卫星电话、高铁接续网、直连通信 5G第三版标准R17中的“黑科技”

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    卫星电话、高铁接续网、直连通信 5G第三版标准R17中的“黑科技”

    发布日期:2022-12-11 08:24    点击次数:106

    苹果新品将支持卫星通信的传言已经几次激发普及磋商,事实上,这一功用的实现并不是高不成攀。

    今年3月下旬3GPP实现了全球5G标准的第三个版本——Release-17的功用性冻结。在Rel-17标准中,就引入了卫星通信的新特点。除此之外,Rel-17的直连通信,将支持随便范例的两个终端间接通信,也就是说你手中的智能手机可以或许像对讲机同样应用,但比对讲机更为低档。

    Rel-17还将更高效地支持更低宏摩登的物联网终端,带来厘米级精度的定位,更好餍足XR(扩张事实)的需要。良多人都市等候高铁上接续网,5G手机更好的续航表现也将逐个实现。

    这迎面,藏着哪些5G黑科技?

    5G演进的第一阶段实现

    移动通信技能约莫每十年更新一代,在这十年中,每一代移动通信技能都市持续的演进和完善。Rel-17是5G的第三版标准,也是5G实现第一阶段演进的符号。接上去的第二阶段,5G标准还会有Rel-18/1/20第二阶段,也称作5G Advanced阶段。

    5G在2019年商历时是基于5G标准的第一个版本Rel-15,着重点在于增强移动宽带(eMBB)的提升,也是5G演进的奠基石。

    5G第二个版本标准Rel-16的重点在于,推动5G向行业的扩张,比喻在这一版本的标准中,引入了对免容许频谱(NR-U)的支持。也就是说,除了国家分派给运营商的容许频谱外,在免容许频谱也能支持5G应用,增强了5G应用的灵巧性,并且Rel-16新增了全新的直连通信和定位等功用。

    Rel-17作为Rel-16的持续,从多个方面推动技能倒退,蕴含容量、笼盖、时延、能效和移动性。一些关键范畴的提升蕴含:

    进一步增强的大局限MIMO:Release 17中的这一名目专注于为部份关键技能范畴带来增强特点,蕴含增强的多TRP(发射和领受点)陈列和增强的多奔忙束运行,在SRS(探测参考旗子灯号)触发或切换,以及CSI(信道形态信息)测量或报告方面带来提升。

    笼盖增强:针对Sub-7GHz、毫米奔忙和非低空收集的多样化陈列,Release 17为下行掌握和数据信道盘算引入多个增强特点,比喻添加重传次数以提升牢靠性,以及跨多段传输和跳频的联合信道估量。

    终端节电:为了进一步延长移动终端电池续航,Release 17为处于余暇态/非生动态情势和跟尾态情势的终端带来节电增强特点。比喻,该特点支持削减非须要的终端寻呼领受,无线链路的终端测量放松以及其他全新功用。

    频谱扩张:Release 17中的另外一个首要名目就是扩张现有的5G NR盘算,从而将毫米奔忙频谱范畴从24.25—52.6GHz扩张至高达71GHz,3GPP也称其为FR2-2频段。该特点蕴含支持全球60GHz免容许频段,助力催生新用例和新陈列。

    增强的IAB和俭朴中继器:针对更高效的5G陈列,尤为是毫米奔忙陈列,Release 17中增强的IAB(集成接入与回传)支持同时收发(即空间别离全双工);其他Release 17还引入了俭朴中继器(即缩小和转发中继),成为具备成本效益的根基设置装备摆设新选项,协助扩张FDD和TDD的收集笼盖。

    进一步增强的URLLC、企业专网和其他用例:Release 17持续为产业物联网等严苛应用带来更好的支持,为URLLC(超牢靠低时延通信)引入全新增强特点,比喻增强物理层反映,提升免容许频谱兼容性,终端内复用和优先级排序等功用。

    用一般易懂的话来说明,进一步增强的大局限MIMO兴许在用户移动的时光旗子灯号和跟尾更为颠簸,并且兴许削减耽误。笼盖增强和终端节电都相比苟且理解,从通信技能和收集陈列多方面实现更好的旗子灯号笼盖。

    频谱扩增也苟且理解,但这里再重点介绍。移动通信最首要的资源就是频谱,5G商用之初,频段就已经蕴含低频的6GHz下列,以及高频的毫米奔忙频段。到了Rel-17,低多次段最高可以或许到7.125GHz,毫米奔忙频段分为两个部份,一个是FR2-1,这是Rel-1五、Rel-16中定义的毫米奔忙,最高能到52.6GHz;另外一个是Rel-17新扩张的FR2-2,从52.6GHz到71GHz的频段。

