5G R17標準凍結，主要講了些啥？

北京時間6月9日晚上10點零4分，3GPP在RAN第96次會議上宣佈5G R17標準凍結。這意味著，5G上半場(R15、R16、R17)的標準已完成，正邁入下半場5G-Advanced(R18、R19、R20)。

那R17主要講了些啥?

頻譜範圍擴到71GHz

眾所周知，5G NR頻譜範圍(FR)分為FR1和FR2，其中FR1為410MHz - 7.125GHz，FR2為24.25GHz – 52.6GHz。現在，R17將5G NR的頻段範圍從52.6GHz擴充套件到了71GHz。

這與ITU的頻段劃分節奏是一致的，就在11月份，國際電聯世界無線電通訊會議(WRC-19)為5G確定了更多的頻段，包括24.25~27.5GHz、37~43.5GHz、45.5~47GHz、47.2~48.2GHz和66~71GHz。

RedCap來了

大家都知道，NB-IoT和eMTC是簡化版、輕量版的LTE，針對低功耗、低成本、低速率、大連線和廣覆蓋的物聯網應用而生。進入5G萬物互聯時代，也需要一個簡化版、輕量版的5G NR，他就是RedCap，即Reduced Capability。

為什麼需要RedCap呢?

5G定義了eMBB、uRLLC和mMTC三大場景，eMBB主要針對4K/8K、VR/AR等大頻寬應用，uRLLC主要針對遠端機器人控制、自動駕駛等超高可靠超低時延應用，而NB-IoT和eMTC將演進為mMTC，主要針對低速率的大規模物聯網連線。

簡單的講，uRLLC針對的是“高階”物聯網應用場景，而mMTC針對的是“低端”物聯網應用場景，那麼問題就來了，在eMBB、mMTC與uRLLC之間存在的“中端物聯網市場”的空白地帶誰來解決?

比如以5G智慧製造為例，只有機器人控制、AI質量檢查等應用才需要超大頻寬和超低時延的網路能力，而對於工廠內的監控攝像頭、大量感測器而言，超大頻寬和超低時延可能就是浪費，而NB-IoT/eMTC在時延和頻寬能力上又不能滿足需求。

這個空白地帶就是RedCap的用武之地。

R17版本中的5G RedCap的關鍵功能：

• 降低裝置複雜性，從而降低裝置成本

• 改善功耗

• 資料傳輸速率至少不低於 LTE Cat-1 標準

R17版本中的5G RedCap的標準用例：

• 工業感測器：壓力感測器、溼度感測器、溫度計、運動感測器、加速度計和執行器

• 監控攝像頭：智慧城市、工廠和其他工業場所

• 可穿戴裝置：智慧手錶、電子健康相關裝置和醫療監控裝置

NB-IoT和eMTC通天了

記住，5G的夢想是萬物互聯，是全連線、全覆蓋。但要實現這個夢想太難，運營商不得不花很多錢，建很多基站，尤其是偏遠山區，建站成本高的嚇死人，還幾乎沒有收入。即使不差錢，海上行駛的船隻、空中飛翔的飛機，你怎麼去覆蓋?

最好的辦法就是讓地面的蜂窩網路“通天”，即與非地面網路(NTN)，比如衛星網路融合，打造立體式的廣覆蓋。

3GPP R16已經研究5G NR與非地面網路的融合，R17版本進一步研究了NB-IoT/eMTC與非地面網路整合，以支援位於偏遠山區的農業、礦業、林業，以及海洋運輸等垂直行業的物聯網應用。

NR覆蓋增強

NB-IoT/eMTC增強了覆蓋能力，可以提升蜂窩物聯網的覆蓋範圍。但一直以來，全球農村地區的eMBB應用一直被忽略。據統計，全球還有近一半的人口不能連線網際網路，這個數字鴻溝怎麼填?與此同時，5G頻段越來越高，單站覆蓋範圍越來越小，網路覆蓋擴充套件越來越來難。

為此，R17評估了5G NR重耕低頻段的效能、上下行物理通道的覆蓋等，提出了PUSCH、PUCCH、Msg3覆蓋增強。

定位精度提升到釐米級

衛星定位在室內無法使用，LTE和WiFi定位技術又不精準，為此，5G在R16版本中增加了定位功能，其利用MIMO多波束特性，定義了基於蜂窩小區的訊號往返時間(RTT)、訊號到達時間差(TDOA)、到達角測量法(AoA)、離開角測量法(AoD)等室內定位技術，定位精度可達到3-10米。

但這樣的定位精度對於一些工業物聯網應用還不夠，比如室內資產追蹤、AGV追蹤等，為此，R17進一步把室內定位精準度提升到釐米級，大概是20-30釐米左右。這對於5G使能工業物聯網非常重要。

XR評估

XR指的是擴充套件現實，其中包括AR、VR和MR(混合現實)。5G邊緣計算讓雲端的計算、儲存能力和內容更接近使用者側，使得網路時延更低，使用者體驗更極致，使能AR、VR和MR等應用。同時，得益於5G低時延、大頻寬能力，終端側的計算能力還可以上移到邊緣雲，使得VR頭盔等終端更輕量化、更省電、更低成本。這種“輕終端+寬管道+邊緣雲”的模式將砍掉VR/AR昂貴的終端的門檻，擺脫有線的束縛，從而推動XR應用普及。

