通信世界網消息(CWW)在信息通信領域,每一次標準更迭都猶如一座里程碑,引領著行業的發展方向。2024年6月18日,在3GPP RAN(無線接入網絡項目)第104次會議上,R18標準正式凍結。R18標準的凍結,標志著5G技術演進和增強版本5G-A的商用大門已經緩緩開啟。
回顧R18標準從立項到凍結,歷時3年多。2021年6月,3GPP召開了R18專題研討會,來自全球60余個運營商、設備商、終端廠商、芯片廠商、行業組織等,向3GPP提交了500多篇R18版本立項提案。同年12月,3GPP針對R18標準分別在RAN和SA全會立項28個5G-A課題。如今,5G-A首個版本R18標準終于凍結,但產業界對此并沒有預想中那么狂熱,反而異常冷靜。
為了深入解讀R18標準凍結背后的意義,通信世界全媒體記者采訪了多位業內專家,以期揭開“冷靜”表象后的事實。
鴻圖之下搶跑 5G-A應用快于標準
“產業發展,標準先行”是通信業發展的一個規律,而5G-A的標準凍結竟晚于技術和應用落地。按照移動通信技術標準演進節奏,R18標準凍結將開啟一個新時代,也就是5G-Advanced時代,簡稱5G-A時代。5G標準演進階段如圖1所示。
圖1 5G標準演進階段
R18作為5G-A的第一個標準版本,旨在進一步提升5G網絡的能力和性能。R18標準凍結意味著5G-A將開始轉向產業推進的新階段,消費者和行業用戶將深切感受到5G-A帶來的網絡能力的升級、豐富的業務類型以及催生出的新業態、新服務。值得一提的是,在R18標準凍結之前,5G-A的一些技術和產品早已經被部分廠商發布,其中部分產品還進行了試點商用。
例如,高通于2023年年初就推出了首個5G Advanced-ready調制解調器及射頻系統X75和X72,提前一年半實現了對R18的支持。而華為和運營商的5G-A合作,也已經是遍地開花。2024年3月28日,中國移動在杭州全球首發5G-A商用部署,公布首批100個5G-A網絡商用城市名單,并宣布計劃于年內擴展至全國超300個城市,從而建成全球最大規模的5G-A商用網絡。在“MWC 2024”期間,中國聯通重磅發布了“5G-A十大創新示范成果”,為全球5G-A產業發展帶來了全新的“中國方案”。今年5月,中國電信最大規模密集城區5G-A低空通感網在深圳落地,并完成低空物流、低空安防、航路保護等各項驗證,助力鵬城低空經濟起飛。
“未鳴槍先搶跑”的節奏已經成為行業常態。有專家認為,產業界迫不及待地推動5G-A,主要原因還是看重5G-A所帶來的網絡能力提升,以及新應用場景的拓展。例如萬兆下行、千兆上行、通信感知、無源物聯、空天地一體、網絡智能化等。
作為5G-A的第一代技術標準,R18的凍結將加速5G-A產業成熟和部署應用。CCSA 3GPP標準推進委員會(TC801)主席劉曉峰介紹,R18的凍結,一方面為5G-A提供了第一個版本的國際標準,為有關各方豐富和發展5G-A技術、開發5G-A產品提供了根本依據;另一方面,R18的凍結為運營商5G-A商用提供了新的“標簽”,可以更好地構建5G-A生態。
劉曉峰介紹,R18在多個方向上對5G進行持續增強,主要包含三個方面:傳統寬帶業務精益求精,覆蓋增強、節能、載波聚合等能力得到持續提升;加大行業支持力度,上行容量、定位精度均大幅提升;以AI融合為代表勇于技術創新,“AI for 5G”和“5G for AI”為未來網絡演進奠定了基礎。
多方位提升5G場景能力
R18標準意義重大
據了解,5G-A在ITU定義的5G三大標準場景eMBB、mMTC、uRLLC基礎上,進行了深入增強和擴展,增加了新場景,將5G的“能力三角”不斷拓展,極大豐富了5G產業空間。從技術角度看,R18主要技術包括低復雜度RedCap增強、NR場景的XR增強,NR QoE增強、5G網絡節能方案、NTN(非地面網絡)增強、IoT接入非地面網絡、NR全雙工新技術研究等,多方位提升了5G場景能力。
