5G R17标准冻结，是德科技未雨绸缪提供端到端测试能力

北京时间2022年6月6日—10日，3GPP第96次全会在匈牙利布达佩斯召开。会上，5G R17标准宣布冻结。业界一致认为，5G标准演进分为两个阶段：第一阶段包括R15、R16和R17，第二阶段包括R18、R19和R20。因此，R17的冻结意味着5G技术演进第一阶段的圆满结束。

“在5G标准演进过程中，R15定义了超大带宽、超高速率的eMBB，R16强调超低延迟、超级可靠的uRLLC，以及超大规模连接的mMTC。与R15和R16相比，R17特别强调性能的‘增强’。”谈到R17的特点，是德科技大中华区无线市场部经理白瑛表示。随着性能的增强，更多应用场景将从理想变成现实。

RedCap：配齐物联网高中低全套标准

【资料图】

RedCap即“Reduced Capability”，意为“降低能力”。众所周知，5G矢志于追求网速更快、容量更大、功耗更低、能力更强，那么R17为何“反其道行之”提出RedCap，对能力进行妥协和折中？

“场景决定技术方向。”白瑛分析，首先，RedCap对于能力不仅有降低也有增强，增强的是终端功耗管控能力和网络覆盖能力；其次，RedCap有其特定的应用场景需求，能够适应中速率物联网的大规模部署，与4G时代的NB-IoT、eMTC以及5G时代的uRLLC形成互补。

回顾4G时代，NB-IoT、eMTC等LPWA物联网技术的出现满足了大规模、低功耗、超低速率物联网连接的需求，赋能共享单车、智慧井盖、智慧垃圾盖等场景，使得自动开锁、自动报警等成为可能。总结上述场景，白瑛认为部署量大、对于网络实时性和速率要求不高是共同特点。当5G到来后，NB-IoT、eMTC演进到mMTC。同时，R16具备了支持超低延迟、超级可靠uRLLC的能力。uRLLC与mMTC两者共同构成了5G的两大应用场景。

而在NB-IoT、eMTC与uRLLC之间，仍存在大量的中间过渡态需求：能否通过机器视觉识别技术实现车辆实时监控，通过AI判断其是否存在违规；能否通过机器人实现精密仪器的无人操作？“上述应用对于数据量、时延的需求介于NB-IoT、eMTC与uRLLC之间，无法通过两种方式得到很好的满足，在这样的形势下，R17适时提出了折中的RedCap。”白瑛表示。为了更好的推动上述应用场景发展，标准对5G NR做了”轻量化“处理。例如，在FR1频段下，RedCap规定带宽不超过20MHz，而5G NR带宽可达到100MHz。

随着RedCap的引入，物联网的高中低全套标准全面配齐，充分满足各种场景的物联网需求：车联网、高端智能工厂等属于高端应用，由uRLLC实现；垃圾箱、共享单车、水井管道、智能抄表等要求极低，由NB-IoT和eMTC完成；视频监控、高端可穿戴智能设备、高端智能家居等属于中间状态，属于RedCap的应用场景。

NTN：迈向空天海地一体化通信

随着移动通信技术的演进和NTN（非地面网络）等技术的出现，空天地海一体化的美好愿景渐行渐近。白瑛表示，NTN并非新的概念，R16就针对5G NR提出了NTN，形成空天地海一体化的雏形；在R17阶段，NTN实现了对于传统物联网的支持，同时也进一步增强了5G NR 的支持。

众所周知，5G的美好愿景是实现万物互联，而目前的5G全部部署在陆地上，且荒郊野外、丛林湖泊、无人区等尚未覆盖，更遑论空、海、天等场景。然而，野外作业需要5G更广阔的覆盖，为此，业界提出用非地面网络覆盖5G网络所覆盖不到的区域，此即NTN——对于荒野沙漠、海上交通、野外探险等5G信号无法到达的地方，通过NTN给5G用户提供可接受速率的数据业务和语音通话能力。

