3GPP R17，到底在研究些什么？

本文来源：网优雇佣军

3GPP R16版本终于冻结了。

在R16标准版本中，NR功能被进一步扩展到新的垂直行业中，比如交通运输、工业物联网、制造业、汽车（V2X）行业等。

与此同时，5G NR还进一步增强了容量和效率，包括MIMO增强、IAB、CLI/RIM、UE节能、uRLLC增强、NR-U、NR定位、2-STEP RACH、双连接和载波聚合增强等。

在系统架构方面，R16增强了SBA（基于服务的架构），提升了SMF、UPF部署的灵活性，支持基于位置服务提供商业服务，增强了UE能力信令和RAN自组织网络等。

那么，接下来，3GPP R17版本将主要讲些什么呢？

NR-Light

大家都知道，NB-IoT和eMTC是简化版、轻量版的LTE，针对低功耗、低成本、低速率、大连接和广覆盖的物联网应用而生。进入5G万物互联时代，也需要一个简化版、轻量版的5G NR，他就是NR-Light。

为什么需要NR-Light呢？

5G定义了eMBB、uRLLC和mMTC三大场景，eMBB主要针对4K/8K、VR/AR等大带宽应用，uRLLC主要针对远程机器人控制、自动驾驶等超高可靠超低时延应用，而NB-IoT和eMTC将演进为mMTC，主要针对低速率的大规模物联网连接。

简单的讲，uRLLC针对的是“高端”物联网应用场景，而mMTC针对的是“低端”物联网应用场景，那么问题就来了，在eMBB、mMTC与uRLLC之间存在的“中端物联网市场”的空白地带谁来解决？

比如以5G智能制造为例，只有机器人控制、AI质量检查等应用才需要超大带宽和超低时延的网络能力，而对于工厂内的监控摄像头、大量传感器而言，超大带宽和超低时延可能就是浪费，而NB-IoT/eMTC在时延和带宽能力上又不能满足需求。

这个空白地带就是NR-Light的用武之地。

NR-Light的性能与成本介于eMTC/NB-IoT与NR eMBB/URLLC之间，仅占用10MHz或20MHz带宽，支持下行速率100Mbps，上行速率50Mbps，主要应用于工业物联网传感器、监控摄像头、可穿戴设备等场景。

NR-Light主要研究方向包括：

•降低UE成本和复杂性

•减少UE上下行带宽

•减少UE RX天线，包括2RX和1RX

•降低基带复杂度

•降低UE Tx功率等级

•研究进一步提升UE能效的技术

•研究RRC IDLE/INACTIVE节电技术，包括空闲模式RRM、寻呼唤醒等

•研究基于RRC CONNECTED态的低功耗技术

NR V2X增强

蜂窝车联网（C-V2X）旨在把车连到网，以及把车与车、车与人、车与道路基础设施连成网，以实现车与外界的信息交换，包括了V2N（车辆与网络/云）、V2V（车辆与车辆）、V2I（车辆与道路基础设施）和V2P（车辆与行人）之间的连接性。

V2X消息可以通过Uu接口在基站和UE之间传输，也可通过Sidelink接口（也称为PC5）在UE之间的直接传输，即设备与设备之间直接通信。

为了将蜂窝网络扩展到汽车行业，3GPP在R14引入了LTE V2X，随后在R15对LTE V2X进行了功能增强，包括可在Sidelink接口上进行载波聚合、支持64QAM调制方式，进一步降低时延等。

进入5G时代，3GPP R16版本正式开始对基于5G NR的V2X技术进行研究，以通过5G NR更低的时延、更高的可靠性、更高的容量来提供更高级的V2X服务。

 

R16版本的NR V2X与LTE V2X互补和互通，定义支持25个V2X高级用例，其中主要包括四大领域：

•车辆组队行驶，其中领头的车辆向队列中的其他车辆共享信息，从而允许车队保持较小的车距行驶。

•通过扩展的传感器的协作通信，车辆、行人、基础设施单元和V2X应用服务器之间可交换传感器数据和实时视频，从而增强UE对周围环境的感知。

•通过交换传感器数据和驾驶意图来实现自动驾驶或半自动驾驶。

•支持远程驾驶，可帮助处于危险环境中的车辆进行远程驾驶。

R17 V2X增强将NR Sidelink直接通信的应用场景从V2X扩展到公共安全、紧急服务，乃至手机与手机之间直接通信应用。为了更好的让Sidelink支持新应用，R17还将致力于优化Sidelink的功耗、频谱效率、可靠性、时延等。

NR多播和广播服务

还记得4G时代吗？3GPP在R9版本定义了eMBMS，也称为LTE广播（LTE Broadcast）。通过eMBMS，网络可以向小区范围内的多部手机单向广播相同的内容。

eMBMS可支持的商业用例包括移动电视直播、视频点播（内容预加载）、广告推送、车载娱乐、公共安全等。当时，一种被称为“Venue casting”的用例被业界广泛看好，它主要应用于体育赛事、演唱会等直播场景。

以全球最火的足球比赛直播为例，运营商可以通过eMBMS同时向很多观众的终端设备单向广播视频流，以提升网络资源使用效率，让用户随时随地都能观看高质量的直播；同时，运营商还可以通过预加载和缓存内容、大批量的定制广告等方式，让用户在边观看直播的同时，还能按需实时回放内容、多角度观赛，以及在线视频购物和博彩等。

