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首个完整5G标准发布,启动商用冲刺模式

2018年06月25日 16:52  点击:[]

 

近期世界杯鏖战正酣,而另一激动人心、津津乐道的大事是3GPP全会批准了第五代移动皇家马德里赞助商技术标准(5G NR)独立组网功能冻结。加之去年12月完成的非独立组网NR标准,5G已经完成第一阶段全功能标准化工作。3GPP全会现场,一直为5G产业默默奉献的标准主席、专家和代表们信心十足地向全世界宣誓“5G is Reday”

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5G驶入eMBB黄金时代

标准的正式发布意义非凡,国际电信联盟ITU定义的5G三大应用场景eMBB(增强型移动宽带), uRLLC(超高可靠低时延皇家马德里赞助商),mMTC(海量机器类皇家马德里赞助商)正照进现实,尤其是当前阶段的eMBB应用扑面而来。eMBB业务如AR/VR,超高清视频、360全景直播等,可以带你体验20Gbps的峰值速率,也可以带你体验随时随地Gbps的室外体验,数百Mbps的室内体验。

5G NR独立组网标准黑科技

按照3GPP规划,R15标准包括非独立组网(NSA)和独立组网(SA)两种。其中,去年12月完成的5G NSA组网方式使用4G基站和4G核心网,以4G作为控制面的锚点,有利于保护运营商目前的投资。此次完成的独立组网(SA)标准不仅使5G NR具备了独立部署的能力,也带来崭新设计思路的端到端全新架构,降低对4G网络的依赖性,更好地支持5G大带宽、低时延、大连接等各类业务,赋能企业级客户和垂直行业的智慧化发展,为运营商和产业合作伙伴带来新的商业模式,开启一个全连接的新时代。

5G NR关键技术:Massive MIMO(大规模多天线技术)

Massive MIMO通过大规模天线部署来有效提升系统容量、提高传输可靠性、降低单位比特成本、改善覆盖和保障极佳的用户体验。

5G NR从起始就支持原生的MU-MIMO(多用户多入多出),基于此性高性能起点,Massive MIMO通过一系列新特性来实现设计初衷,包括基于波束的DMRS(解调参考信号)以及SRS(探测参考信号)的优化设计,具体地,5G NR全部利用基于波束的DMRS来进行数据解调以获得较好的解调性能,支持最大12正交DMRS天线端口来提升多天线系统空间复用能力,通过支持可配置DMRS密度和图样设计来匹配不同5G场景和信道的需求;通过上行Sounding信号2T4R的天线切换获得下行信道信息,更多符号发送上行探测信号来提升SRS容量和覆盖等。

此外,5G NR还通过基于波束的控制信道,基于3D MIMO的类型2(Type II)反馈,预编码码本,以及和更高性能的终端(4接收天线和2发射天线)配合等方法,提供eMBB场景下完美的性能体验。

5G NR关键技术:上下行解耦技术

C-Band以其难以撼动的优势(连续大带宽分配带来的更好的用户体验、全球基本统一的分配、规模效应降低部署成本)必将成为5G全球部署的第一波主力频段。

上下行解耦技术带来C-band与Sub-3GHz的共站同覆盖。基于上下行解耦在覆盖提升以及运营商部署成本等方面的优势,它已成为5G NR Rel-15的关键技术之一。如图以3.5GHz频段为例,上下行解耦技术通过在Sub-3GHz频段(例如700MHz,800MHz,900MHz,1800MHz等)的上行实现LTE和NR 3.5GHz上行发射的资源共享,配合3.5GHz上NR的下行发射,完美的实现了大覆盖和大容量的统一,在解决更高频段上行覆盖受限问题的同时最大化利用了频谱资源,为C-Band 3.5GHz连续组网,用户获得最佳体验铺平了道路。

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借助上下行解耦技术,运营商无需通过大量部署站点的方式保证上行覆盖,可以重用现有无线站点来节省大量站点部署成本。未来,上下行解耦技术也将继续演进用于高频系统的部署,具有很好的前景。

5G NR关键技术:5G系统同步技术

按照3GPP定义,部署在3.5G频段的5G系统是TDD(时分双工)系统。当同一频带内的多个TDD网络在相同的区域内部署,但没有有效隔离和协调时,发射机侧将干扰接收机侧。干扰主要来自发射端的带外和杂散发射,使接收端灵敏度降低,严重影响系统容量。

多个运营商将在3.5 GHz频带中运行5G网络时,为了避免干扰,一种有效的方法是采用5G网络同步操作:要求上行和下行传输对齐,即时隙同步和帧结构同步;如异步操作,工作在3.5 GHz频带的80-100 MHz带宽的异步5G网络,则需要超过25 MHz的频率保护带以及作用于Massive MIMO天线之外的额外的收发滤波器来抑制干扰。

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考虑到宝贵的频谱带宽以及基站设备的额外成本,建议各国运营商在部署TDD网络时采用网络同步操作,并协商一致帧结构,通过网络同步来避免网络之间的干扰。

5G网络架构支持5G全业务

5G网络架构与4G EPC相比有很大的变化,在标准制定中吸收和借鉴了IT领域的成功经验,致力于支持5G全业务能力,首先完成eMBB业务使能,并持续演进支持URLLC、mMTC等业务。

5G网络架构:服务化架构

5G网络架构整体采用服务化的理念设计,支持网络功能和服务的按需部署,使能灵活的网络切片;减少新网络业务的TTM,实现业务的快速创新。服务化架构采用组件化、可重用、自包含等原则定义网络功能,将各种各样的网络功能抽象为原子化可重用的服务,从而提供灵活的定制能力和强大的可扩展性。

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5G网络架构:网络切片

5G网络在服务化架构的基础上,结合网络切片,可以根据不同行业用户的需求对网络功能/性能进行按需定制,使得运营商可以在统一的基础设施平台上提供多个端到端独立的逻辑网络。网络切片可以定制化以提供不同的网络功能,特性和覆盖范围,满足eMBB,uRLLC和mMTC等多样化业务需求。

网络切片可以实现资源,安全,管理等不同纬度的隔离以满足企业,行业用户的商业诉求,为运营商提供了新的商业模式。

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5G网络架构:边缘计算

边缘计算作为5G网络原生支持特性,融入到整个系统设计的各方面,实现了应用服务向网络边缘迁移,实现服务内容本地化,减少传输时延和对网络回传高带宽的需求;使能了网络和应用的双向交互,促进网络和业务的融合来提升服务水平。边缘计算被公认为是支持万物互联中不断涌现的新的业务的关键技术,特别是对超低时延和大带宽的业务,例如车联网,工业互联网,VR/AR等。

总结

全球统一的3GPP 5G标准首个完整版本已完成,全球运营商启动商用冲刺模式,聚焦eMBB并构建端到端的产业生态,提供用户增强移动宽带的极致体验;同时,Rel-16使能uRLLC、mMTC业务的标准化工作将进一步完成,5G产业将继续在全球统一标准的引领下,持续加强跨行业协作,开启全连接的新时代。

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