在解决了人与人5G通信无处不在的难题后，3GPP提出了第二个“小目标”：物与物通信的无处不在。人们发现，在集装箱管理等资产追踪场景，货物经过码头入海航行后，以及在跨越沙漠、海洋的过程中，就进入了地面通信网络覆盖盲区，不过这里依旧存在NB-IoT、eMTC等网络，为此R17提出NTN同时支持传统物联网的想法，实现非地面通信网络与NB-IoT、eMTC的融合，对物联网覆盖能力进行了补充增强。

据悉，目前R17标准就NTN形成了两大工作组：一是5G NR工作组，二是低速率、超大规模连接的IoT工作组，两者并行推进，促进万物互联的美好愿景早日成为现实。

可喜的是，目前iPhone和华为引领潮流，在新机中引入了NTN功能。此外，业界一致认为空天海地一体化通信是6G的愿景之一。相信随着更多产业链企业的推动，以及标准技术的不断演进，空天海地一体化通信终将“飞入寻常百姓家”。

V2X：增强Sidelink直连功能

C-V2X诞生于4G时代，意为基于蜂窝移动通信的V2X。V2X中的X是everything，由此不难理解V2V是车与车之间通信，V2I是车与基础设施之间通信，V2N是车与网络、云计算之间通信，V2P是车与人之间通信。C-V2X随着通信标准的发展不断演进，在LTE时代有LTE-V2X，R15对V2X进行增强，R16首次引入NR-V2X，R17则增强了Sidelink直连功能。

通常手机之间的通信需要通过基站寻找被叫和建立连接，来去之间增加了时延，很难满足自动驾驶的低时延需求。为此，在LTE时代业界就提出了车与人、车、设施、网络之间直接连通，并定义了Sidelink直通通信接口，以确保自动驾驶场景下车与车、车与基础设施之间的直接通信。白瑛认为，Sidelink可视为D2D（device to device），最终梦想是实现更多类型的终端之间的直接通信。

白瑛介绍，在R17中Sidelink能力得到进一步增强：除了车与车之间通信，还增加了广播和多播功能，在紧急状态下对周边车辆和行人进行广播。同时，R17还提出了将Sidelink应用到5G NR手机终端的架构，将Sidelink由车与车之间直接通信拓展到手机与手机之间直接通信。据悉，面向未来，业界正在研究将Sidelink进一步推广到国防军工领域。白瑛相信，Sidelink功能演进不会停歇，在R18、R19阶段Sidelink能力会进一步增强。

频谱：触达更广阔毫米波空间

在频谱方面，R17扩展了5G NR设计，将FR2的毫米波频段范围从52.6GHz扩展至71GHz，从而释放出更多带宽，更好地满足更多应用场景的需求。

白瑛认为，与FR1相比，FR2的优越性体现在拥有连续大片频谱资源，可实现数百兆乃至2GHz的带宽，这对于欧美等国家意义尤其重大。与我国频谱由监管部门统一分配不同的是，欧美对于频谱采取拍卖制度，很多正在使用的频段无法收回和重耕，为了获得充足的非授权频谱资源，向上走是最好的出路。

此次FR2覆盖的71GHz大约可以提供5GHz的连续带宽，在成本、获取难易程度上优于原本已经稀缺的FR1频段。在最后一公里接入等特殊场景，采用基于71GHz的微波技术，可以在无遮挡的情况下提供海量数据传输。

此外，目前XR（AR、VR、MR）、元宇宙等应用发展提上日程，这些应用存在大量高清交互场景，对于带宽提出了更高需求。业界认为，充分利用毫米波频段、更高阶调制将有可能提供更大带宽、更高速率，满足上述业务的需求。

更多增强：让更多场景成为可能

除了上述4点之外，R17还有很多能力增强：对于上行控制信道PUCCH、上行共享信道PUSCH进行一定程度的增强；定义FeMIMO（further enhanced MIMO），实现超大规模的Massive MIMO增强；对于动态频谱共享进行增强；通过协议精简和重定义，对于5G NR终端的耗电进行了大量优化和调整；考虑多SIM卡，支持多个网络或者多个运营商共存。

