工联网消息(IItime) 在信息通信领域,每一次标准更迭都犹如一座里程碑,引领着行业的发展方向。2024年6月18日,在3GPP RAN(无线接入网络项目)第104次会议上,R18标准正式冻结。R18标准的冻结,标志着5G技术演进和增强版本5G-A的商用大门已经缓缓开启。
回顾R18标准从立项到冻结,历时3年多。2021年6月,3GPP召开了R18专题研讨会,来自全球60余个运营商、设备商、终端厂商、芯片厂商、行业组织等,向3GPP提交了500多篇R18版本立项提案。同年12月,3GPP针对R18标准分别在RAN和SA全会立项28个5G-A课题。如今,5G-A首个版本R18标准终于冻结,但产业界对此并没有预想中那么狂热,反而异常冷静。
为了深入解读R18标准冻结背后的意义,通信世界全媒体记者采访了多位业内专家,以期揭开“冷静”表象后的事实。
鸿图之下抢跑 5G-A应用快于标准
“产业发展,标准先行”是通信业发展的一个规律,而5G-A的标准冻结竟晚于技术和应用落地。按照移动通信技术标准演进节奏,R18标准冻结将开启一个新时代,也就是5G-Advanced时代,简称5G-A时代。5G标准演进阶段如图1所示。
图1 5G标准演进阶段
R18作为5G-A的第一个标准版本,旨在进一步提升5G网络的能力和性能。R18标准冻结意味着5G-A将开始转向产业推进的新阶段,消费者和行业用户将深切感受到5G-A带来的网络能力的升级、丰富的业务类型以及催生出的新业态、新服务。值得一提的是,在R18标准冻结之前,5G-A的一些技术和产品早已经被部分厂商发布,其中部分产品还进行了试点商用。
例如,高通于2023年年初就推出了首个5G Advanced-ready调制解调器及射频系统X75和X72,提前一年半实现了对R18的支持。而华为和运营商的5G-A合作,也已经是遍地开花。2024年3月28日,中国移动在杭州全球首发5G-A商用部署,公布首批100个5G-A网络商用城市名单,并宣布计划于年内扩展至全国超300个城市,从而建成全球最大规模的5G-A商用网络。在“MWC 2024”期间,中国联通重磅发布了“5G-A十大创新示范成果”,为全球5G-A产业发展带来了全新的“中国方案”。今年5月,中国电信最大规模密集城区5G-A低空通感网在深圳落地,并完成低空物流、低空安防、航路保护等各项验证,助力鹏城低空经济起飞。
“未鸣枪先抢跑”的节奏已经成为行业常态。有专家认为,产业界迫不及待地推动5G-A,主要原因还是看重5G-A所带来的网络能力提升,以及新应用场景的拓展。例如万兆下行、千兆上行、通信感知、无源物联、空天地一体、网络智能化等。
作为5G-A的第一代技术标准,R18的冻结将加速5G-A产业成熟和部署应用。CCSA 3GPP标准推进委员会(TC801)主席刘晓峰介绍,R18的冻结,一方面为5G-A提供了第一个版本的国际标准,为有关各方丰富和发展5G-A技术、开发5G-A产品提供了根本依据;另一方面,R18的冻结为运营商5G-A商用提供了新的“标签”,可以更好地构建5G-A生态。
刘晓峰介绍,R18在多个方向上对5G进行持续增强,主要包含三个方面:传统宽带业务精益求精,覆盖增强、节能、载波聚合等能力得到持续提升;加大行业支持力度,上行容量、定位精度均大幅提升;以AI融合为代表勇于技术创新,“AI for 5G”和“5G for AI”为未来网络演进奠定了基础。
多方位提升5G场景能力 R18标准意义重大
据了解,5G-A在ITU定义的5G三大标准场景eMBB、mMTC、uRLLC基础上,进行了深入增强和扩展,增加了新场景,将5G的“能力三角”不断拓展,极大丰富了5G产业空间。从技术角度看,R18主要技术包括低复杂度RedCap增强、NR场景的XR增强,NR QoE增强、5G网络节能方案、NTN(非地面网络)增强、IoT接入非地面网络、NR全双工新技术研究等,多方位提升了5G场景能力。
