuò)展應(yīng)用到LTE V2X技術(shù)，即基于LTE系統(tǒng)的V2X服務(wù)。

進(jìn)入5G時代，R15又將V2X技術(shù)擴(kuò)展支持5G，即NR V2X。NR V2X補充了4G時代的LTE V2X解決方案，可提供更好的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。同時也引入了NR Sidelink，以支持車輛與車輛、車輛與路邊單元等其他設(shè)備之間直接通信。

而本次NR Sidelink增強將直接通信的應(yīng)用場景從V2X擴(kuò)展到公共安全、緊急服務(wù)，乃至手機與手機之間直接通信應(yīng)用。為了更好的讓Sidelink支持新應(yīng)用，R17優(yōu)化了Sidelink的功耗、頻譜效率、可靠性、時延等。

IAB增強

IAB，Integrated Access & Backhaul，就是指無線接入和回傳集成，其通過無線回傳來代替光纖前傳/回傳，組成無線網(wǎng)狀網(wǎng)回傳拓?fù)?，從而避免挖溝架線費力地鋪設(shè)光纖，讓基站部署更加靈活、簡單、低成本。

R17的IAB增強致力于提升效率和支持更廣泛的用例，比如讓網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)涓鼊討B(tài)，比如將IAB應(yīng)用于通信應(yīng)急搶險。

還有…

• NR MIMO

進(jìn)一步增強MIMO能力，改善波束賦形和波束管理，并減少相關(guān)開銷。

• NR DSS增強

DSS，動態(tài)頻譜共享，在R16中已進(jìn)行了大改進(jìn)。R17進(jìn)一步探索了更優(yōu)的跨載波調(diào)度。

• 進(jìn)一步增強MRDC

MRDC，Multi-Radio Dual Connectivity，該機制可在用戶流量下降時快速deactivate不需要的無線發(fā)射，從而可節(jié)省電量。

• NR UE Power Saving Enhancements

5G終端耗電和發(fā)熱是用戶最關(guān)心的問題之一，R17定義了進(jìn)一步降低5G設(shè)備功耗的辦法。

• Multi-SIM

這是3GPP首次研究支持雙SIM卡或多SIM卡的Multi-SIM設(shè)備，3GPP將致力于改進(jìn)Multi-SIM技術(shù)，比如一部手機支持兩張SIM卡、支持不同的網(wǎng)絡(luò)時可互不影響。

• 其他

另外，R17還研究了RAN切片、SON/最小化路測數(shù)據(jù)收集增強、針對5G不同業(yè)務(wù)需求的QoE管理和優(yōu)化、NB-IoT和LTE-MTC增強等項目。

有遺漏和理解不當(dāng)之處，感謝留言指正。