3GPP R15——5G時(shí)代的里程碑

世界移動(dòng)大會-上海MWC即將在6月27日盛大舉行，5G仍然是最熱門的話題。與此同時(shí)，作為目前業(yè)界最主流的無線接入技術(shù)LTE將如何演進(jìn)并加速5G NR的部署，加速物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)快速發(fā)展，也是業(yè)界主流廠商關(guān)注的話題。

LTE自誕生以來，以其相對3G巨大的技術(shù)進(jìn)步以及快速完善的生態(tài)系統(tǒng)，成為有史以來發(fā)展最快的移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)：根據(jù)GSMA統(tǒng)計(jì)，LTE目前已覆蓋全球75%的人口，連接比例已超過2G/3G，并且預(yù)計(jì)到2025年還將持續(xù)增加到50%以上。LTE從最初的滿足移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基本要求，不斷通過引入高階MIMO、ShortTTI等核心技術(shù)，持續(xù)提升頻譜效率，在覆蓋、容量、體驗(yàn)等多個(gè)層次提供移動(dòng)用戶最佳體驗(yàn)。

LTE-Advanced Pro R13和R14版本更進(jìn)一步支持mMTC LPWA低功耗廣域網(wǎng)：NB-IoT支持5G所要求的每平方公里1百萬連接以及高達(dá)20dB的覆蓋增強(qiáng)，eMTC則可支持部分中高速率物聯(lián)應(yīng)用。在今年3月3GPP RAN#79次全會形成結(jié)論，NB-IoT和eMTC將是5G時(shí)代mMTC LPWA場景的基礎(chǔ)解決方案，R16不在NR引入類似的解決方案。R14版本同時(shí)也支持了車聯(lián)網(wǎng)V2V / V2X和增強(qiáng)型MBMS（多媒體廣播多播服務(wù)）等多個(gè)垂直行業(yè)的應(yīng)用。

本月14日在美國圣地亞哥舉行的3GPP RAN#80次全會上，3GPP R15版本宣布凍結(jié)。在3GPP看來，這個(gè)版本具有里程碑的重要意義，因?yàn)樗粌H是第一個(gè)5G NR的協(xié)議版本，而且將LTE的空口用戶面從4.8 ms降低至0.8 ms，還引入了對E-UTRAN/NR雙鏈接 (EN-DC)的支持及LTE to 5G new core的支持，使得LTE演進(jìn)成為5G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。因此3GPP在R15的LTE協(xié)議封面上也正式打上了5G的Logo，并將它與R15的NR一起作為5G的使能技術(shù)。

下面我們?yōu)槟鹨唤庾xR15版本在LTE領(lǐng)域的重大增強(qiáng)：

低時(shí)延Short TTI

隨著手游競技的日益火爆，低時(shí)延已經(jīng)成為繼高速率之后用戶體驗(yàn)的又一個(gè)重要指標(biāo)，而且低時(shí)延還將激發(fā)以VR/AR、車聯(lián)、工業(yè)自動(dòng)化等為代表的新一代5G業(yè)務(wù)。因此，R15版本引入了Short TTI技術(shù)，將原有的TTI從1ms（14個(gè)符號）減少到0.143ms（2個(gè)符號），用戶面的空口單向時(shí)延降低到大約0.8ms，滿足了5G對1ms時(shí)延的要求，支持對時(shí)延敏感的新一代業(yè)務(wù)的部署和優(yōu)異體驗(yàn)。

覆蓋增強(qiáng)

LTE R15引入了非相干聯(lián)合傳輸（NCJT），使不同的MIMO數(shù)據(jù)流從不同的傳輸點(diǎn)發(fā)送至同一個(gè)終端，從而提升小區(qū)邊緣數(shù)據(jù)速率以及系統(tǒng)性能。同時(shí)定義了QCL類型C，解調(diào)參考信號（DMRS）分組和增強(qiáng)CSI測量匯報(bào)等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對于小區(qū)平均吞吐量約26％的增益和對于小區(qū)邊緣用戶速率的13％的增益，網(wǎng)絡(luò)覆蓋進(jìn)一步增強(qiáng)。

FWA無線家寬

FWA無線家寬是解決最后一英里的一種主流寬帶接入解決方案，預(yù)計(jì)2018年將新增一千五百萬線，并且被認(rèn)為是5G時(shí)代最先成熟的Use Case之一。 R15進(jìn)一步增強(qiáng)LTE的FWA性能，用于PDSCH的調(diào)制方式從此前的256QAM提高到1024QAM，最高可提升頻譜效率25%，結(jié)合4x4 MIMO技術(shù)，僅需40MHz頻譜就可支持高達(dá)1Gbps的峰值吞吐量。同時(shí)R15版本還特別針對FWA的固定場景進(jìn)一步減少DMRS導(dǎo)頻開銷。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)