中国移动研究院无线与终端技术研究所副所长胡南表示,R18标准冻结是5G进入“下半场”的发令枪,5G将在赋能新领域、创造新价值、拥抱6G的道路上飞速前进,加快培育新质生产力。随着R18版本的尘埃落定,全球运营商将以此为基石,正式启动5G-A关键功能的产品落地和商用部署,这意味着5G-A即将全速驶入商用的“快车道”,并有望朝着新价值、新领域加速前进。
R18标准承载着产业界“挖掘新价值、探索新领域、衔接下一代”的期望,具有以下三大特点。
一是拓展场景,让5G做得更多。R18标准进一步拓展5G应用场景,包括网联无人机、地空通信、虚拟/增强现实等。针对低空组网干扰大、信号杂乱、覆盖碎片化等问题,网联无人机引入基于高度的测量机制和基于时间/距离的飞行轨迹空口更新上报机制,提高网联性能,助力低空经济发展;针对航空通信超远覆盖、超高速率和空地干扰问题,R18制定新型相控阵天线射频架构、时频域补偿、基于位置的切换等标准方案,实现“零盲区”最大300km覆盖距离、支持最高1200km/h飞行速度;R18针对虚拟/增强现实业务大带宽、低时延、高可靠、高容量需求特点,通过跨层优化实现信息传输全局最优,使能高容量低延迟网络,降低终端功耗,加速沉浸式服务普及,催生行业新应用。
二是深挖潜能,让5G做得更好。针对5G前序版本中的高价值场景,R18深挖潜在问题、继续标准增强。在R17低成本终端RedCap基础上,为增强5G系统在低成本物联网应用领域的竞争力,R18进一步适配RedCap终端低峰值速率需求(不高于10Mbit/s),降低终端基带上下行共享信道传输带宽(不大于5MHz)和峰值速率,以期终端成本和能耗进一步下降。在R17 NTN的基础上,为进一步解决中低轨卫星因超高速移动导致的频繁切换难题,R18通过协同网络和终端的卫星通信等信息,实现终端无感知切换,有效避免了传统切换带来的频繁信令风暴和业务中断问题。为进一步节约网络运维和部署成本,R18标准引入了网络节能、智能直放站、网络智能化/自动化等功能。
三是探索方向,让5G和6G有效衔接。R18标准为6G“打前阵”,探索可以让TDD极致性能得以体现的UDD技术。该技术打破传统TDD双工模式,通过使能基站在一个TDD载波不同子带上同时接收和发送的双工传输,实现TDD频谱极低传输等待时延、提升上行能力,满足低时延和大上行的双重业务需求;探索无线网络与人工智能技术的结合,通过人工智能/机器学习赋能传统空口功能,例如码本反馈、波束测量、定位等,以AI为强大工具进一步提升网络频谱效率和终端定位能力。R18标准的制定和实施,不仅推动了5G技术的进一步发展和应用,也为未来的6G技术研究和发展奠定了基础。随着R18标准的逐步实施,预计将带来更高效的网络性能、更低的能耗以及更好的用户体验。
率先布局 揭秘R18背后的“中国贡献”
在R18标准的冻结过程中,众多中国企业发挥了重要作用。
作为通信行业的领军者,中国移动在R18标准的制定中发挥了举足轻重的作用。中国移动专家担任了RAN副主席、RAN1副主席、CT4主席等领导职位,主导提交技术提案3000余篇,位列全球运营商第一。作为30余项标准项目的第一报告人,主导立项数目列全球各公司首位,为5G-A标准完成贡献了“中国力量”。在探索方向方面,中国移动担任UDD项目报告人,积极探索能够实现TDD极致性能的UDD技术,为5G与6G的衔接迈出了坚实的一步。
中国联通凭借前瞻性的“5G-A/6G一体化推进”战略,不仅在3GPP中占据RAN3副主席、SA1副主席等关键职位,还在“新运营能力、新维度体验、新技术应用、新服务拓展”四大领域引领全球5G-A标准的发展,累计牵头立项近20项,提交技术文稿近1000篇。为加速eRedCap技术的商用化进程,中国联通牵头制定了涵盖射频一致性、协议一致性的终端一致性测试标准项目,为轻量化5G终端技术应用的“大船”扬起“商用之帆”,进一步推动千亿级物联网时代的到来。
