2019年，5G開啟商用元年。2020年開年，5G智能手機的發佈就迎來了一個發佈高峰，2月份至今，國內就有10多款5G手機發布。5G手機的數量和銷量也迅速增長，根據工信部副部長辛國斌給出的數據，截至3月26日，我國5G手機產品類型76款，累計出貨量超過2600萬部，其中2020年出貨量1300餘萬部。
5G與4G的一大區別在於，5G不僅會為個人用户提供更好的移動寬帶體驗，還為汽車、XR（包含VR、AR、MR）、工業物聯網等垂直領域進行了專門優化的功能。也就是説，5G網絡並不專屬於手機、平板等移動終端，垂直領域的應用將是5G未來更大的“戰場”。
即將凍結的第二個版本5G標準，指明瞭5G技術的發展方向以及值得關注的新市場。
圖片來自SAMSUNG
5G第二個版本標準Rel-16或延遲3個月發佈
從1980年左右的第一代移動通信技術，到2020年的第五代移動通信技術，移動通信技術大約每10年就完成一次代際演進。早在2015年，業界探討5G技術的時候提出的要求是各項技術指標都要比4G好10倍以上，比如速率增加10倍，時延降低為1/10，網絡容量增加100倍。
高通中國區研發負責人徐晧在本週的媒體分享會上表示：“2015年設定的5G各項目標比較激進，要達到這些目標有兩點非常重要，一個是要合理地運用各種資源，另一個是要合理安排發展規劃。”
因此，5G標準的第一個版本（Rel-15）主要是面向智能手機提供增強型移動寬帶的特性，5G的另外兩大特性關鍵業務型服務和海量物聯則放到了5G後續的標準版本中。
按照之前的規劃，5G標準的第二個版本Rel-16在2019年12月結束了第一階段的工作，2020年3月結束第二階段的工作，6月份完成標準凍結。
“但受疫情影響，3GPP將提交變更請求（CR）的時間從6月推遲至9月。我們可以理解為疫情對Rel-16版本的影響是向後推遲3個月左右。”徐皓表示，“3GPP目前仍在努力爭取使Rel-16第二階段的工作能夠按時完成，並爭取在今年6月完成Rel-16規範。”
Rel-16除了繼續演進增強移動寬帶為手機提供更高速率以及更低功耗以外，還引入5G免許可頻譜設計、移動性增強、增強毫米波和中頻段載波聚合，以及精準5G定位、URLLC進一步增強以支持工業物聯網應用、5G廣播等一系列新功能。
徐皓同時表示：“近期的線下會議都取消了，目前的線上會議重點在Rel-16的收尾工作。3GPP也宣佈5G標準的第三個版本（Rel-17）討論的開始時間往後推遲三個月。”
5G NR標準的演進
支撐5G發展的創新技術
每一代移動技術的標準都建立在前瞻性基礎科技研發的基礎之上，5G同樣如此。比如，5G標準中新增的免許可頻譜技術是基於2012年的一項基礎科技研發，5G的靈活架構是高通在2014年開始啟動的設計。
高通發明的技術推動Rel-15規範
除此之外，高通基於OFDM 的可拓展空口、基於時隙的靈活框架、先進信道編碼、Massive MIMO、移動毫米波技術發明都推動了Rel-15規範。
這其中，基於時隙的靈活框架值得關注。前面已經説過，5G相比4G一個很大的不同就是可以支持廣泛的垂直領域應用。因此，需要讓5G在架構上能支持未來眾多可能發生但尚未定義的全新服務，也就是讓5G架構具有前向兼容性。高通發明的基於時隙的靈活框架，在5G框架在頻率上留了一些空子載波，在時域上留了一些空白時隙。徐皓解釋，這相當於在一本書中預留了一些空白頁，這個空白頁可以放置在任何位置，且需要的時候可以隨時書寫。
這種靈活的架構也能夠更好地適應5G技術的發展，減少硬件設備的更新。徐皓對雷鋒網(公眾號：雷鋒網)表示：“如果能在5G的靈活架構上通過軟件升級實現這些新特性和新技術，就無需通過硬件升級的方式更新網絡和設備。但如果5G新標準中出現了較大變化的新特性或技術，就需要通過硬件升級的方式實現更新。”