中國移動研究院無線與終端技術研究所副所長胡南表示,R18標準凍結是5G進入“下半場”的發令槍,5G將在賦能新領域、創造新價值、擁抱6G的道路上飛速前進,加快培育新質生產力。隨著R18版本的塵埃落定,全球運營商將以此為基石,正式啟動5G-A關鍵功能的產品落地和商用部署,這意味著5G-A即將全速駛入商用的“快車道”,并有望朝著新價值、新領域加速前進。
R18標準承載著產業界“挖掘新價值、探索新領域、銜接下一代”的期望,具有以下三大特點。
一是拓展場景,讓5G做得更多。R18標準進一步拓展5G應用場景,包括網聯無人機、地空通信、虛擬/增強現實等。針對低空組網干擾大、信號雜亂、覆蓋碎片化等問題,網聯無人機引入基于高度的測量機制和基于時間/距離的飛行軌跡空口更新上報機制,提高網聯性能,助力低空經濟發展;針對航空通信超遠覆蓋、超高速率和空地干擾問題,R18制定新型相控陣天線射頻架構、時頻域補償、基于位置的切換等標準方案,實現“零盲區”最大300km覆蓋距離、支持最高1200km/h飛行速度;R18針對虛擬/增強現實業務大帶寬、低時延、高可靠、高容量需求特點,通過跨層優化實現信息傳輸全局最優,使能高容量低延遲網絡,降低終端功耗,加速沉浸式服務普及,催生行業新應用。
二是深挖潛能,讓5G做得更好。針對5G前序版本中的高價值場景,R18深挖潛在問題、繼續標準增強。在R17低成本終端RedCap基礎上,為增強5G系統在低成本物聯網應用領域的競爭力,R18進一步適配RedCap終端低峰值速率需求(不高于10Mbit/s),降低終端基帶上下行共享信道傳輸帶寬(不大于5MHz)和峰值速率,以期終端成本和能耗進一步下降。在R17 NTN的基礎上,為進一步解決中低軌衛星因超高速移動導致的頻繁切換難題,R18通過協同網絡和終端的衛星通信等信息,實現終端無感知切換,有效避免了傳統切換帶來的頻繁信令風暴和業務中斷問題。為進一步節約網絡運維和部署成本,R18標準引入了網絡節能、智能直放站、網絡智能化/自動化等功能。
三是探索方向,讓5G和6G有效銜接。R18標準為6G“打前陣”,探索可以讓TDD極致性能得以體現的UDD技術。該技術打破傳統TDD雙工模式,通過使能基站在一個TDD載波不同子帶上同時接收和發送的雙工傳輸,實現TDD頻譜極低傳輸等待時延、提升上行能力,滿足低時延和大上行的雙重業務需求;探索無線網絡與人工智能技術的結合,通過人工智能/機器學習賦能傳統空口功能,例如碼本反饋、波束測量、定位等,以AI為強大工具進一步提升網絡頻譜效率和終端定位能力。R18標準的制定和實施,不僅推動了5G技術的進一步發展和應用,也為未來的6G技術研究和發展奠定了基礎。隨著R18標準的逐步實施,預計將帶來更高效的網絡性能、更低的能耗以及更好的用戶體驗。
率先布局
揭秘R18背后的“中國貢獻”
在R18標準的凍結過程中,眾多中國企業發揮了重要作用。
作為通信行業的領軍者,中國移動在R18標準的制定中發揮了舉足輕重的作用。中國移動專家擔任了RAN副主席、RAN1副主席、CT4主席等領導職位,主導提交技術提案3000余篇,位列全球運營商第一。作為30余項標準項目的第一報告人,主導立項數目列全球各公司首位,為5G-A標準完成貢獻了“中國力量”。在探索方向方面,中國移動擔任UDD項目報告人,積極探索能夠實現TDD極致性能的UDD技術,為5G與6G的銜接邁出了堅實的一步。
中國聯通憑借前瞻性的“5G-A/6G一體化推進”戰略,不僅在3GPP中占據RAN3副主席、SA1副主席等關鍵職位,還在“新運營能力、新維度體驗、新技術應用、新服務拓展”四大領域引領全球5G-A標準的發展,累計牽頭立項近20項,提交技術文稿近1000篇。為加速eRedCap技術的商用化進程,中國聯通牽頭制定了涵蓋射頻一致性、協議一致性的終端一致性測試標準項目,為輕量化5G終端技術應用的“大船”揚起“商用之帆”,進一步推動千億級物聯網時代的到來。