5G-A是从5G向6G演进的“承上启下”阶段。中国电信研究院基于5G现网实际,并面向6G多要素融合的技术演进趋势,聚焦频率融合、网络融合、星地融合等关键领域,在3GPP牵头5G-A标准立项50余项,提交技术文稿3000余篇。中国电信集团研究院副院长傅志仁透露,6G发展已进入实质性突破阶段。中国电信牵头3GPP R19需求立项,率先开展海域场景NR NTN融合组网试验,联合开展无蜂窝网络组网能力验证,频谱效率比蜂窝网络提升2倍。
与此同时,华为、中兴通讯等设备厂商在标准制定、产业共鸣中发挥积极作用。此外,移远通信积极参与和推动NTN、定位、车联网等技术特性落地5G标准,并积极开展面向6G的关键技术研究;中信科移动全面深入参与R18标准制定工作,牵头的R18 5G系统支持卫星回传、定位增强、多播广播、邻近业务等项目全部顺利结项;紫光展锐一直积极参与3GPP的5G标准化工作,在R18 eRedCap、NTN、XR、多载波增强、多天线技术增强、上行覆盖增强、终端节能、子带全双工等领域作出重要贡献。这些企业的共同努力推动了R18标准的冻结。
锚定新业务、新生态 助力5G-A应用“一路生花”
R18标准为5G-A产业链的发展提供了清晰明确的方向和坚实可靠的依据,通过进一步拓展5G应用场景(网联无人机、地空通信、虚拟/增强现实等),为5G-A在不同行业的广泛应用奠定了基础。
以网联无人机为例,过去低空组网存在干扰大、信号杂乱、覆盖碎片化等棘手问题。而R18标准引入了新型测量上报机制、飞行轨迹更新机制,极大地提高了网联性能,为低空经济的蓬勃发展注入了强大动力。在低空经济领域,中国移动担任Air-To-Ground(地空通信)项目报告人。
对于虚拟/增强现实业务,R18标准同样展现出了强大的适应性。此类业务对大带宽、低时延、高可靠、高容量有着苛刻的要求,R18通过跨层优化实现信息传输全局最优,使能高容量低延迟网络,降低终端功耗,加速了沉浸式服务的普及,催生了众多前所未有的行业新应用。
针对5G前序版本中的高价值场景,R18深入挖掘潜在问题,持续进行标准增强。以RedCap低成本终端为例,在R17的基础上,R18进一步适配其低峰值速率需求,降低终端数据传输带宽和峰值速率,以使终端成本和能耗进一步下降,从而增强5G系统在低成本物联网应用领域的竞争力。
R18标准引入的网络节能、智能直放站、网络智能化/自动化等功能,可降低网络运维和部署成本,使得5G-A的大规模部署更加经济高效,为5G-A的广泛应用解除了后顾之忧。
面对5G-A和6G的技术演进和应用落地这一重大课题,胡南给出了富有前瞻性和建设性的建议。他认为,R18标准进一步拓展了5G技术的新应用场景,如网联无人机、地空通信、虚拟/增强现实等,这些领域潜力巨大,建议产业界尽快启动试验验证工作,加快端到端产业成熟的步伐。
同时,部分6G技术方向已在5G-A标准中进行了探索,对于无源物联网、通感一体、AI与无线网络的融合、全双工等课题,应在深入开展标准研究的同时,并行启动并积极推进试验验证工作。通过试验验证,及时发现并解决潜在问题,以实现标准的迭代优化,确保标准的实用性和前瞻性。
此外,还应积极加强面向6G的技术研究和标准化工作,持续加大原创性、颠覆性技术创新的力度,引领6G技术不断实现突破,为通信行业的未来发展开辟更为广阔的天地。
R18标准的冻结无疑是通信技术发展史上的一座重要里程碑。在中国信息通信产业链的不懈努力和引领下,我们有理由相信,5G技术将在未来的日子里,为社会带来更多超乎想象的变革和进步。
*本文刊载于《通信世界》总第948期
2024年7月25日 第14期