受新冠肺炎疫情影響,5G最新版R16/R17標準將延遲發(fā)布,這是否會對目前的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)產(chǎn)生較大影響?新標準在下一個十年將為我們帶來哪些驚喜?
毋庸置疑,5G正在全球快速地進行規(guī)模化部署。迄今為止,全球已有超過45家OEM廠商已經(jīng)或即將宣布推出5G終端,超過50家運營商部署了5G商用網(wǎng)絡(luò),超過345家運營商正在投資5G。從終端角度看,2022年5G手機出貨量預(yù)計將達到7.5億部,全球5G連接數(shù)預(yù)計將從2023年的10億個增長到2025年的28億個。
而在2015年制定的5G標準的第一個版本(Rel-15)中,雖然定義了三大應(yīng)用場景:增強型移動寬帶(eMBB)、關(guān)鍵業(yè)務(wù)型服務(wù)(URLLC)和海量物聯(lián)網(wǎng)(mMTC),而且各項指標都比較激進,要求比4G好10倍以上,包括時延降低1/10、速率增加10倍、網(wǎng)絡(luò)容量增加100倍等。但在實際演進過程中,我們發(fā)現(xiàn)5G NR C-V2X(蜂窩車聯(lián)網(wǎng))/NR-Light等技術(shù)其實并沒有被引入到Rel-15之中。
眾所周知,移動技術(shù)大約每十年完成一次代際演進,每一代移動技術(shù)的標準都建立在前瞻性基礎(chǔ)科技研發(fā)的基礎(chǔ)之上,5G也不例外,Rel-15中基于OFDM的可拓展空口、基于時隙的靈活框架、先進的信道編碼(包括多邊緣LDPC和CRC輔助極化碼)、大規(guī)模天線應(yīng)用以及移動毫米波技術(shù)就是典型代表。
具備前向兼容性,能夠支持未來眾多可能發(fā)生但尚未定義的全新服務(wù),這是5G框架具備的巨大優(yōu)勢之一。在圖3所展示的時間-頻率二維空間中,5G框架在頻域上預(yù)留了空子載波,在時域上預(yù)留了空白時隙。這就好比在寫一本書的時候,預(yù)先留存了一些空白頁,這些空白頁根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置可以放置在任何地方,系統(tǒng)也可以隨時在空白頁上寫上需要的內(nèi)容。與之相類似,通信行業(yè)今后也可以將eMTC和NB-IoT這兩項應(yīng)用非常廣泛的4G海量物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),或者是廣播和C-V2X技術(shù)加入到5G架構(gòu)中。
在舊金山進行的室外毫米波5G網(wǎng)絡(luò)模擬實驗中,Qualcomm發(fā)現(xiàn)利用現(xiàn)有的4G基站實現(xiàn)了62%的毫米波室外覆蓋,網(wǎng)絡(luò)容量提升高達5倍,小區(qū)邊緣突發(fā)速率和中值突發(fā)速率分別達到了320Mbps和1.4Gbps。而在封閉的地鐵站內(nèi),如果把Wi-Fi覆蓋換成LTE小基站或者與5G毫米波進行共址,下行/上行鏈路的覆蓋分別達到了96%和97%,而且下行鏈路的中值突發(fā)速率可以達到4.6Gbps。
從全球范圍來看,在美國,AT&T、T-Mobile、Verizon等主流運營商都已經(jīng)提供了毫米波的商用服務(wù);美國以外,意大利、俄羅斯、韓國、日本、東南亞、澳大利亞、拉美也都有在2020年或2021年部署毫米波的計劃。中國在毫米波試驗和頻譜規(guī)劃上也正在推進,很可能于2021年或之后進行毫米波的部署。
按照之前的規(guī)劃,Rel-16版本在2019年12月結(jié)束物理層階段的工作之后,將在2020年3月結(jié)束第二階段工作,并于6月完成標準凍結(jié)。但受此次疫情影響,3GPP將提交變更請求(CR)的時間從6月推遲至9月,R17的預(yù)定日期也將推遲到2021年12月。不過,Qualcomm中國區(qū)研發(fā)負責人徐晧博士對《國際電子商情》表示,從目前的發(fā)展情況來看,運營商網(wǎng)絡(luò)部署的重點在SA網(wǎng)絡(luò)上,而SA網(wǎng)絡(luò)的覆蓋還需要一段時間。因此,R16規(guī)范的延遲發(fā)布,并不會對目前的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)產(chǎn)生很大影響。
“疫情確實給5G商用帶來了很多不確定性”,徐晧說,雖然目前國內(nèi)的疫情得到了很好的控制,在較短時間內(nèi)能夠復工,但由于疫情在海外許多國家蔓延,使得5G商用的不確定因素增多了,但整體來看,疫情對5G商用的影響是短暫且有限的。
