5G标准—R17

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R17 冻结计划

2021 年 9 月 24 日消息&＃xff0c;3GPP 技术规范组&＃xff08;TSG&＃xff09;刚举办的电子会议 #93-e 预计在 2022 年第一季度完成并冻结有关 Release-17 的技术标准工作&＃xff0c;并确认有望在 2022 年上半年完成并冻结 Release-17 全部标准。

NR 定位增强

卫星定位在室内无法使用&＃xff0c;LTE 和 WiFi 定位技术又不精准&＃xff0c;为此&＃xff0c;5G 在 R16 版本中增加了定位功能&＃xff0c;其利用 MIMO 多波束特性&＃xff0c;定义了基于蜂窝小区的信号往返时间&＃xff08;RTT&＃xff09;、信号到达时间差&＃xff08;TDOA&＃xff09;、到达角测量法&＃xff08;AoA&＃xff09;、离开角测量法&＃xff08;AoD&＃xff09;等室内定位技术&＃xff0c;定位精度可达到 3-10 米。

但这样的定位精度对于一些工业物联网应用还不够&＃xff0c;为此&＃xff0c;R17 将进一步把室内定位精准度提升到厘米级&＃xff0c;大概是 20-30 厘米左右。这对于 5G 使能工业物联网非常重要。

NR-Light

NB-IoT 和 eMTC 是简化版、轻量版的 LTE&＃xff0c;针对低功耗、低成本、低速率、大连接和广覆盖的物联网应用而生。进入 5G 万物互联时代&＃xff0c;也需要一个简化版、轻量版的 5G NR&＃xff0c;就是 NR-Light。

5G 定义了 eMBB、uRLLC 和 mMTC 三大场景

• eMBB 主要针对 4K/8K、VR/AR 等大带宽应用。
• uRLLC 主要针对远程机器人控制、自动驾驶等超高可靠超低时延应用。
• 而 NB-IoT 和 eMTC 将演进为 mMTC&＃xff0c;主要针对低速率的大规模物联网连接。

简单的讲&＃xff0c;uRLLC 针对的是 “高端” 物联网应用场景&＃xff0c;mMTC 针对的是 “低端” 物联网应用场景&＃xff0c;NR-Light 则是针对 “中端” 的物联网市场。

比如&＃xff1a;以 5G 智能制造为例&＃xff0c;只有机器人控制、AI 质量检查等应用才需要超大带宽和超低时延的网络能力&＃xff0c;而对于工厂内的监控摄像头、大量传感器而言&＃xff0c;超大带宽和超低时延可能就是浪费&＃xff0c;而 NB-IoT/eMTC 在时延和带宽能力上又不能满足需求。

NR-Light 的性能与成本介于 eMTC/NB-IoT 与 NR eMBB/URLLC 之间&＃xff0c;仅占用 10MHz 或 20MHz 带宽&＃xff0c;支持下行速率 100Mbps&＃xff0c;上行速率 50Mbps&＃xff0c;主要应用于工业物联网传感器、监控摄像头、可穿戴设备等场景。

NR-Light 主要研究方向包括&＃xff1a;

• 降低 UE 成本和复杂性。
• 减少 UE 上下行带宽。
• 减少 UE RX 天线&＃xff0c;包括 2RX 和 1RX。
• 降低基带复杂度。
• 降低 UE Tx 功率等级。
• 研究进一步提升 UE 能效的技术。
• 研究 RRC IDLE/INACTIVE 节电技术&＃xff0c;包括空闲模式 RRM、寻呼唤醒等。
• 研究基于 RRC CONNECTED 态的低功耗技术。

NR V2X 增强

蜂窝车联网&＃xff08;C-V2X&＃xff09;旨在把车连到网&＃xff0c;以及把车与车、车与人、车与道路基础设施连成网&＃xff0c;以实现车与外界的信息交换&＃xff0c;包括了&＃xff1a;

• V2N&＃xff08;车辆与网络/云&＃xff09;
• V2V&＃xff08;车辆与车辆&＃xff09;
• V2I&＃xff08;车辆与道路基础设施&＃xff09;
• V2P&＃xff08;车辆与行人&＃xff09;
  之间的连接性。

V2X 消息可以通过 Uu 接口在基站和 UE 之间传输&＃xff0c;也可通过 Sidelink 接口&＃xff08;也称为 PC5&＃xff09;在 UE 之间的直接传输&＃xff0c;即&＃xff1a;设备与设备之间直接通信。