R17評估了這種邊緣雲+輕量化終端的分散式架構，並最佳化網路時延、處理能力和功耗等。

NR多播和廣播服務

還記得4G時代嗎?3GPP在R9版本定義了eMBMS，也被稱為LTE廣播(LTE Broadcast)。透過eMBMS，網路可以向小區範圍內的多部手機單向廣播相同的內容。

eMBMS可支援的商業用例包括移動電視直播、影片點播(內容預載入)、廣告推送、車載娛樂、公共安全等。當時，一種被稱為“Venue casting”的用例被業界廣泛看好，它主要應用於體育賽事、演唱會等直播場景。

以全球最火的足球比賽直播為例，運營商可以透過eMBMS同時向很多觀眾的終端裝置單向廣播影片流，以提升網路資源使用效率，讓使用者隨時隨地都能觀看高質量的直播;同時，運營商還可以透過預載入和快取內容、大批次的定製廣告等方式，讓使用者在邊觀看直播的同時，還能按需實時回放內容、多角度觀賽，以及線上影片購物和博彩等。

▲Venue casting用例

隨後於2017年，3GPP在R14版本中進一步增強了eMBMS功能，推出了enTV(增強型電視)，這一次系統性地定義如何透過行動通訊網路廣播數字電視內容。

但5G NR還不支援多播和廣播服務，之前R16只是研究和補充基於LTE的5G地面廣播，所以這一次R17研究和定義了基於5G NR的多播和廣播服務。

本次NR多播和廣播服務主要針對公共安全多播和Venue casting場景。以公共安全多播為例，如遇到突發事件，可以讓特定位置的大量使用者能夠同時接收到警告或通知。

INACTIVE態下小資料包傳輸

全稱為NR small data transmissions in INACTIVE state。

眾所周知，4G LTE的RRC狀態只有兩種：RRC_IDLE和RRC_CONNECTED，5G NR多引入了RRC_INACTIVE。

在RRC INACTIVE狀態下，終端處於省電的睡眠狀態，但它仍然保留部分RAN上下文(安全上下文，UE能力資訊等)，始終保持與網路連線，並且可以透過訊息快速喚醒從RRC INACTIVE狀態轉移到RRC CONNECTED狀態。這樣做可以減少信令開銷，可以快速接入，降低時延，還能更省電。

現在R17支援在INACTIVE狀態下就能直接進行小資料包傳輸，可以最大程度地降低功耗，這對於一些工業物聯網應用(比如感測器升級)和智慧手機的微信、Whatsapp等聊天應用非常受用。

NR Sidelink增強

什麼是Sidelink?就是傳說中的D2D(裝置與裝置之間直接通訊)的增強擴充版，不同於我們熟知的Uplink和Downlink鏈路，Sidelink是為了支援裝置與裝置之間直接通訊而引入的新鏈路。

車聯網技術叫V2X，Vehicle-to-everything，意思是車輛與可能影響車輛的任何實體之間的資訊互動。基於蜂窩網路的車聯網技術叫C-V2X，包括LTE V2X和NR V2X。

C-V2X支援車輛與車輛、車輛與其他裝置之間的直接通訊和基於蜂窩網路的通訊，包括V2N(車輛與網路/雲)、V2V(車輛與車輛)、V2I(車輛與道路基礎設施)和V2P(車輛與行人)之間的通訊。其中，車輛與車輛、車輛與其他裝置(V2V，V2I)之間的通訊採用PC5介面。在3GPP規範中，Sidelink是指透過PC5介面進行直接通訊的術語。

3GPP早在R13版本就定義了PC5介面，不過，當時只是為了滿足公共安全(PS-LTE)的關鍵任務需求，比如救災中的對講通訊。到了R14版本，PC5介面擴充套件應用到LTE V2X技術，即基於LTE系統的V2X服務。

進入5G時代，R15又將V2X技術擴充套件支援5G，即NR V2X。NR V2X補充了4G時代的LTE V2X解決方案，可提供更好的車聯網服務。同時也引入了NR Sidelink，以支援車輛與車輛、車輛與路邊單元等其他裝置之間直接通訊。

而本次NR Sidelink增強將直接通訊的應用場景從V2X擴充套件到公共安全、緊急服務，乃至手機與手機之間直接通訊應用。為了更好的讓Sidelink支援新應用，R17最佳化了Sidelink的功耗、頻譜效率、可靠性、時延等。

IAB增強

IAB，Integrated Access & Backhaul，就是指無線接入和回傳整合，其透過無線回傳來代替光纖前傳/回傳，組成無線網狀網回傳拓撲，從而避免挖溝架線費力地鋪設光纖，讓基站部署更加靈活、簡單、低成本。

R17的IAB增強致力於提升效率和支援更廣泛的用例，比如讓網狀網拓撲更動態，比如將IAB應用於通訊應急搶險。

還有…

• NR MIMO

進一步增強MIMO能力，改善波束賦形和波束管理，並減少相關開銷。

• NR DSS增強

DSS，動態頻譜共享，在R16中已進行了大改進。R17進一步探索了更優的跨載波排程。

• 進一步增強MRDC

MRDC，Multi-Radio Dual Connectivity，該機制可在使用者流量下降時快速deactivate不需要的無線發射，從而可節省電量。

• NR UE Power Saving Enhancements

5G終端耗電和發熱是使用者最關心的問題之一，R17定義了進一步降低5G裝置功耗的辦法。

• Multi-SIM

這是3GPP首次研究支援雙SIM卡或多SIM卡的Multi-SIM裝置，3GPP將致力於改進Multi-SIM技術，比如一部手機支援兩張SIM卡、支援不同的網路時可互不影響。

• 其他

另外，R17還研究了RAN切片、SON/最小化路測資料收集增強、針對5G不同業務需求的QoE管理和最佳化、NB-IoT和LTE-MTC增強等專案。