自LTE R13以來，NB-IoT和eMTC技術(shù)逐步標(biāo)準(zhǔn)化，為各種用例提供低成本低功耗的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與服務(wù)，在R14版本提升了2倍的連接容量、3dB的深度覆蓋、5~7倍的連接速率。目前NB-IoT生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)成熟，全球已有45張商用網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)2018年將有1.2億NB-IoT連接，覆蓋抄表，停車，共享單車、路燈、農(nóng)牧等數(shù)十個(gè)應(yīng)用場景。為了提供LPWA物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更優(yōu)質(zhì)的性能體驗(yàn)，R15繼續(xù)優(yōu)化時(shí)延、功耗等，其中包括：

? 喚醒信號用于高效監(jiān)聽尋呼，預(yù)計(jì)終端功耗在164dB深覆蓋場景降低30%-45%。

? RACH期間的早期數(shù)據(jù)傳輸能夠在沒有建立RRC連接的情況下進(jìn)行早期數(shù)據(jù)傳輸，從而進(jìn)一步降低延遲和UE功耗。

車聯(lián)網(wǎng)

移動(dòng)的車輛需要LTE-V2X網(wǎng)絡(luò)提供無所不在的覆蓋能力。LTE R14完成LTE-V2X的初始版本，支持基本的安全服務(wù)例如防撞、交通信號燈和車速指示等。在R15中，LTE-V2X繼續(xù)演進(jìn)，支持更高的可靠性（通過傳輸分集），更低的延遲（通過減少資源選擇窗口）和更高的數(shù)據(jù)速率（通過載波聚合和64QAM），增強(qiáng)了車與車之間PC5接口的性能，從而可以滿足更高級的V2X服務(wù)，如車輛編隊(duì)、高級駕駛等。

當(dāng)前LTE-V2X已經(jīng)具備規(guī)模商用的技術(shù)能力，中國積極推動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展。今年1月，發(fā)改委在《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》(征求意見稿)中明確LTE-V2X要在2020年覆蓋90%的大城市和高速公路。今年5月，工信部、公安部和江蘇省共同主導(dǎo)的LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)城市級規(guī)模示范(無錫)啟動(dòng)，預(yù)計(jì)2018年底部署200+路口，發(fā)展10萬車載終端用戶。

助力5G NR快速部署

根據(jù)3GPP規(guī)劃，5G首發(fā)版本包含非獨(dú)立組網(wǎng)Non-standalone（NSA）和獨(dú)立組網(wǎng)Standalone（SA）功能?？紤]到運(yùn)營商對LTE部署的巨大投資，3GPP首發(fā)版本給NSA組網(wǎng)中的option3 EN-DC賦予了高優(yōu)先級，已經(jīng)率先在2017年底R15版本完成?；贓N-DC，網(wǎng)絡(luò)側(cè)LTE&NR優(yōu)勢互補(bǔ)，現(xiàn)有EPC連接的LTE部署可提供廣泛的覆蓋范圍，而NR用于滿足熱點(diǎn)高容量的需求；終端側(cè)，通過增強(qiáng)LTE/NR雙模終端用戶體驗(yàn)?zāi)芰?，促進(jìn)端-端5G NR網(wǎng)絡(luò)部署。

總結(jié)

3GPP R15是一個(gè)里程碑式的重要版本，不僅僅在于它第一次完整定義了5G NR，還在于它賦予了LTE演進(jìn)與5G NR一起成為5G的使能技術(shù)。同時(shí)，LTE R16將繼續(xù)演進(jìn)，在NB-IoT、eMTC、MIMO、廣播、零中斷切換、架構(gòu)演進(jìn)、500km/h高鐵支持和多RAT雙鏈接增強(qiáng)等方面持續(xù)提升性能，打造5G時(shí)代全業(yè)務(wù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

面向5G時(shí)代，運(yùn)營商可以充分利用LTE現(xiàn)網(wǎng)覆蓋、終端、用戶、生態(tài)等優(yōu)勢，持續(xù)演進(jìn)提升網(wǎng)絡(luò)容量和用戶體驗(yàn)，實(shí)踐物聯(lián)、車聯(lián)等新業(yè)務(wù)，從多個(gè)維度獲得收入增加的機(jī)會，并進(jìn)而演進(jìn)到智能管道，以及大數(shù)據(jù)和應(yīng)用平臺，在未來數(shù)字化轉(zhuǎn)型中占據(jù)先機(jī)。