未來，5G技術在低頻段的廣域網和高頻段的毫米波仍將繼續演進和創新，低頻段可以提供更廣的網絡覆蓋，但全球的低頻頻譜資源都很有限。毫米波頻段可以提供更大的帶寬，實現更高速率，但毫米波最適合的是熱點覆蓋，比如企業內部的會議室、大型體育場館、中心或者音樂廳，以及各類交通樞紐如機場、火車站、地鐵站等。
當然，5G技術在6GHz以下的以頻段和毫米波頻段的技術仍將持續創新。
5G廣域網
MWC 2019上，高通首次宣佈在聖迭戈搭建基於3.5GHz頻段的獨立組網模式（SA）端到端OTA測試網絡。2020年，高通有增強了多基站、多用户MIMO網絡能力，總計16層，實現高達每赫茲50bits/s的頻譜效率，相當於在100MHz帶寬下網絡速率超過5Gbps。
這個先進5G廣域大規模MIMO OTA測試網絡對於用於體驗的意義在於，當用户位於距離基站超過2000英尺（約610米）範圍時，高通搭建的測試網絡依然能夠為其提供1Gbps左右的下行鏈路吞吐量。
面向Rel-17，高通也啟動了3GPP研究項目，研究5G面向雲遊戲、VR及AR的支持和優化。這個測試網絡還支持創建無界AR原型系統，目標是提供更加沉浸式的用户體驗。
在5G廣域技術演進方面，高通還進行了兩項展示未來5G能力和效率的系統模擬：
5G移動毫米波
除了5G廣域測試網絡，高通也在聖迭戈對5G户外毫米波測試網絡的性能進行了擴展。基於28GHz頻段的端到端系統部署了分佈式射頻拉遠（RRH）和中繼器，可進一步增強移動性、擴大覆蓋範圍。
為了測試極端條件下的5G毫米波移動性，高通將搭載驍龍X50的移動測試終端被固定在無人機上，遙控無人機在高通公司園區內穿梭飛行，測試結果顯示：毫米波能夠支持終端高速移動和身處高處時的穩健連接。
另外高通還展示了利用邊緣雲處理超低時延高吞吐量持續任務的無界VR。
更進一步，為了讓毫米波能夠支持更高效的部署、增強移動性以及提高能效，高通完成了三項系統模擬：
廣域和毫米波創新技術以及標準的持續演進，讓5G技術正在從智能手機向其它智能終端以及新的行業擴展。
無邊界AR
新標準指明5G新戰場
5G架構的靈活性成為5G支持廣泛垂直領域的關鍵，加上正在演進的5G標準，5G的新戰場逐漸明晰。
Rel-16新增了對5G TSN（時間敏感網絡）的原生支持，可支持5G聯網終端之間的精確時間同步。另外，Rel-16還新增了對企業專網和增強型超可靠低時延通信（eURLLC）的支持，可實現高達99.9999%的可靠性和低至1毫秒的確定性低時延。這一新特性與5G TSN原生支持互為補充。這樣的特性能夠滿足工業4.0等需要TSN的需求。
針對這一特性，高通在聖迭戈展示了TSN OTA現網支持的模擬生產線。要機械臂能夠根據看到的零件顏色進行分揀，需要TSN和eURLLC）這兩項技術支持，如果沒有這兩項技術的支持，機械臂就很難精準地把零件分開。
Rel-16的另一項關鍵新特性是增強型5G定位。據徐皓介紹，Rel-16可以支持在80%的時間實現室內3米和室外10米的定位精度。Rel-17可以實現亞米級精度（比如0.3米以內的絕對精度要求）。
並且，與目前大多數的定位技術不同，Rel-16可以僅用一個基站發射的信號就實現定位，再加上對往返時間以及時間差定位的支持，Rel-16可以對現有的蜂窩通信技術的定位進行增強，且更靈活，能與其它定位技術（如GPS和藍牙）實現很好地互補。
圍繞室內環境的工業互聯網，高通展示了利用5G多個發射點測量到達時間差，實現資產跟蹤和自動導引運輸車（AGV）等各類應用的亞米級3D定位。
另外，Rel-16中還新新增了基於距離羣組和傳感器共享的可靠多播通信帶來的諸多優勢。利用這一特性，能夠帶來更高安全性、更高能源效率、加速網絡效應的5G蜂窩車聯網（C-V2X）。