为了将蜂窝网络扩展到汽车行业&＃xff0c;3GPP 在 R14 引入了 LTE V2X&＃xff0c;随后在 R15 对 LTE V2X 进行了功能增强&＃xff0c;包括可在 Sidelink 接口上进行载波聚合、支持 64QAM 调制方式&＃xff0c;进一步降低时延等。

进入 5G 时代&＃xff0c;3GPP R16 版本正式开始对基于 5G NR 的 V2X 技术进行研究&＃xff0c;以通过 5G NR 更低的时延、更高的可靠性、更高的容量来提供更高级的 V2X 服务。

R16 版本的 NR V2X 与 LTE V2X 互补和互通&＃xff0c;定义支持 25 个 V2X 高级用例&＃xff0c;其中主要包括四大领域&＃xff1a;

1. 车辆组队行驶&＃xff0c;其中领头的车辆向队列中的其他车辆共享信息&＃xff0c;从而允许车队保持较小的车距行驶。
2. 通过扩展的传感器的协作通信&＃xff0c;车辆、行人、基础设施单元和 V2X 应用服务器之间可交换传感器数据和实时视频&＃xff0c;从而增强 UE 对周围环境的感知。
3. 通过交换传感器数据和驾驶意图来实现自动驾驶或半自动驾驶。
4. 支持远程驾驶&＃xff0c;可帮助处于危险环境中的车辆进行远程驾驶。

R17 V2X 增强将 NR Sidelink 直接通信的应用场景从 V2X 扩展到公共安全、紧急服务&＃xff0c;乃至手机与手机之间直接通信应用。为了更好的让 Sidelink 支持新应用&＃xff0c;R17 还将致力于优化 Sidelink 的功耗、频谱效率、可靠性、时延等。

XR 评估

XR 指的是扩展现实&＃xff0c;其中包括 AR、VR 和 MR&＃xff08;混合现实&＃xff09;。5G 边缘计算让云端的计算、存储能力和内容更接近用户侧&＃xff0c;使得网络时延更低&＃xff0c;用户体验更极致&＃xff0c;使能 AR、VR 和 MR 等应用。同时&＃xff0c;得益于 5G 低时延、大带宽能力&＃xff0c;终端侧的计算能力还可以上移到边缘云&＃xff0c;使得 VR 头盔等终端更轻量化、更省电、更低成本。这种 “轻终端 &＃43; 宽管道 &＃43; 边缘云” 的模式将砍掉 VR/AR 昂贵的终端的门槛&＃xff0c;摆脱有线的束缚&＃xff0c;从而推动 XR 应用普及。

R17 将评估这种 “边缘云 &＃43; 轻量化终端” 的分布式架构&＃xff0c;并优化网络时延、处理能力和功耗等。

NB-IoT/eMTC 与非地面网络集成

5G 的梦想是万物互联&＃xff0c;是全连接、全覆盖。但要实现这个梦想太难&＃xff0c;运营商不得不花很多钱&＃xff0c;建很多基站&＃xff0c;尤其是偏远山区&＃xff0c;建站成本高的吓死人&＃xff0c;还几乎没有收入。即使不差钱&＃xff0c;海上行驶的船只、空中飞翔的飞机&＃xff0c;你怎么去覆盖&＃xff1f;

最好的办法就是让地面的蜂窝网络 “通天”&＃xff0c;即与非地面网络&＃xff08;NTN&＃xff09;&＃xff0c;比如&＃xff1a;卫星网络融合&＃xff0c;打造立体式的广覆盖。

3GPP R16 已经研究 5G NR 与非地面网络的融合&＃xff0c;R17 版本将进一步研究 NB-IoT/eMTC 与非地面网络集成&＃xff0c;以支持位于偏远山区的农业、矿业、林业&＃xff0c;以及海洋运输等垂直行业的物联网应用。

UE 处于 RRC INACTIVE 态下小数据包传输

在 RRC INACTIVE 状态下&＃xff0c;终端处于省电的睡眠状态&＃xff0c;但它仍然保留部分 RAN 上下文&＃xff08;安全上下文&＃xff0c;UE 能力信息等&＃xff09;&＃xff0c;始终保持与网络连接&＃xff0c;并且可以通过消息快速唤醒从 RRC INACTIVE 状态转移到 RRC CONNECTED 状态。这样做可以减少信令开销&＃xff0c;可以快速接入&＃xff0c;降低时延&＃xff0c;还能更省电。

R17 将支持在 RRC INACTIVE 状态下就能直接进行小数据包传输&＃xff0c;可以最大程度地降低功耗&＃xff0c;这对于一些工业物联网应用&＃xff08;e.g. 传感器升级&＃xff09;和智能手机的微信、Whatsapp 等聊天应用非常受用。