运营商财经网 郭彭琪/文
5G技术演进牵动着全行业的目光,在刚不久举办的一次媒体活动中,高通公司中国区研发负责人徐晧博士全面解读了5G技术的新发展,并详细介绍了高通的5G研发工作进展。
完成Release 17,5G演进第一阶段结束
“全球已经在标准层面完成了5G标准的第三个版本Rel-17,这也代表着5G技术演进第一阶段的圆满结束,而且证明了移动生态系统具有强大韧性,且致力于推动5G向前发展。”从根据徐晧博士的介绍中可以看出,在走过Rel-15和Rel-16后,Rel-17已经完成了绝大部分既定项目。
事实上,Rel-15为5G技术演进奠定了一个很好的框架,引入了对Sub-7GHz和毫米波的支持;Rel-16引入对免许可频谱的支持,并新增了全新的直连通信和定位等功能。Rel-17则为5G系统的多项基础性技术带来更多增强特性,从多个方面推动技术发展,包括容量、覆盖、时延、能效和移动性。
众所周知,Release 17的研究是在2019年12月开始的,受疫情影响,从2020年1月下旬开始,3GPP一直通过线上协作方式开展工作,今年3月下旬,全球5G标准的第三个版本——3GPP Release 17完成第三阶段的功能性冻结(即完成系统设计)。
而Release 17将在哪些关键领域得到提升:
进一步增强的大规模MIMO:Release 17中的这一项目专注于为部分关键技术领域带来增强特性,包括增强的多TRP(发射和接收点)部署和增强的多波束运行,在SRS(探测参考信号)触发或切换,以及CSI(信道状态信息)测量或报告方面带来提升。
覆盖增强:针对Sub-7GHz、毫米波和非地面网络的多样化部署,Release 17为上行控制和数据信道设计引入多个增强特性,比如增加重传次数以提升可靠性,以及跨多段传输和跳频的联合信道估计。
终端节电:为了进一步延长移动终端电池续航,Release 17为处于空闲态/非活跃态模式和连接态模式的终端带来节电增强特性。比如,该特性支持减少非必要的终端寻呼接收,无线链路的终端测量放松以及其它全新功能。
频谱扩展:Release 17中的另一个重要项目就是扩展现有的5G NR设计,从而将毫米波频谱范围从24.25—52.6GHz扩展至高达71GHz,3GPP也称其为FR2-2频段。该特性包括支持全球60GHz免许可频段,助力催生新用例和新部署。
增强的IAB和简单中继器:针对更高效的5G部署,尤其是毫米波部署,Release 17中增强的IAB(集成接入与回传)支持同时收发(即空间分离全双工);此外Release 17还引入了简单中继器(即放大和转发中继),成为具备成本效益的基础设施新选项,帮助扩大FDD和TDD的网络覆盖。
进一步增强的URLLC、企业专网和其它用例:Release 17持续为工业物联网等严苛应用带来更好的支持,为URLLC(超可靠低时延通信)引入全新增强特性,比如增强物理层反馈,提升免许可频谱兼容性,终端内复用和优先级排序等功能。
高通技术创新为Rel-17贡献多项关键技术研究
在此次完成Rel-17标准贡献上,高通公司发挥了重要作用。根据徐晧博士介绍:
第一个是毫米波扩展,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。虽然低频段的覆盖比较好,但是大多数频段资源都已经被利用了,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。Rel-17将频谱从52.6GHz扩展到了71GHz,同时Rel-17还支持60GHz免许可频段。
第二个是引入RedCap(NR-Light)终端,主要面向的是可穿戴设备、传感器和摄像头等较低复杂度的物联网终端,比如摄像头的连接功能主要是支持上传视频,不需要像手机一样支持多样化应用和包括用户交互在内的很多复杂功能;比如传感器,可能只需要将数据传到网络中就可以了,不需要支持太多的数据下载;再比如手表,不需要安置太多天线,而是更需要电池续航等方面的增强。
第三个是终端增强,包含支持一系列增强特性,之后我会与大家详细分享。
第四个是引入非地面网络(NTN)的支持,主要指卫星通信。目前,我们主要依靠地面的蜂窝网络覆盖实现移动通信,但如果是在非常偏远的地区,或者在海面等蜂窝网络难以覆盖的地区,卫星通信就是很好的覆盖方式。Rel-17引入了一系列关于NTN的技术。
第五个是引入对拓扑扩展的支持,包括增强的集成接入与回传(IAB)、中继器和面向弱势交通参与者的V2X等。
未来5G演进动向及6G研究方向
从技术演进阶段来划分,行业一般将Rel-15/16/17这三个版本称为5G演进的第一阶段;之后的Rel-18/19/20这三个版本,称为第二轮5G创新,或者说是5G Advanced。
随着Release 17完成,代表5G演进开启第二个阶段。根据高通专家在博客中提到,3GPP即将展开Release 18的研究工作。Release 18是5G Advanced的首个标准版本,它将开启新一轮无线创新并进一步实现5G愿景。
行业对未来6G标准研究方向的畅想,徐晧也给予了一些重要见解;一是AI未来将会给给移动通信技术研究提供一个全新的方向。比如说传输,输入输出都是图像,中间过程全部用AI来处理,这是非常激进的一种方式,但还是有一定的可行性。
二是全新的无线电设计包括了千兆级的MIMO、毫米波演进、可重配智能超表面、非地面通信等等。
三是可扩展的网络架构,指的是未来的网络架构会更灵活,而且会更多地考虑到AI需要的在边缘计算的能力、以及支持XR分离式渲染的架构,这也是设计6G系统的时候可能会提前考虑到的架构方面的优化。
四是通信系统的可靠性,在设计6G系统的时候就做到更好的多维度信任和开源性,甚至可以考虑用量子通信技术或者是区块链来提高安全性和可靠性。这些都是通往6G的可能的研究方向。
据徐晧表示,可能在2025年左右,行业会开始关于6G标准的讨论,在2028年左右开始推出6G标准,2030年左右开始商用。