    也就是说,Rel-17起头,5G的频谱正确的说法是Sub 7GHz和毫米奔忙频谱。

    高通公司中国区研发担当人徐晧博士介绍,“从前的毫米奔忙频段FR2-1兴许供应800MHz的带宽,往常FR2-2的带宽可以或许高达1.6GHz,以至还可以或许到2GHz。”

    更大的带宽就像是拥有更宽的高速公路,兴许实现更高速率,有助于进一步增强超牢靠低时延通信,也能实现更多应用。

    一般来说,从标准实现到产品商用简单需要1-2年时光。如今只是Rel-17实现了功用冻结,要等今年六月份Rel-17的ASN.1冻结,也就是Rel-17全体的细节全副肯定,Rel-17全体的标准才算实现。

    由此推算,支持Rel-17的商用产品开始要2023年下半年本事商用,但Rel-17兴许带来的全新应用异样值得等候。

    值得等候的5G新应用

    卫星通信

    对付一般用户而言,Rel-17中引入的面向非低空收集(NTN)的5G NR支持大约最能吸引巨匠的兴致。卫星通信分为良多范例,蕴含同步卫星、低轨卫星、中轨卫星等。

    面向非低空通信的5G NR首要支持两种范例的终端:一种是基于CPE的卫星回传通信,比喻在房屋外领受卫星电视旗子灯号的卫星领受器;另外一种是与手持设置装备摆设的间接通信,比喻智能手机、支持eMTC和NB-IoT功用的物联网设置装备摆设。

    “卫星离低空的距离异样远,所以这两类终端只能支持低速率服务,但也很有意义。”徐皓默示,“比喻在没有旗子灯号笼盖的区域,可以或许经由过程智能手机收回呼唤旗子灯号,讲述卫星收回旗子灯号的主体和所在的职位地方。或许在相比疏落的区域,有森林防火或许气象瞻望的通信需要,在这些区域安放一些可以或许与卫星跟尾的传感器,行业新闻而实现对此前蜂窝收集难以笼盖区域的通信支持。”

    卫星通信更首要的价钱在于可以或许笼盖地球上险些全体的职位地方,是作为蜂窝收集难以笼盖的支持,高速率低时延的5G通信首要照旧要附丽蜂窝收集。

    高铁通信

    5G商用当前,就已经有对付高速移动设置装备摆设的支持,但事实的休会还不敷好。这是因为,良多人在高铁上手机跟尾的是左近的基站,高铁倏忽加速停航当前,没有及时地切换到高铁沿线的基站上就苟且掉包。

    Rel-17定义了一个优先级,可以或许讲述手机在高速移动的情形下优先切换到高铁沿线的基站,这样就能在高速移动的高铁上获取更好的收集休会。

    直连通信

    Rel-16初度引入了直连通信功用,直连通信的意义是,终端之间没有经由过程基站举行的通信,但Rel-16的直连通信仅限于车与车之间的通信。

    直连通信和对讲机有类似的地方,但更为低档。

    对讲机需要按一下本事讲,但在直连通信下,单方可以或许同时交流。把两个对讲机调到一个频道上就能通信;然则直连通信更灵巧,既可以或许经由过程基站来直立跟尾,也可以由两个支持直连通信的手机彼此找到对方而后举行跟尾。

    Rel-17进一步扩张了直连通信功用,支持随便范例的两个终端(比喻手机和手机、手机和手表或手机和眼镜)之间的通信。

    直连通信有良多应用处景:比喻民众安好用例,要是基站因为地震和火灾等要素不克不迭畸形事变时,用户可以或许经由过程手机和手机之间的间接通信与失散的家人及时获得联络;在物联网场景下,可以或许实现两个物联网终端在不跟尾基站的情形下间接通信,勤俭更多资源;再比喻差别用户在一个房间内打游戏,要是终端可以或许在不跟尾到基站的情形下举行直连通信,就能实现更高速率、更低时延以及更低功耗。

    据雷峰网相识,Rel-17针对从前版本的直连通信做了良多优化,比喻增强节电特点和改进资本分配等。对付资本分配有一个很好的例子,在Rel-16版本中,A汽车需要事后晓得哪些资源余暇了本事举行下一步传输,从而防止通信纷扰扰攘侵略和抵触;在Rel-17中,A汽车可以或许随机选一个资源举行传输,要是没法直连通信再监测看看是否有其他相宜的余暇资源,这样就不需要检测一遍全体资源再做抉择,从而改进资本分配、升高功耗并行进牢靠性。

