5G 標準持續演進,R16 引入新概念

作者 | 發布日期 2019 年 10 月 10 日 0:00 | 分類 網路 , 網通設備 follow us in feedly


隨著 Rel-15 5G 第一版標準凍結,5G 產業鏈環節將進入 2020 年商用衝刺階段,除配合國際電信聯盟(ITU)定義之 5G 場景和需求外,技術上仍存在一定挑戰,其中在網路能力上需進一步提升。

初期規劃 Rel-16 制定時間落在今年 12 月完成,2020 年 3 月凍結 ANS.1,在考慮 Rel-16 增強技術議題較多下,討論工作繁重,因此於 2018 年 12 月 3GPP 第 82 次會中,3GPP 對 Rel-16 時間計畫進行遞延,RAN1 在今年 12 月完成功能凍結,RAN2 在 2020 年 3 月完成功能,原則上 Rel-16 於 2020 年 6 月完成 ANS.1。

2020 年 3GPP Rel-16 標準將釋出

由於 3GPP Rel-16 版本提升功能,包括針對垂直產業應用擴增、系統架構上持續演進、多接取與人工智慧功能加入,以適應多種應用場景 SA 架構版本。5G R16 標準在增強型行動寬頻(eMBB)能力和基礎網路架構能力提升同時,強化支援垂直產業應用,其涵蓋載波聚合大頻寬增強、提升多天線技術、終端節能、定位應用、增加服務化架構、智慧化營運、5G 車聯網、低時延高可靠(uRLLC)服務、切片安全、5G CIoT(蜂窩物聯網)安全、uRLLC 安全等議題。

3GPP Release 15 正式定義 5G NR 通訊標準,基於正交頻分多工(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)技術成為全球標準,支援各種 5G 裝置、服務、部署與頻段,5G NR 則為多種頻譜、服務和部署提供統一設計。過去 Release 15 研究重點放在其他項目與高頻技術討論上,包含 5G NR(New Radio)技術,亦即針對 6GHz 以下之頻段,以 OFDM 調變技術為主之 5G(Stand-alone)布建情境與混合式(Non-standalone,或稱非獨立存在)布建。

未來 Rel-17 則針對現有架構和功能持續演進,提升以下功能,包括邊緣運算(Edge Computing)、支援 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Services)、近距離通訊增強等,滿足各種場景應用需求。

▲ 3GPP Rel-16 版本討論架構。(Source:3GPP,2019/10)

目前多數 5G 部署採用低於 6GHz 頻段及非獨立組網(NSA)架構

隨著各國 5G 頻譜競標陸續完成,其中在低頻覆蓋率提升,4G 與 5G 混合之非獨立組網(NSA)逐漸轉至獨立組網(SA)。在 NSA 架構下,因沒有 5G 核心網,不能支援 MEC 與網路切片,不論在敏捷性、網路時延和服務可靠性,都會不如 SA 架構。5G NSA 規格標準出現較早,於 2017 下半年大致底定,且核心網路倚靠現有 LTE 設施,布建複雜度比 SA 低,因此其終端產品推出的速度亦會快許多,支援 NSA 架構 5G 終端雖成熟,但在設計上更具挑戰,在射頻器件上成本上也會更高。

5G 採用 SA 架構優勢為部署成本低,業務時延小,控制信令不需透過 4G 傳輸。不過目前主流仍是 LTE 部署,另為滿足終端兩路信號連接,需要引入雙工器這一元器件,將帶來成本增加和性能損失,SA 則一步到位。

原則上,NSA 與 SA 會共存一段時間,在 NSA 架構下,5G 終端需同時接入 4G 網路,因此將支援 4G 和 5G 網路雙連接,在顧及不同頻段,雙連接終端在射頻設計上會變得複雜,另在多個頻段上同時傳輸資料,造成交調和諧波干擾,從而影響終端性能(包括上下行速率和覆蓋能力等)。

(首圖來源:shutterstock)

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