全球統(tǒng)一的3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)首個(gè)完整版本已完成,將開啟全連接的新時(shí)代
近期世界杯鏖戰(zhàn)正酣,而另一激動(dòng)人心、津津樂道的大事是3GPP全會(huì)批準(zhǔn)了第五代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(5G NR)獨(dú)立組網(wǎng)功能凍結(jié)。加之去年12月完成的非獨(dú)立組網(wǎng)NR標(biāo)準(zhǔn),5G 已經(jīng)完成第一階段全功能標(biāo)準(zhǔn)化工作。3GPP全會(huì)現(xiàn)場,一直為5G產(chǎn)業(yè)默默奉獻(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)主席、專家和代表們信心十足地向全世界宣誓“5G is Reday”。
5G駛?cè)雃MBB黃金時(shí)代
標(biāo)準(zhǔn)的正式發(fā)布意義非凡,國際電信聯(lián)盟ITU定義的5G三大應(yīng)用場景eMBB(增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶), uRLLC(超高可靠低時(shí)延通信),mMTC(海量機(jī)器類通信)正照進(jìn)現(xiàn)實(shí),尤其是當(dāng)前階段的eMBB應(yīng)用撲面而來。eMBB業(yè)務(wù)如AR/VR, 超高清視頻、360全景直播等,可以帶你體驗(yàn)20Gbps的峰值速率,也可以帶你體驗(yàn)隨時(shí)隨地Gbps的室外體驗(yàn),數(shù)百M(fèi)bps的室內(nèi)體驗(yàn)。
5G NR獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)黑科技按照3GPP規(guī)劃,R15標(biāo)準(zhǔn)包括非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)和獨(dú)立組網(wǎng)(SA)兩種。其中,去年12月完成的5G NSA組網(wǎng)方式使用4G基站和4G核心網(wǎng),以4G作為控制面的錨點(diǎn),有利于保護(hù)運(yùn)營商目前的投資。此次完成的獨(dú)立組網(wǎng)(SA)標(biāo)準(zhǔn)不僅使5G NR具備了獨(dú)立部署的能力,也帶來嶄新設(shè)計(jì)思路的端到端全新架構(gòu),降低對4G網(wǎng)絡(luò)的依賴性,更好地支持5G大帶寬、低時(shí)延、大連接等各類業(yè)務(wù),賦能企業(yè)級(jí)客戶和垂直行業(yè)的智慧化發(fā)展,為運(yùn)營商和產(chǎn)業(yè)合作伙伴帶來新的商業(yè)模式,開啟一個(gè)全連接的新時(shí)代。
5G NR關(guān)鍵技術(shù):Massive MIMO(大規(guī)模多天線技術(shù))Massive MIMO通過大規(guī)模天線部署來有效提升系統(tǒng)容量、提高傳輸可靠性、降低單位比特成本、改善覆蓋和保障極佳的用戶體驗(yàn)。
5G NR從起始就支持原生的MU-MIMO(多用戶多入多出),基于此性高性能起點(diǎn),Massive MIMO通過一系列新特性來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)初衷,包括基于波束的DMRS(解調(diào)參考信號(hào))以及SRS(探測參考信號(hào))的優(yōu)化設(shè)計(jì),具體地,5G NR全部利用基于波束的DMRS來進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)以獲得較好的解調(diào)性能,支持最大12正交DMRS天線端口來提升多天線系統(tǒng)空間復(fù)用能力,通過支持可配置DMRS密度和圖樣設(shè)計(jì)來匹配不同5G場景和信道的需求;通過上行Sounding信號(hào)2T4R的天線切換獲得下行信道信息,更多符號(hào)發(fā)送上行探測信號(hào)來提升SRS容量和覆蓋等。
此外,5G NR還通過基于波束的控制信道,基于3D MIMO的類型2(Type II)反饋,預(yù)編碼碼本,以及和更高性能的終端(4接收天線和2發(fā)射天線)配合等方法,提供eMBB場景下完美的性能體驗(yàn)。
5G NR關(guān)鍵技術(shù):上下行解耦技術(shù)C-Band以其難以撼動(dòng)的優(yōu)勢(連續(xù)大帶寬分配帶來的更好的用戶體驗(yàn)、全球基本統(tǒng)一的分配、規(guī)模效應(yīng)降低部署成本)必將成為5G全球部署的第一波主力頻段。
上下行解耦技術(shù)帶來C-band與Sub-3GHz的共站同覆蓋?;谏舷滦薪怦钤诟采w提升以及運(yùn)營商部署成本等方面的優(yōu)勢,它已成為5G NR Rel-15的關(guān)鍵技術(shù)之一。如圖以3.5GHz頻段為例,上下行解耦技術(shù)通過在Sub-3GHz頻段(例如700MHz,800MHz,900MHz,1800MHz等)的上行實(shí)現(xiàn)LTE和NR 3.5GHz上行發(fā)射的資源共享,配合3.5GHz上NR的下行發(fā)射,完美的實(shí)現(xiàn)了大覆蓋和大容量的統(tǒng)一,在解決更高頻段上行覆蓋受限問題的同時(shí)最大化利用了頻譜資源,為C-Band 3.5GHz連續(xù)組網(wǎng),用戶獲得最佳體驗(yàn)鋪平了道路。
借助上下行解耦技術(shù),運(yùn)營商無需通過大量部署站點(diǎn)的方式保證上行覆蓋,可以重用現(xiàn)有無線站點(diǎn)來節(jié)省大量站點(diǎn)部署成本。未來,上下行解耦技術(shù)也將繼續(xù)演進(jìn)用于高頻系統(tǒng)的部署,具有很好的前景。
5G NR關(guān)鍵技術(shù):5G系統(tǒng)同步技術(shù)按照3GPP定義,部署在3.5G頻段的5G系統(tǒng)是TDD(時(shí)分雙工)系統(tǒng)。當(dāng)同一頻帶內(nèi)的多個(gè)TDD網(wǎng)絡(luò)在相同的區(qū)域內(nèi)部署,但沒有有效隔離和協(xié)調(diào)時(shí),發(fā)射機(jī)側(cè)將干擾接收機(jī)側(cè)。干擾主要來自發(fā)射端的帶外和雜散發(fā)射,使接收端靈敏度降低,嚴(yán)重影響系統(tǒng)容量。