    Rel-17针对直连通信的另外一项优化是引入了直连通信中继,可以或许实现更大的收集笼盖范畴。比喻,当A手机没法与迩来的基站相连时,A手机可以或许经由过程与在基站收集笼盖范畴内的B手机举行直连通信,从而使A手机终究跟尾到基站。

    徐皓讲述雷峰网,“直连通信得当距离相比近的应用处景,因为它传输的范畴无限,根蒂根基是几百米之内的相比小范畴,具体范畴和是不是视距传输(Line of Sight)以及具体传播情形无关。直连通信的速率也和传输距离无关,距离越近、衰减越小、速率越高。直连通信兴许催生一系列互换性应用。”

    无界XR

    XR包孕了AR(增强事实)、VR(虚拟事实)、MR(领悟事实)三种技能,XR也被视为进入元宇宙的入口。Rel-16中就已经有针对XR的研究;Rel-17进一步XR用例的流量需要,比喻往返时光、单向包耽误预算和误包率等。

    徐皓指出,“相比手机等终端,XR终端是全新定义的终端范例。如今对这种终端所需的数据包、掉包率与用户休会之间的纠葛都还不敷相识,因而需要对这种终端的流量需要和评估编制举行探索,同时对这种终真共性能举行评估。如今,基于5G NR的XR已经纳入了Rel-17的研究名目,在Rel-18及未来版本中还会持续推动技能演进和增强。”

    除上述应用,Rel-17为了高效地支持更低宏摩登的物联网终端(比喻传感器、可穿着设置装备摆设、视频摄像头),将5G NR盘算带宽(100MHz)缩窄至Sub-7GHz频段的20MHz和毫米奔忙频段的100MHz。在绝大部份Sub-7GHz新频段(比喻n7七、n7八、n7九、n41等频段),传统5G NR终端平日需要装备四根领受天线;而这一名目将NR-Light终端的领受天线数缩减至一根或两根。该名目还支持能效提升,以及支持RedCap终端与其他5G NR终端共存。

    Rel-17也进一步提升了5G定位,餍足蕴含厘米级精度在内的更为严苛的用例需要。同时增强了其他增强特点,比喻升高定位时延,行进定位效劳以扩张容量,以及实现更优的GNSS(全球导航卫星体系)辅佐定位性能。

    RedCap或NR-Light、非低空收集(NTN)、扩张直连通信、增强的精准定位、扩张广播/多播、无界XR之外,Rel-17另有良多较小的5G体系增强特点名目,蕴含增强的多无线电双跟尾、多SIM卡支持、更高阶调制、零散数据传输、休会品格、数据收集和RAN切片等。

    5G的杀手级应用

    5G的标准已经演进到第三个版本,为什么尚未出现杀手级应用?“杀手级应用需要必定的时光来酝酿,比喻说事先做3G的时光,数字通信已经进去了一段时光,智能手机的推出才带来了真实的杀手级应用。”徐皓默示,“基于5G的技能劣势,我们也看到了良多有后劲的应用,比喻XR应用,手机端观看4K或许8K视频直播也是很好的应用,5G毫米奔忙应用也值得等候,此外一个相比好的应用是5G医疗应用。”

    5G的愿景是改变社会,这也意味着5G将会变得无处不在,要从手机拓展到种种垂直应用当中,这着实也是Rel-17特点重点支持的应用,但5G与垂直行业的联合需要更长时分。

    “每个行业都有本人的运行周期,改变这个行业中的产品需要一些时光。比喻,5G可以或许供应高牢靠、低时延的跟尾,但真正要改变行业中的古板人应用,照旧需要有必定的时光来将5G与行业应用做联合。”徐皓指出。

    通信技能作为实体世界、虚拟世界、数字世界这三个世界之间的交互,以及实现元宇宙最焦点的技能之一,需要接续演进。自然需要全副业界的接续尽力和贡献,比喻在Rel-17中,高通贡献了五个关键技能发明:毫米奔忙扩张、引入RedCap(NR-Light)终端、终端增强、引入非低空收集(NTN)的支持(首要指卫星通信)、引入对拓扑扩张的支持。

    5G Advanced时代即将到来,6G标准的磋商也将在2025年阁下起头磋商。5G的杀手级应用究竟是什么?

    注,文中配图来自高通



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