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近日，5G R17標準宣布凍結，標志著5G第二個演進版本標準正式完成。按照3GPP的計劃，R18將開始對5G Advanced進行標準化，開啟了5G標準演進的第二階段創新，R17作為5G標準第一階段收官之作，具有承上啟下的意義，因此受到業界高度關注。
北京時間6月9日晚上10點零4分，在匈牙利布達佩斯召開的3GPP RAN第96次會議圓滿結束。在本次會議上，5G R17標準宣布凍結，標志著5G第二個演進版本標準正式完成。按照3GPP的計劃，R18將開始對5G Advanced進行標準化，開啟了5G標準演進的第二階段創新，R17作為5G標準第一階段收官之作，具有承上啟下的意義，因此受到業界高度關注。
久違的線下會議，見證5G標準的又一里程碑
受疫情影響，從2020年初起，3GPP針對5G標準的工作只能通過線上進行，本次會議是這2年多時間來首次線下會議。過去2年中，來自各國標準化專家只能通過郵件和線上會議軟件形式開展工作，標準化推進工作遇到非常大的挑戰，而專家們依然能夠不負眾望，克服了重重困難，按照預定的時間完成R17標準的凍結，為5G后續產業化提供了強大后盾。
5G標準化本身是一個強度很大的工作，工作強度到了什么地步？此前中國移動研究院的一位專家曾經描述數年前可以在線下進行討論時的場景：會議進程可以說是真真正正地將一份時間掰成三份用。以最近一次美國的RAN1會議為例，我們的代表頂著16小時的時差，在會場從周一線上線下連軸討論到周五，5天只睡了20個小時，實在是挑戰了體力和腦力的極限！
工作負荷有多大，5G提交的標準文檔字數可以體現出來。在R16標準凍結之前，有媒體曾將3GPP所有涉及到5G的標準進行整理統計，最終的數據是什么？3500萬字！平均每篇大約3萬字，有些多的甚至能達到20多萬字，這些都是標準制定專家們的工作成果。假設每天讀1萬字，那將所有文檔看完也需要10年時間。
筆者曾在《一群專家，正在用如此“原始”的通信方式創造最先進的5G》一文中引用了標準專家的工作狀態：“由于3GPP的專家居住在全球不同國家和地區，時差的原因不一定能保證同一時間工作，郵件的處理和討論就存在著時延，而且效率遠遠不如面對面交流。然而，很多專家以7*24小時的工作模式， 盡量克服時差和郵件帶來的時延，為有史以來最低時延的無線通信技術做出貢獻。”本身工作負荷已經非常高，再加上線上工作各種不便，可想而知專家們為了完成R17既定目標，付出了多大努力。
本次在布達佩斯召開的3GPP RAN全會，讓一部分專家現場見證了5G標準又一里程碑誕生。
R17中兩大物聯網新特性值得關注
針對R17版本標準，3GPP RAN全會副主席、中國移動研究院胡南博士在接受人民郵電報采訪時對R17 標準三大特點進行了詳細解讀，主要包括：
一是商用性能提升。R17在5G規模商用之后制定，汲取了實際部署的經驗和新要求，使標準與應用形成閉環。如在uRLLC（超可靠低延遲通信）增強項目中，對時延敏感的工業控制網絡的空口同步精度在R16的±540納秒，進一步提升到R17的±145納秒至±275納秒，可有效解決工業控制的同步精度問題。
二是引入新特性。為了進一步拓展5G應用場景，R17引入了“新終端”“新網絡”和“新功能”。通過降低終端的帶寬和天線數目、簡化雙工傳輸、裁剪協議流程功能、減少功耗開銷等手段，打造新型輕量級終端，滿足低成本、低功耗、中等數據速率的物聯需求，可用于工廠傳感、視頻監控及可穿戴設備等多種應用場景。天地一體新網絡技術的衛星天鏈中繼與地面通信相輔相成，共同構建空天地一體化立體融合網絡，為用戶提供無處不在、無時不在的通信服務。
三是探索新方向。5G組網靈活、拓撲復雜，傳統網優面臨成本高、建模難等問題，需通過人工智能等跨域技術來解決。3GPP RAN在R17的SON（自組織網絡）和MDT（最小化路測）中首次探索了5G與AI的融合，制定了統一的功能框架，為R18 5G+AI標準化奠定了基礎，加速實現自智網絡。