利用這一特性，高通展示了場景中交互性模擬和OTA原型：無論車輛是否具備C-V2X支持，當其駛近交叉路口時，都能夠及時（綜合速度和距離因素）獲知即將穿越路口的車輛尚未減速。
新標準還能夠提供許可、共享和免許可頻譜，以及5G企業專網，企業專網不僅能為應用場景量身定製，讓專用的本地網絡也更容易部署，也能實現更高的安全性。這樣，就能夠在廠房或者碼頭等場景組建企業專網實時監測物流情況，快速掌握本地計算和存儲等物流信息的更新。
Rel-16和Rel-17的新特性
至於第三個標準版本Rel-17，則會開始引入5G物聯網技術，更好地支持海量物聯網，從eMTC到FeMTC再到eFeMTC，還有NB-IoT都可以演進至5G。
值得關注的是，Rel-17還會引入全新的NR-Light，基於現有的5G技術，帶來更低複雜度、更高能效和更低成本的優勢，能夠應用到高端可穿戴設備、智能電網、高級物流跟蹤、健康監測等應用中。
雷鋒網小結
5G智能手機，只是5G當中重要的應用之一，也只是5G應用的開始。隨着5G標準第二版本以及第三版本的發佈，5G手機在速率、待機時間、定位等方面都會有提升。
更為重要的是，Rel-16、Rel-17標準將會將5G的戰場拓展到AR、工業互聯網、汽車、可穿戴等眾多場景。在標準演進的過程中，不僅會出現新的應用和設備，支持Rel-15標準的設備要實現更好的功能也需要更新，因此，5G的市場潛力足夠巨大，新一輪競賽剛剛開始。雷鋒網
注，文中圖片除頭圖外均來自高通
雷鋒網原創文章，未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。
資料來源：雷鋒網
作者/編輯：包永剛
5G與4G的一大區別在於，5G不僅會為個人用户提供更好的移動寬帶體驗，還為汽車、XR（包含VR、AR、MR）、工業物聯網等垂直領域進行了專門優化的功能。也就是説，5G網絡並不專屬於手機、平板等移動終端，垂直領域的應用將是5G未來更大的“戰場”。
即將凍結的第二個版本5G標準，指明瞭5G技術的發展方向以及值得關注的新市場。
圖片來自SAMSUNG
5G第二個版本標準Rel-16或延遲3個月發佈
從1980年左右的第一代移動通信技術，到2020年的第五代移動通信技術，移動通信技術大約每10年就完成一次代際演進。早在2015年，業界探討5G技術的時候提出的要求是各項技術指標都要比4G好10倍以上，比如速率增加10倍，時延降低為1/10，網絡容量增加100倍。
高通中國區研發負責人徐晧在本週的媒體分享會上表示：“2015年設定的5G各項目標比較激進，要達到這些目標有兩點非常重要，一個是要合理地運用各種資源，另一個是要合理安排發展規劃。”
因此，5G標準的第一個版本（Rel-15）主要是面向智能手機提供增強型移動寬帶的特性，5G的另外兩大特性關鍵業務型服務和海量物聯則放到了5G後續的標準版本中。
按照之前的規劃，5G標準的第二個版本Rel-16在2019年12月結束了第一階段的工作，2020年3月結束第二階段的工作，6月份完成標準凍結。
“但受疫情影響，3GPP將提交變更請求（CR）的時間從6月推遲至9月。我們可以理解為疫情對Rel-16版本的影響是向後推遲3個月左右。”徐皓表示，“3GPP目前仍在努力爭取使Rel-16第二階段的工作能夠按時完成，並爭取在今年6月完成Rel-16規範。”
Rel-16除了繼續演進增強移動寬帶為手機提供更高速率以及更低功耗以外，還引入5G免許可頻譜設計、移動性增強、增強毫米波和中頻段載波聚合，以及精準5G定位、URLLC進一步增強以支持工業物聯網應用、5G廣播等一系列新功能。
徐皓同時表示：“近期的線下會議都取消了，目前的線上會議重點在Rel-16的收尾工作。3GPP也宣佈5G標準的第三個版本（Rel-17）討論的開始時間往後推遲三個月。”