在中國,國家正在力推“新基建”,各地也加快了5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度。網(wǎng)絡(luò)側(cè),根據(jù)運營商公開的信息,中國三大運營商計劃在2020年建設(shè)超過50萬個5G基站。其中,中國移動在2019年底建設(shè)的5G基站總數(shù)為5萬個,截至2020年2月,這一數(shù)字已經(jīng)超過8萬個;中國電信計劃今年上半年要追回受疫情影響的5G建設(shè)計劃;中國聯(lián)通則表示將于今年第三季度完成全年的計劃。
終端側(cè),雖然受疫情影響大部分人仍隔離在家,但全球5G智能手機的發(fā)布卻達到了高峰。數(shù)據(jù)顯示,今年1月,中國市場5G手機出貨量接近550萬部,市場占比26%;而在隨后的2個月內(nèi),國內(nèi)已經(jīng)有數(shù)十家手機廠商及品牌陸續(xù)發(fā)布了5G旗艦智能手機,為消費者帶來了豐富的5G終端選擇。
同時,伴隨著新應(yīng)用的不斷涌現(xiàn),移動連接需求也在不斷增加,這也給5G帶來了不少發(fā)展機遇。根據(jù)工信部的數(shù)據(jù),今年1月至2月,移動互聯(lián)網(wǎng)累計流量達到235億GB,同比增長44.2%;2月戶均移動互聯(lián)網(wǎng)接入流量達到8.88GB,同比增長45.5%。這意味著,疫情期間,消費者對移動互聯(lián)網(wǎng)的需求反而比以前更高了。
盡管Rel-16/Rel-17版本會略有推遲,但這并不會影響人們對于5G NR研發(fā)和未來版本演進的持續(xù)關(guān)注。根據(jù)徐晧的介紹,持續(xù)增強6GHz以下和毫米波通信能力,降低功耗,增加更多對于毫米波波束的增強功能,引入集成接入回傳(IAB)節(jié)點,會是Rel-16的首要任務(wù)。在此基礎(chǔ)上,Rel-16版本還將引入全新的5G免許可頻譜設(shè)計、增強毫米波與中頻段的載波聚合和移動性、支持精準的5G定位、更強的URLLC功能以支持工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和5G廣播,Rel-17則會在上述功能基礎(chǔ)上再進一步增強。
接下來,我們即將看到的,是R16/R17在下一個十年即將為我們帶來的驚喜。在未來的一個XR應(yīng)用場景中,消費者能夠通過XR眼鏡以3D的角度觀看物體,比如在選車時可以實時變換車內(nèi)座椅的顏色。那么,是哪些核心技術(shù)在支持這樣的應(yīng)用呢?
5G三大應(yīng)用場景在一個現(xiàn)代化工業(yè)4.0的車間里都能夠得到體現(xiàn):大量傳感器需要5G海量物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來支持;工作人員佩戴的VR/AR眼鏡和手機終端屬于增強型移動寬帶;自動導引運輸車和工業(yè)機器人需要超可靠低延時,是5G與自動駕駛/工業(yè)制造相結(jié)合的代表。涉及的技術(shù)包括靈活的頻譜分配、超可靠低時延通信(URLLC/協(xié)作多點)、時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)等。
從Rel-16和Rel-17的精準定位來說,Rel-16可以支持在80%的時間實現(xiàn)室內(nèi)3米和室外10米的定位精度,相比目前大多數(shù)定位技術(shù)使用的三點定位法,Rel-16可實現(xiàn)單基站定位;Rel-17在精度方面甚至達到亞米級精度(滿足0.3米以內(nèi)的絕對精度要求),時延降低至10毫秒以內(nèi),可同時支持數(shù)百萬部終端。
此外,5G NR-Light技術(shù)的引進也頗具看點。5G NR-Light基于現(xiàn)有的5G技術(shù),通過采用性能提升的半雙工控制信道設(shè)計,減少終端元器件數(shù)量,從而降低復雜度和成本,提升效率,讓5G NR芯片能夠應(yīng)用到高端可穿戴設(shè)備、智能電網(wǎng)、高級物流跟蹤、健康監(jiān)測等應(yīng)用中,從而與Embb/URLLC、eMTC/NB-IoT共同搭建起面向三個不同層級的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
fqj
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