随着能力的增强，R17拓展了众多新机会。例如，将通信维度从地面推向海、空和天一体化；弥补物联网中段能力的不足，使得万物互联触手可及。未来随着能力的演进，车联网、自动驾驶等场景非常值得期待。

是德科技：R17增强是挑战更是机遇

技术商用，测试先行。只有通过测试验证，新的技术才能够进入商用环节。“一定要在技术刚刚出现时，提供相应的解决方案和测试方案，以保证技术能够顺利走下去，所以测试需要先行。”白瑛如是说。那么作为领先的测试厂商，是德科技在R17方面准备情况如何？

对于是德科技而言，R17的诸多增强是挑战更是机遇。由于未雨绸缪、提前准备，是德科技在测试R17几大主流新功能时从容应对，得心应手。

“测试RedCap，对于是德科技而言‘大学生’做‘中考题’。”白瑛坦言。是德科技此前已经推出了完整的5G NR解决方案，此次推出的RedCap可以视作其中一个子集。用户如果已经购买是德科技的R15、R16解决方案，特别是信号源和频谱分析产品，那么就可以基于现有设备测试RedCap信号。当然，因为RedCap对于终端耗电、能耗管理等提出新的增强，这部分体现在协议层而非物理层，因此是德科技对5G终端协议测试部分进行了开发。

NTN对于是德科技亦是机遇和挑战并存。NTN为非地面通信，而卫星运行时切换和运行速度非常快，在地面和卫星之间通信时会出现较大的时偏和频偏，需要对此进行补偿。而在实验室开发设备、模拟空地通信场景，对于是德科技而言则成为机遇。“是德科技作为完整的端到端方案提供商，不仅有终端模拟仪，还有网络模拟仪、信道模拟仪，能够对从卫星到地面的所有链路进行仿真，是真正完整的NTN解决方案。这是是德科技的独到之处。”白瑛表示。

值得称道的是，是德科技在毫米波方面的储备也是下足了功夫，频谱能力远超业界所需水平。例如，是德科技信号发生器的单台仪表可以做到67GHz，外接上变频器可以提升到1100GHz；其单台频谱分析仪、网络分析仪、最新的UXR示波器均可支持110GHz；网络模拟仪、终端模拟仪，配合变频设备，可以覆盖R17要求的毫米波频段。是德科技坦言，毫米波也会带来不可避免的挑战，如设备和测试环境复杂度提高，损耗大、衰减大、覆盖范围小，但无论哪一个毫米波频段，是德科技都拥有端到端的完整方案，可以满足客户的所有需求。

此外，对于FeMIMO、增强的上行终端耗电、多SIM卡等，是德科技均已经或计划推出相应的解决方案，目前相关工作在有条不紊开展当中。

“每一项新技术或者新标准提出的时候，是德科技都能够适时推出解决方案，这主要得益于是德科技很早就开始研发投入。”白瑛总结。现在随着R17的尘埃落定，全球R18相关工作已经开启，6G的预研也在进行中。是德科技也着眼长远，布局未来。

据悉，是德科技积极参与3GPP组织，公司有专家已经提交或者讨论了R18、R19甚至更前沿的技术标准草案。此外，按照“移动通信使用一代、建设一代、研发一代”的节奏，全球已经开启了6G研究。是德科技也提前布局，2021年作为唯一测试测量厂家加入了芬兰奥卢大学主导的6G旗舰计划，并和韩国三星公司携手合作，共同开发用于 6G 无线系统的测试和验证技术。

据悉，是德科技拥有能够帮助 6G 成为现实所必需的基础技术和关键构建模块。这些技术和模块涵盖网络、信道和终端设备(UE)仿真、毫米波和亚太赫兹(Sub-THz)信号源和分析，以及高速以太网网络仿真和数据中心连通性测试。

“是德科技对于B5G、6G不仅关注，更是倾心投入，我们希望与产业界一起在6G时代续写5G故事，推动6G取得比5G更大的成功。”展望未来，白瑛表示。

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