5G NR標準的演進
支撐5G發展的創新技術
每一代移動技術的標準都建立在前瞻性基礎科技研發的基礎之上，5G同樣如此。比如，5G標準中新增的免許可頻譜技術是基於2012年的一項基礎科技研發，5G的靈活架構是高通在2014年開始啟動的設計。
高通發明的技術推動Rel-15規範
除此之外，高通基於OFDM 的可拓展空口、基於時隙的靈活框架、先進信道編碼、Massive MIMO、移動毫米波技術發明都推動了Rel-15規範。
這其中，基於時隙的靈活框架值得關注。前面已經説過，5G相比4G一個很大的不同就是可以支持廣泛的垂直領域應用。因此，需要讓5G在架構上能支持未來眾多可能發生但尚未定義的全新服務，也就是讓5G架構具有前向兼容性。高通發明的基於時隙的靈活框架，在5G框架在頻率上留了一些空子載波，在時域上留了一些空白時隙。徐皓解釋，這相當於在一本書中預留了一些空白頁，這個空白頁可以放置在任何位置，且需要的時候可以隨時書寫。
這種靈活的架構也能夠更好地適應5G技術的發展，減少硬件設備的更新。徐皓對雷鋒網(公眾號：雷鋒網)表示：“如果能在5G的靈活架構上通過軟件升級實現這些新特性和新技術，就無需通過硬件升級的方式更新網絡和設備。但如果5G新標準中出現了較大變化的新特性或技術，就需要通過硬件升級的方式實現更新。”
未來，5G技術在低頻段的廣域網和高頻段的毫米波仍將繼續演進和創新，低頻段可以提供更廣的網絡覆蓋，但全球的低頻頻譜資源都很有限。毫米波頻段可以提供更大的帶寬，實現更高速率，但毫米波最適合的是熱點覆蓋，比如企業內部的會議室、大型體育場館、中心或者音樂廳，以及各類交通樞紐如機場、火車站、地鐵站等。
當然，5G技術在6GHz以下的以頻段和毫米波頻段的技術仍將持續創新。
5G廣域網
MWC 2019上，高通首次宣佈在聖迭戈搭建基於3.5GHz頻段的獨立組網模式（SA）端到端OTA測試網絡。2020年，高通有增強了多基站、多用户MIMO網絡能力，總計16層，實現高達每赫茲50bits/s的頻譜效率，相當於在100MHz帶寬下網絡速率超過5Gbps。
這個先進5G廣域大規模MIMO OTA測試網絡對於用於體驗的意義在於，當用户位於距離基站超過2000英尺（約610米）範圍時，高通搭建的測試網絡依然能夠為其提供1Gbps左右的下行鏈路吞吐量。
面向Rel-17，高通也啟動了3GPP研究項目，研究5G面向雲遊戲、VR及AR的支持和優化。這個測試網絡還支持創建無界AR原型系統，目標是提供更加沉浸式的用户體驗。
在5G廣域技術演進方面，高通還進行了兩項展示未來5G能力和效率的系統模擬：
- 支持子帶全雙工大規模MIMO的5G網絡系統模擬，可支持同時收發。這不僅能提升整體系統靈活性和頻率效率，還可實現更低時延。
- 系統模擬展示了全新Rel-16 5G定位技術，結合多往返時間（多RTT）和到達角（AoA）定位，支持更精確的廣域户外定位用例。
5G移動毫米波
除了5G廣域測試網絡，高通也在聖迭戈對5G户外毫米波測試網絡的性能進行了擴展。基於28GHz頻段的端到端系統部署了分佈式射頻拉遠（RRH）和中繼器，可進一步增強移動性、擴大覆蓋範圍。
為了測試極端條件下的5G毫米波移動性，高通將搭載驍龍X50的移動測試終端被固定在無人機上，遙控無人機在高通公司園區內穿梭飛行，測試結果顯示：毫米波能夠支持終端高速移動和身處高處時的穩健連接。
另外高通還展示了利用邊緣雲處理超低時延高吞吐量持續任務的無界VR。
更進一步，為了讓毫米波能夠支持更高效的部署、增強移動性以及提高能效，高通完成了三項系統模擬：
- 第一項，系統模擬通過集成接入與回傳（IAB）擴大網絡覆蓋範圍，展示更具成本效益的毫米波密集部署。