5G-A是從5G向6G演進的“承上啟下”階段。中國電信研究院基于5G現網實際,并面向6G多要素融合的技術演進趨勢,聚焦頻率融合、網絡融合、星地融合等關鍵領域,在3GPP牽頭5G-A標準立項50余項,提交技術文稿3000余篇。中國電信集團研究院副院長傅志仁透露,6G發展已進入實質性突破階段。中國電信牽頭3GPP R19需求立項,率先開展海域場景NR NTN融合組網試驗,聯合開展無蜂窩網絡組網能力驗證,頻譜效率比蜂窩網絡提升2倍。
與此同時,華為、中興通訊等設備廠商在標準制定、產業共鳴中發揮積極作用。此外,移遠通信積極參與和推動NTN、定位、車聯網等技術特性落地5G標準,并積極開展面向6G的關鍵技術研究;中信科移動全面深入參與R18標準制定工作,牽頭的R18 5G系統支持衛星回傳、定位增強、多播廣播、鄰近業務等項目全部順利結項;紫光展銳一直積極參與3GPP的5G標準化工作,在R18 eRedCap、NTN、XR、多載波增強、多天線技術增強、上行覆蓋增強、終端節能、子帶全雙工等領域作出重要貢獻。這些企業的共同努力推動了R18標準的凍結。
錨定新業務、新生態
助力5G-A應用“一路生花”
R18標準為5G-A產業鏈的發展提供了清晰明確的方向和堅實可靠的依據,通過進一步拓展5G應用場景(網聯無人機、地空通信、虛擬/增強現實等),為5G-A在不同行業的廣泛應用奠定了基礎。
以網聯無人機為例,過去低空組網存在干擾大、信號雜亂、覆蓋碎片化等棘手問題。而R18標準引入了新型測量上報機制、飛行軌跡更新機制,極大地提高了網聯性能,為低空經濟的蓬勃發展注入了強大動力。在低空經濟領域,中國移動擔任Air-To-Ground(地空通信)項目報告人。
對于虛擬/增強現實業務,R18標準同樣展現出了強大的適應性。此類業務對大帶寬、低時延、高可靠、高容量有著苛刻的要求,R18通過跨層優化實現信息傳輸全局最優,使能高容量低延遲網絡,降低終端功耗,加速了沉浸式服務的普及,催生了眾多前所未有的行業新應用。
針對5G前序版本中的高價值場景,R18深入挖掘潛在問題,持續進行標準增強。以RedCap低成本終端為例,在R17的基礎上,R18進一步適配其低峰值速率需求,降低終端數據傳輸帶寬和峰值速率,以使終端成本和能耗進一步下降,從而增強5G系統在低成本物聯網應用領域的競爭力。
R18標準引入的網絡節能、智能直放站、網絡智能化/自動化等功能,可降低網絡運維和部署成本,使得5G-A的大規模部署更加經濟高效,為5G-A的廣泛應用解除了后顧之憂。
面對5G-A和6G的技術演進和應用落地這一重大課題,胡南給出了富有前瞻性和建設性的建議。他認為,R18標準進一步拓展了5G技術的新應用場景,如網聯無人機、地空通信、虛擬/增強現實等,這些領域潛力巨大,建議產業界盡快啟動試驗驗證工作,加快端到端產業成熟的步伐。
同時,部分6G技術方向已在5G-A標準中進行了探索,對于無源物聯網、通感一體、AI與無線網絡的融合、全雙工等課題,應在深入開展標準研究的同時,并行啟動并積極推進試驗驗證工作。通過試驗驗證,及時發現并解決潛在問題,以實現標準的迭代優化,確保標準的實用性和前瞻性。
此外,還應積極加強面向6G的技術研究和標準化工作,持續加大原創性、顛覆性技術創新的力度,引領6G技術不斷實現突破,為通信行業的未來發展開辟更為廣闊的天地。
R18標準的凍結無疑是通信技術發展史上的一座重要里程碑。在中國信息通信產業鏈的不懈努力和引領下,我們有理由相信,5G技術將在未來的日子里,為社會帶來更多超乎想象的變革和進步。
*本文刊載于《通信世界》總第948期
2024年7月25日 第14期
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