胡南博士在“引入新特性”中所提的兩個新特性舉例，均與物聯網有密切關系。其中，第一個舉例即R17中最備受關注的RedCap，第二個舉例則涉及NB-IoT/eMTC支持非地面網絡。
1、RedCap標準凍結，中高速物聯網有了專門的5G技術支持
RedCap (Reduced Capability)可以說是R17中最受關注的新特性之一，根據3GPP標準化文檔的描述，RedCap主要應用于中高速物聯網場景，包括智能可穿戴設備、工業無線傳感器和視頻監控等業務場景，其速率遠低于eMBB，但高于NB-IoT和eMTC這些低功耗廣域網絡。在對5G NR精簡化和定制化的基礎上，RedCap形成以下特性：
低成本：通過減少終端帶寬，在Sub 6GHz頻段下其最大帶寬為20MHz；減少終端接收天線和層數，支持1收或2收，大幅降低5G終端芯片和模組的成本，預計RedCap模組成本相對eMBB可以降低5倍，規模商用的模組價格可以與Cat 4相當；
大容量和高效共存：通過獨立初始BWP和非小區定義的同步信號工作在5G網絡上，并與eMBB終端高效共存，充分發揮5G大帶寬優勢和大系統容量等代際差異；
可選支持更多功能：包括較低時延、切片、定位、低功耗等能力。
R17標準中，定義了RedCap終端能力，從帶寬、天線數目、雙工模式、調制方式、MIMO層數等方面降低終端復雜度，支持RedCap終端的早期識別，DRX增強，RRM測量放松等。未來，R18將對其進一步進行增強，包括在FR1降低終端帶寬至5MHz、降低終端峰值速率，以及能量效率增強和降低功耗，并推進支持RedCap終端的定位功能。
不過，RedCap雖然受到業界熱捧，但其商用之路還很長。筆者曾在《5G RedCap就快來了！但其全面商用有多難？》一文中從終端成本、網絡覆蓋、物聯網節點更新周期、4G退網時間節點等角度進行分析，RedCap全面商用還需從長計議。
2、NB-IoT/eMTC與衛星通信結合有了全新標準
R17在物聯網方面的一個新增特性是NB-IoT/eMTC支持非地面網絡（Non-Terrestrial Networks, NTN），NB-IoT/eMTC與衛星通信融合，將進一步拓展低功耗廣域網絡的覆蓋范圍，值得業界關注。
眾所周知，NB-IoT和eMTC作為3GPP陣營的低功耗廣域網絡技術，為海量低功耗、低成本、低速率物聯網節點提供接入服務，已成為這一領域的主流，尤其是在一些偏遠地區甚至人跡罕至的區域，NB-IoT和eMTC廣覆蓋的優勢非常明顯。然而，NB-IoT和eMTC需要專門部署基站，偏遠地區大量場景不具備基站部署的條件，此時衛星通信就能發揮作用，NB-IoT、eMTC與衛星通信的融合可以完美解決覆蓋難題。
該課題在3GPP RAN第92次線上會議獲得批準，NB-IoT/eMTC支持非地面網絡并非簡單的做加法，需要大量工作才能實現雙方融合。R17新增支持NB-IoT和eMTC的NTN，定義NTN整體架構，包括定時和同步機制，非連續覆蓋的輔助消息、移動管理、饋線鏈路切換等。通過衛星上的網絡節點和通過饋線鏈路互連的NTN網關，可以為NB-IoT/eMTC節點提供非地面接入，相關終端通過服務鏈路能夠訪問NTN網絡服務。
低功耗廣域網絡支持與衛星通信的融合并非新鮮事，而是近年來的要給發展趨勢，能夠真正為用戶提供無處不再的低功耗接入服務。例如，過去2年Semtech就發布了LoRa Edge LR1110和LR1120兩款產品，均支持LoRa與衛星通信、定位的融合，為客戶在港口、船舶以及海洋、沙漠等無人區的場景提供支持。本次R17提供NB-IoT/eMTC支持非地面網絡新特性，在一定程度上增強了3GPP陣營低功耗廣域網絡的能力。
伴隨著R17標準的凍結，5G產業鏈在商業化過程中將形成一些新的驅動力，也將拓展到更多的場景中，期待R17給產業發展帶來的新變化。