- 第二項，系統模擬展示了多個發射接收點（多TRP）的優勢，多TRP能夠支持終端實時連接至多個站址，增強鏈路可靠性及性能。
- 第三項，系統模擬測試了新的終端節電特性，例如喚醒信號和減少信令，這些特性能夠延長5G移動終端的電池續航。
廣域和毫米波創新技術以及標準的持續演進，讓5G技術正在從智能手機向其它智能終端以及新的行業擴展。
無邊界AR
新標準指明5G新戰場
5G架構的靈活性成為5G支持廣泛垂直領域的關鍵，加上正在演進的5G標準，5G的新戰場逐漸明晰。
Rel-16新增了對5G TSN（時間敏感網絡）的原生支持，可支持5G聯網終端之間的精確時間同步。另外，Rel-16還新增了對企業專網和增強型超可靠低時延通信（eURLLC）的支持，可實現高達99.9999%的可靠性和低至1毫秒的確定性低時延。這一新特性與5G TSN原生支持互為補充。這樣的特性能夠滿足工業4.0等需要TSN的需求。
針對這一特性，高通在聖迭戈展示了TSN OTA現網支持的模擬生產線。要機械臂能夠根據看到的零件顏色進行分揀，需要TSN和eURLLC）這兩項技術支持，如果沒有這兩項技術的支持，機械臂就很難精準地把零件分開。
Rel-16的另一項關鍵新特性是增強型5G定位。據徐皓介紹，Rel-16可以支持在80%的時間實現室內3米和室外10米的定位精度。Rel-17可以實現亞米級精度（比如0.3米以內的絕對精度要求）。
並且，與目前大多數的定位技術不同，Rel-16可以僅用一個基站發射的信號就實現定位，再加上對往返時間以及時間差定位的支持，Rel-16可以對現有的蜂窩通信技術的定位進行增強，且更靈活，能與其它定位技術（如GPS和藍牙）實現很好地互補。
圍繞室內環境的工業互聯網，高通展示了利用5G多個發射點測量到達時間差，實現資產跟蹤和自動導引運輸車（AGV）等各類應用的亞米級3D定位。
另外，Rel-16中還新新增了基於距離羣組和傳感器共享的可靠多播通信帶來的諸多優勢。利用這一特性，能夠帶來更高安全性、更高能源效率、加速網絡效應的5G蜂窩車聯網（C-V2X）。
利用這一特性，高通展示了場景中交互性模擬和OTA原型：無論車輛是否具備C-V2X支持，當其駛近交叉路口時，都能夠及時（綜合速度和距離因素）獲知即將穿越路口的車輛尚未減速。
新標準還能夠提供許可、共享和免許可頻譜，以及5G企業專網，企業專網不僅能為應用場景量身定製，讓專用的本地網絡也更容易部署，也能實現更高的安全性。這樣，就能夠在廠房或者碼頭等場景組建企業專網實時監測物流情況，快速掌握本地計算和存儲等物流信息的更新。
Rel-16和Rel-17的新特性
至於第三個標準版本Rel-17，則會開始引入5G物聯網技術，更好地支持海量物聯網，從eMTC到FeMTC再到eFeMTC，還有NB-IoT都可以演進至5G。
值得關注的是，Rel-17還會引入全新的NR-Light，基於現有的5G技術，帶來更低複雜度、更高能效和更低成本的優勢，能夠應用到高端可穿戴設備、智能電網、高級物流跟蹤、健康監測等應用中。
雷鋒網小結
5G智能手機，只是5G當中重要的應用之一，也只是5G應用的開始。隨着5G標準第二版本以及第三版本的發佈，5G手機在速率、待機時間、定位等方面都會有提升。
更為重要的是，Rel-16、Rel-17標準將會將5G的戰場拓展到AR、工業互聯網、汽車、可穿戴等眾多場景。在標準演進的過程中，不僅會出現新的應用和設備，支持Rel-15標準的設備要實現更好的功能也需要更新，因此，5G的市場潛力足夠巨大，新一輪競賽剛剛開始。雷鋒網
注，文中圖片除頭圖外均來自高通
雷鋒網原創文章，未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。
資料來源：雷鋒網
作者/編輯：包永剛
請按此登錄後留言。未成為會員? 立即註冊