帶你讀《5G 無線增強設計與國際标準》第一章5G無線增強設計概述1.2 5G 無線增強關鍵技術總體設計思路

1.2 5G 無線增強關鍵技術總體設計思路

3GPPNRR16版本的演進以 R15版本為基礎，充分保證了前向相容性。R16版本沒有改變 5GNR的基礎設計（如調制編碼方式、基本的波形、系統基礎參數配置、幀結構配置、大規模天線架構、系統接入架構、HARQ機制等），主要的增強聚焦千新功能的引入和對已有特性的待續優化。

從圖 1-1可以看出，3GPPNRR16版本通過多個項目對 R15版本的标準進行全方位的增強，内容涉及時延、速率、可靠性、覆寫方式、接入方式、功耗和應用場景等多個方面。各個項目雖然包含内容多樣，但仍然可以展現出一些整體的設計思路，具體如下。

1.    頻譜效率持續提升

頻譜效率提升是無線網絡待續追求的目标。R16的設計中對頻譜效率提升最直接的方式是繼續提升大規模天線的性能，增強的内容包括信道狀态資訊回報、多點協作傳輸、波束管理、上行滿功率傳輸以及低 PAPR參考信号等。在高低頻聯合部署的系統效率提升方面，R16   版本支待了更加多樣的載波聚合和雙連接配接方式。在降低開銷方面，每個項目的增強中，盡量重用目前的控制資訊或者采用更低系統開銷的設計，避免增加系統開 銷，降低頻譜使用效率。

2.    更高可靠和更低延遲時間

對超高可靠低延遲時間業務的支待是5G網絡的一大優勢。NRR15版本支待 1ms空口時延和99.999% 可靠性， R16版本則以使能更高性能要求為目标，支待更高可靠性（99.9999%）和更低空口時延（0.5~1ms    量級），滿足電網差動保護、工廠自動化、遠端駕駛、智能交通、增強現實和虛拟現實等典型應用場景的性能要求。為實作這一目标，R16中對接入機制、上下行控制信道、資料信道、排程機制、HARQ回報機制、不同業務複用機制進行了系統增強。

3.    更節能的設計

能耗是 5G重要的設計名額，提高 5G終端能量效率，可直接延長電池壽命、提升使用者體驗，對 5G網絡順利部署且廣泛應用至關重要。在 R16标準化過程中，對終端節能進行了重點讨論和設計，進行了從實體層到高層的全面優化。終端節能的設計中不僅考慮了節能的問題，還兼顧了業務性能，通過精細化的設計，在不影響業務體驗品質的前提下達到節能的效果。

4.    更靈活的網絡部署方式

為提供更高的系統容量，超密集組網是 5G的關鍵技術之一。超密集網絡下的接傳入連結路和回傳鍊路，對傳輸速率及時延都提出了更高的要求。傳統無線網絡的回傳鍊路大多采用有線電纜或光纖，但是有線回傳使用效率低，容易造成投資浪費。為了避免上述問題，3GPP在 R16版本引入了無線回傳的概念，即回傳鍊路和接傳入連結路使用相同的無線傳輸技術，共用同一頻點，通過時分/頻分/空分的方式複用資源。通過該技術的使用支待靈活的自組織傳輸節點部署，可有效降低部署成本。

5.    多種頻譜聯合使用

基千 R15版本的 NR隻能運作在授權頻譜，授權頻譜可以提供高品質的連接配接。非授權頻譜雖然不能像授權頻譜一樣提供完全受保障的高品質通信，但是 5GNR支待非授權頻譜的使用仍然可以帶來巨大的價值：一方面可使現有的營運商和廠商能夠很好地擴充使用現有對 4G、5G的無線和核心網絡的投資；另一方面也可以擴充未來5G在垂直行業的應用。R16版本通過對接入機制、上下行信道及信号、HARQ機制、排程機制的增強支待了 5GNR在非授權頻譜的部署。

6.    重點需求定制化增強

5G除資料傳輸功能外，也支待以定位為代表的重要應用。3GPP在 R16階段完成了基千 NR信号進行 UE定位的第一個标準版本，彌補了 R15标準不支待基千 NR信号進行 UE定位的不足。R16所定義的目标性能名額包括政策監管的緊急服務定位性能名額和商業應用定位性能名額兩類。R16支待的定位精度為米級，可以滿足相關業務名額要求。

車聯網是 5G重要的應用場景之一，支待基千 5GNR的車聯網也是 5GNR标準化的重要演進方向。在 NRR15架構下，R16的 5GV2X項目重點引入了基千 NR的 Sidelink設計，重點标準化了發現機制，車聯網特有的接入、控制、資料和回報信道及同步機制。通過系列關鍵技術的标準化，基千 5GNR的車聯網可以支待車聯網中車輛編隊、進階駕駛、外延傳感器、遠端駕駛四大典型應用，同時可以很好地與基千LTE  的 LTE-V2X裝置與網絡聯合部署。

NRR16版本雖然标準化了多個項目，但是從标準版本上還是采用統一的标準版本管理。各個項目對标準産生的影響在 R16後期統一納入已有标準中。從 NRR16正式釋出的标準來看，并不能顯式區分标準中哪些内容專門為哪一項業務定義。在實際的部署和業務應用中，不同類型的終端可以根據完整的規範選擇必要的特性進行支待。