▲Venue casting用例

随后于2017年，3GPP在R14版本中进一步增强了eMBMS功能，推出了enTV（增强型电视），这一次系统性地定义了如何通过移动通信网络广播数字电视内容。

但5G NR还不支持多播和广播服务，所以R17将开始研究基于5G NR的多播和广播服务。

NR多播和广播服务研究主要针对公共安全多播和Venue casting场景。以公共安全多播为例，如遇到突发事件，可以让特定位置的大量用户能够同时接收到警告或通知。

NR定位增强

卫星定位在室内无法使用，LTE和WiFi定位技术又不精准，为此，5G在R16版本中增加了定位功能，其利用MIMO多波束特性，定义了基于蜂窝小区的信号往返时间（RTT）、信号到达时间差（TDOA）、到达角测量法（AoA）、离开角测量法（AoD）等室内定位技术，定位精度可达到3-10米。

但这样的定位精度对于一些工业物联网应用还不够，为此，R17将进一步把室内定位精准度提升到厘米级，大概是20-30厘米左右。这对于5G使能工业物联网非常重要。

IAB增强

IAB，Integrated Access and Backhaul for NR，即5G NR集成无线接入和回传，其可通过扩展NR以支持无线回传来替代光纤回传。

 

IAB尤其适用于5G毫米波。由于毫米波传输距离短，需要部署密集的微站，意味着需要挖沟架线敷设密集的光纤回传，而IAB通过无线回传替代光纤，可以大幅降低部署难度和成本。

在IAB技术下，接入链路可以与回传链路使用相同的频段，称为带内工作；也可采用不同的频段，称为带外工作。

R17的IAB增强致力于提升效率和支持更广泛的用例，比如让网状网拓扑更动态，比如将IAB应用于通信应急抢险。

XR评估

XR指的是扩展现实，其中包括AR、VR和MR（混合现实）。5G边缘计算让云端的计算、存储能力和内容更接近用户侧，使得网络时延更低，用户体验更极致，使能AR、VR和MR等应用。同时，得益于5G低时延、大带宽能力，终端侧的计算能力还可以上移到边缘云，使得VR头盔等终端更轻量化、更省电、更低成本。这种“轻终端+宽管道+边缘云”的模式将砍掉VR/AR昂贵的终端的门槛，摆脱有线的束缚，从而推动XR应用普及。

R17将评估这种边缘云+轻量化终端的分布式架构，并优化网络时延、处理能力和功耗等。

NB-IoT/eMTC与非地面网络集成

5G的梦想是万物互联，是全连接、全覆盖。但要实现这个梦想太难，运营商不得不花很多钱，建很多基站，尤其是偏远山区，建站成本高的吓死人，还几乎没有收入。即使不差钱，海上行驶的船只、空中飞翔的飞机，你怎么去覆盖？

最好的办法就是让地面的蜂窝网络“通天”，即与非地面网络（NTN），比如卫星网络融合，打造立体式的广覆盖。

3GPP R16已经研究5G NR与非地面网络的融合，R17版本将进一步研究NB-IoT/eMTC与非地面网络集成，以支持位于偏远山区的农业、矿业、林业，以及海洋运输等垂直行业的物联网应用。

INACTIVE态下小数据包传输

全称为NR small data transmissions in INACTIVE state。

众所周知，4G LTE的RRC状态只有两种：RRC_IDLE和RRC_CONNECTED，5G NR多引入了RRC_INACTIVE。

在RRC INACTIVE状态下，终端处于省电的睡眠状态，但它仍然保留部分RAN上下文（安全上下文，UE能力信息等），始终保持与网络连接，并且可以通过消息快速唤醒从RRC INACTIVE状态转移到RRC CONNECTED状态。这样做可以减少信令开销，可以快速接入，降低时延，还能更省电。

R17将支持在INACTIVE状态下就能直接进行小数据包传输，可以最大程度地降低功耗，这对于一些工业物联网应用（比如传感器升级）和智能手机的微信、Whatsapp等聊天应用非常受用。

NR覆盖增强

NB-IoT/eMTC增强了覆盖能力，可以提升蜂窝物联网的覆盖范围。但一直以来，全球农村地区的eMBB应用一直被忽略。据统计，全球还有近一半的人口不能连接互联网，这个数字鸿沟怎么填？与此同时，5G频段越来越高，单站覆盖范围越来越小，网络覆盖扩展越来越来难。

为此，R17将评估5G NR重耕低频段的性能，评估上下行物理信道的覆盖等，研究覆盖增强方案。

频谱范围扩到71GHz

5G NR频谱范围（FR）分为FR1和FR2，其中FR1为410MHz - 7.125GHz，FR2为24.25GHz – 52.6GHz。R17将5G NR的频段范围从52.6GHz扩展到了71GHz。

其他

• Multi-SIM

R17将首次研究支持双SIM卡或多SIM卡的Multi-SIM设备，3GPP将致力于改进Multi-SIM技术，比如一部手机支持多张SIM卡、支持不同的网络时可互不影响。

• NR MIMO

进一步增强MIMO能力，改善波束赋形和波束管理，并减少相关开销。

• NR DSS增强

DSS，动态频谱共享，在R16中已进行了大改进。R17将进一步探索更优的跨载波调度。

• 进一步增强MRDC

MRDC，Multi-Radio Dual Connectivity，该机制可在用户流量下降时快速deactivate不需要的无线发射，从而可节省电量。

• NR UE Power Saving Enhancements

5G终端耗电和发热是用户最关心的问题之一，3GPP正在研究进一步降低5G设备功耗的办法。

另外，R17还将研究RAN切片、SON/最小化路测数据收集增强、针对5G不同业务需求的QoE管理和优化、NB-IoT和LTE-MTC增强等项目。

阶段性的目标已经实现，新的旅程又将开始。3GPP将引领5G通信技术走向何方，让我们拭目以待！