多個(gè)運(yùn)營商將在3.5 GHz頻帶中運(yùn)行5G網(wǎng)絡(luò)時(shí),為了避免干擾,一種有效的方法是采用5G網(wǎng)絡(luò)同步操作:要求上行和下行傳輸對齊,即時(shí)隙同步和幀結(jié)構(gòu)同步;如異步操作,工作在3.5 GHz頻帶的80-100 MHz帶寬的異步5G網(wǎng)絡(luò),則需要超過25 MHz的頻率保護(hù)帶以及作用于Massive MIMO天線之外的額外的收發(fā)濾波器來抑制干擾。
考慮到寶貴的頻譜帶寬以及基站設(shè)備的額外成本,建議各國運(yùn)營商在部署TDD網(wǎng)絡(luò)時(shí)采用網(wǎng)絡(luò)同步操作,并協(xié)商一致幀結(jié)構(gòu),通過網(wǎng)絡(luò)同步來避免網(wǎng)絡(luò)之間的干擾。
5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持5G全業(yè)務(wù)5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與4G EPC相比有很大的變化,在標(biāo)準(zhǔn)制定中吸收和借鑒了IT領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn),致力于支持5G全業(yè)務(wù)能力,首先完成eMBB業(yè)務(wù)使能,并持續(xù)演進(jìn)支持URLLC、mMTC等業(yè)務(wù)。
5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu):服務(wù)化架構(gòu)5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)整體采用服務(wù)化的理念設(shè)計(jì),支持網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù)的按需部署,使能靈活的網(wǎng)絡(luò)切片;減少新網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的TTM,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速創(chuàng)新。服務(wù)化架構(gòu)采用組件化、可重用、自包含等原則定義網(wǎng)絡(luò)功能,將各種各樣的網(wǎng)絡(luò)功能抽象為原子化可重用的服務(wù),從而提供靈活的定制能力和強(qiáng)大的可擴(kuò)展性。
5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu):網(wǎng)絡(luò)切片
5G網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)化架構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片,可以根據(jù)不同行業(yè)用戶的需求對網(wǎng)絡(luò)功能/性能進(jìn)行按需定制,使得運(yùn)營商可以在統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)上提供多個(gè)端到端獨(dú)立的邏輯網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)切片可以定制化以提供不同的網(wǎng)絡(luò)功能,特性和覆蓋范圍,滿足eMBB,uRLLC和mMTC等多樣化業(yè)務(wù)需求。
網(wǎng)絡(luò)切片可以實(shí)現(xiàn)資源,安全,管理等不同緯度的隔離以滿足企業(yè),行業(yè)用戶的商業(yè)訴求,為運(yùn)營商提供了新的商業(yè)模式。
5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu):邊緣計(jì)算
邊緣計(jì)算作為5G網(wǎng)絡(luò)原生支持特性,融入到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各方面,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用服務(wù)向網(wǎng)絡(luò)邊緣遷移,實(shí)現(xiàn)服務(wù)內(nèi)容本地化,減少傳輸時(shí)延和對網(wǎng)絡(luò)回傳高帶寬的需求;使能了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的雙向交互,促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的融合來提升服務(wù)水平。邊緣計(jì)算被公認(rèn)為是支持萬物互聯(lián)中不斷涌現(xiàn)的新的業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù),特別是對超低時(shí)延和大帶寬的業(yè)務(wù),例如車聯(lián)網(wǎng),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),VR/AR等。
總結(jié)全球統(tǒng)一的3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)首個(gè)完整版本已完成,全球運(yùn)營商啟動(dòng)商用沖刺模式,聚焦eMBB并構(gòu)建端到端的產(chǎn)業(yè)生態(tài),提供用戶增強(qiáng)移動(dòng)寬帶的極致體驗(yàn);同時(shí),Rel-16使能uRLLC、mMTC業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作將進(jìn)一步完成,5G產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)在全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)下,持續(xù)加強(qiáng)跨行業(yè)協(xié)作,開啟全連接的新時(shí)代。