前面LTE工作是为了向5G演进。下面这部分将单独介绍3GPP在5G方面的一些进展。
5G标准时间安排
5G标准制定工作分为两个阶段:
●5G标准第一个版本将于2018年9月完成(Release-15),主要为了满足比较急迫的商业需求。
●5G标准第二个版本将于2020年3月完成(Release-16),将满足IMT 2020提出的目标和所有可识别的用例与需求。
关键需求:5G-NR的设计在核心网应该是先前兼容的,以便于在后期版本中加入新功能。
介绍一下3GPP旗下的两个技术标准群组(Technical Specification Groups, TSA);其中TSG RAN(Radio Access Network)负责制定无线接入部分的功能、需求和接口等。另外一个群组TSG SA(Service and System Aspects)负责有关整体网络架构和系统服务能力相关工作,具体任务包括制定整体架构、服务框架和系统安全框架等。
TSG RAN主要工作
1)定义了下一代接入技术的场景和需求
三大场景:
eMBB (enhanced Mobile Broadband),增强移动宽带
mMTC (massive Machine Type Communications),大规模物联网
URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications),低时延高可靠连接
这三大场景分别对应的频谱分配是:
5G频谱分为6GHz以下和6GHz以上两类)
eMBB:6GHz以下和6GHz以上频段
mMTC:6GHz以下频段
URLLC :6GHz以下频段
对应的网络部署场景:
室内点场景:室内高流量和高用户密度。
密集城区:密集城区高流量和高用户密度区域(宏站和小基站联合覆盖,或宏站单独覆盖)
农村:农村大面积连续覆盖(需重点关注高速行驶的汽车)
城区宏站:城区连续覆盖
高速场景:高铁、动车等连续覆盖
超偏僻超远覆盖场景:为低ARPU和用户稀少区域提供基本通信服务,包括荒野和公路沿线部署的物联网。
城区大规模连接覆盖场景:主要针对城区大规模物联网实现连续覆盖
公路或高速路场景:对高速行驶的车联网实现覆盖
车联网城区网格场景:密集城区车联网
5G-NR需求:
从省电状态到数据传输状态的控制面时延:10ms
URLLC用户面时延:0.5ms
eMBB用户面时延:4ms
非频发小数据包时延:10s
移动性中断时间:0ms
非频发物联网小数据包流量模式的电池寿命:15年
移动性范围:0km/h到500km/h
无线接入网应该具备最小化回传和信令负荷的能力
2)完成了6GHz以上频段信道模型讨论
由于5G将运行于 6GHz以上的毫米波频段和更复杂的应用场景,比如500公里/小时的高速移动或大规模天线系统,这些使得现在的信道模型不再适用,因此,3GPP讨论了频段从6GHz到100GHz的新一代信道模型和建模方法等,以满足未来5G需求。
其中信道模型的研究场景包括:城区微蜂窝(Urband Microcell, UMi)、室内办公室和购物商城、城区宏蜂窝(Urband Macrocell, Uma)等。
建模方法主要讨论了:随机模型(Stochastic model)、基于地图模型(Map-based model)、和混合式模型(Hybrid model)等。
3)确定NR(New Radio)组网方式
定义了两种NR(New Radio)组网方式:Standalone(独立)和 Non-Standalone(非独立) NR组网
非独立NR组网就是将NR控制面锚定于现有的LTE核心网,而独立NR组网是指NR的用户面和控制面独立部署于5G。
待确定LTE和5G-NR(Next Generation Radio)的组网选项
各成员提出了多种组网选项,比如德国电信提出了12种,但哪些选项将被列入标准,将在2016年12月或2017年3月确定。
另外,关于用户面和控制面的分离、C-RAN功能分离和前传接口等讨论将在2017年1月完成。 TSG SA主要工作
1)SMARTER
TSG SA启动了新服务和市场使能技术(SMARTER,New Services and Markets Technology Enablers)研究项目,探讨未来5G的潜在服务、市场、应用场景和可能的使能技术。今年6月份已完成SMARTER研究,预计标准将于2017年3月完成。
SMARTER主要归纳了五大应用范围
包括:
●增强型移动宽带(Enhanced Mobile Broadband, eMBB):包括增强现实、虚拟现实等需要高速率高容量的网络应用。
●关键通信(Critical Communications, CriC):包括工业控制、云端机器人、无人机对可靠性要求极高的应用。
●大规模物联网(Massive Machine Type Communication, mMTC):包括智慧城市、智能电表等需要连接大量终端的应用。
●网络运营(Network Operation, NEO):包括网络切片等需要更加灵活的运维网络。
●增强型车联网(Enhancement of Vehicle-to-Everything, eV2X):包括车对车、车对人等车联网应用。
2)下一代通信的网络结构和安全
主要包括QoS构架、策略管理、对话管理、计费、鉴权、切片管理等等内容。
比如网络切片是一个很热门的话题,其目的就是网络根据不同的场景或服务需求提供不同的切片,因为它可以将不同UE隔离,当这些不同类型的UE连接网络时,彼此不会相互影响,即使当某个切片中的UE断线,或某一个网络切片服务中断,都不会影响到其它网络切片的连接服务。
但是,这样一来,无线接入网如何识别和选择UE就变成了一大挑战。UE如何接收所属切片的信息?无线接入网如何识别切片并将UE的信息传送到其所属的切片?UE如何连接不同类型的切片?等等,这些都属于这一部分要讨论的内容。