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2022/6/17 11:11

R17标准宣布冻结:5G毫米波商用迈入新阶段

C114通信网  乐思

C114讯 6月17日消息(乐思)6月9日晚10点零4分,在匈牙利布达佩斯召开的3GPP RAN第96次会议圆满结束。在本次会议上,5G R17标准宣布冻结,标志着5G第二个演进版本(第三个版本)标准正式完成。这不仅意味着5G技术演进第一阶段的圆满结束,而且也证明了移动生态系统具有强大韧性,并为下一步R18及未来版本演进奠定了基础。

业内相关专家表示,如果R15版本是5G技术标准的“毛坯”,那么R16可以理解为“精装”,而R17版本就是“精装”之上的“软装”,起到了点睛添花的效果。

作为一个关键里程碑,R17不仅为5G系统的多项基础性技术带来更多增强及扩展特性,例如工业物联网增强、定位增强、V2X增强、终端节能、覆盖增强、扩展的直连通信功能、非地面通信等,还将毫米波频段扩展到了71GHz,毫米波频段丰富的频谱资源可以有效应对未来移动通信系统的高标准、差异化需求。随着产业链的日益成熟,5G毫米波技术将加速发展,并带动更多的经济增长,为5G应用提供更加广阔的发展空间。

从毛坯到精装:5G逐步走向成熟

从2G 到5G,无线通信标准的发展速度大概是10年/G。在短短2-3年的时间内,5G在全球已经得到了广泛商用。

数据显示,全球已经有210多家运营商部署5G网络,2020到2025年的5G手机销量有望超过50亿部。5G的应用已经远不止是智能手机,而是拓展到了更多的垂直领域,比如车联网、自动驾驶、机械控制、工业制造、能源开发、智能农业、智慧城市等等。

产业发展,标准先行。根据5G的标准路线图,5G标准的发展可以分为两个阶段:前三个版本是第一阶段,Rel-17的功能性冻结代表着5G演进第一阶段的顺利完成。

其中,Rel-15是5G未来演进的奠基石。5G的第一个版本构建了一个灵活的系统架构和可延展的帧结构。这个统一架构可以同时支持中低频(也就是Sub-6GHz)和毫米波频谱。中低频段可以达到好的区域覆盖,而毫米波可以达到极致的峰值速率、更高的网络容量、更低的时延和更高的定位精度。毫米波和Sub-6GHz都是5G的核心技术,能够针对不同的应用场景和需求。

从应用场景来说, Rel-15的重点还是增强型移动宽带技术(例如智能手机应用),而Rel-16和Rel-17最关注的是5G的行业扩展。Rel-16引入了第一个基于5G的车联网技术、基于5G的定位技术,并进一步完善了超可靠低时延URLLC技术标准规范。Rel-16中也引入了免许可频谱技术,更进一步解决频谱资源短缺的问题。对于手机能耗问题,从Rel-16开始,3GPP标准规范中也引入了一系列节能的优化。

基于前两个5G标准版本,Rel-17继续推进行业应用。和5G智能手机和其它高性能终端需要大带宽以及多天线技术的支持不同,像手表等低复杂度终端,不需要那么多功能的支持,也不可能放太多天线,所以Rel-17引入的NR-Light(RedCap)可以将5G普及到更低复杂度的物联网终端,同时降低这类终端的能耗。

Rel-17还引入的另一项重要的全新特性,是非地面通信NTN,也就是卫星通信。同时,Rel-17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,对于增强覆盖和解决自然灾害下的紧急通信提供了更灵活的解决方案。

更为重要的是,Rel-17支持的扩展特性之一是将毫米波频段扩展到了71GHz。同时,从Rel-17开始, 60GHz的免许可频段也会有5G的技术支持, 可使用的带宽和峰值速率又有大幅度提升。未来版本还将支持eMBB之外的全新用例,将毫米波扩展至uRLLC和工业物联网用例,同时还将支持增强定位技术,为广泛用例提供定位性能增强,实现厘米级定位精度。

随着5G标准的不断演进,其商用空间也随之不断拓展。通过R17在商用性能提升、新特性引入和新方向探索等方面的努力,5G将进入更多应用场景,并与人们日常生活和工作产生更紧密的联系。

技术、生态全面发展:毫米波商用可期

正如上文所说,在移动通信领域,每十年就会出现一次代际更迭。然而,在这个周期内,标准、技术却不是静止的,5G的技术和产业的发展也同样遵从阶段性发展特性。

从目前发展阶段来看,包括我国在内的全球运营商普遍部署的是基于5G R15版本的网络。该版本主要面向eMBB大带宽场景设计的,主要是围绕着非硬实时、大带宽业务开展的。这就使得当前的5G网络在支持一些对于时延、可靠性等要求苛刻的垂直行业应用时,多少显得有些“力不从心”。所以,5G要想充分发挥赋能效应,需要不断向前演进。

众所周知,毫米波是5G的重要组成部分,性能已经得到充分验证,商用网络和终端部署持续扩展。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,利用毫米波能够推动各类环境下的多样化连接体验,同时降低每比特成本。虽然低频段的覆盖比较好,但是大多数频段资源都已经被使用了,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。

Release 17将频谱从52.6GHz扩展到了71GHz,同时Release 17还支持60GHz免许可频段。可以看出,毫米波频段的频率资源十分丰富,可以配置极大的系统带宽。目前国内主流的基站设备厂家在毫米波频段已经可以通过载波聚合的方式(4个200MHz或者8个100MHz)实现总共800MHz的系统带宽。再配合以先进的信号处理技术,5G毫米波通信系统可以轻松实现Gbit/s数量级的峰值吞吐率。

2022年4月,中兴通讯联合泰国AIS、高通技术公司宣布完成全球首个基于sub-6G和高频26GHz毫米波的5G高低频双连接测试(NR-DC), 实现了单个UE下行峰值速率8.5Gbps,上行峰值速率2.17Gbps。

纵观全球,毫米波商用进展加速。在底层芯片层面,高通新一代调制解调器与射频系统骁龙X70可实现全球首个毫米波独立组网;MTK的首款毫米波芯片也刚刚问世。从网络设备角度来看,多家主流设备厂商相继完成了IMT-2020 (5G)推进组主导的技术试验,包括5G毫米波基站功能和外场性能测试等项目。在运营商层面,全球45个国家及地区的180家运营商正在投资5G毫米波。全球近200张毫米波网正在组建;除此之外,各国政府也给予毫米波极大的政策支持。

随着5G毫米波解决方案的规模不断扩大以及市场的日益成熟,5G毫米波将实现更加广泛的影响和效益。

目前毫米波全球商用已经逐步展开,各国相继分配频谱,展开商用部署。 在我国,随着载波带宽、帧结构、功率限值等关键指标的逐渐统一和明确以及频谱的规划的有序推进,产业链从设备、终端到测试各个环节日趋成熟完善,毫米波商用指日可待。

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