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2018MWCS展前解读:3GPP R15打造5G时代LTE,开启全业务连接时代

 5 years ago
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世界移动大会-上海MWC即将在6月27日盛大举行,5G仍然是最热门的话题。与此同时,作为目前业界最主流的无线接入技术LTE将如何演进并加速5G NR的部署,加速物联网、车联网等垂直行业快速发展,也是业界主流厂商关注的话题。



LTE自诞生以来,以其相对3G巨大的技术进步以及快速完善的生态系统,成为有史以来发展最快的移动通信系统技术:根据GSMA统计,LTE目前已覆盖全球75%的人口,连接比例已超过2G/3G,并且预计到2025年还将持续增加到50%以上。LTE从最初的满足移动用户数据业务的基本要求,不断通过引入高阶MIMO、ShortTTI等核心技术,持续提升频谱效率,在覆盖、容量、体验等多个层次提供移动用户最佳体验。     


LTE-Advanced Pro R13和R14版本更进一步支持mMTC LPWA低功耗广域网:NB-IoT支持5G所要求的每平方公里1百万连接以及高达20dB的覆盖增强,eMTC则可支持部分中高速率物联应用。在今年3月3GPP RAN#79次全会形成结论,NB-IoT和eMTC将是5G时代mMTC LPWA场景的基础解决方案,R16不在NR引入类似的解决方案。R14版本同时也支持了车联网V2V / V2X和增强型MBMS(多媒体广播多播服务)等多个垂直行业的应用。


本月14日在美国圣地亚哥举行的3GPP RAN#80次全会上,3GPP R15版本宣布冻结。在3GPP看来,这个版本具有里程碑的重要意义,因为它不仅是第一个5G NR的协议版本,而且将LTE的空口用户面从4.8 ms降低至0.8 ms,还引入了对E-UTRAN/NR双链接 (EN-DC)的支持及LTE to 5G new core的支持,使得LTE演进成为5G时代网络的重要组成部分。因此3GPP在R15的LTE协议封面上也正式打上了5G的Logo,并将它与R15的NR一起作为5G的使能技术。



下面我们为您逐一解读R15版本在LTE领域的重大增强:


低时延Short TTI


随着手游竞技的日益火爆,低时延已经成为继高速率之后用户体验的又一个重要指标,而且低时延还将激发以VR/AR、车联、工业自动化等为代表的新一代5G业务。因此,R15版本引入了Short TTI技术,将原有的TTI从1ms(14个符号)减少到0.143ms(2个符号),用户面的空口单向时延降低到大约0.8ms,满足了5G对1ms时延的要求,支持对时延敏感的新一代业务的部署和优异体验。




覆盖增强

    

LTE R15引入了非相干联合传输(NCJT),使不同的MIMO数据流从不同的传输点发送至同一个终端,从而提升小区边缘数据速率以及系统性能。同时定义了QCL类型C,解调参考信号(DMRS)分组和增强CSI测量汇报等技术,可实现对于小区平均吞吐量约26%的增益和对于小区边缘用户速率的13%的增益,网络覆盖进一步增强。




FWA无线家宽


FWA无线家宽是解决最后一英里的一种主流宽带接入解决方案,预计2018年将新增一千五百万线,并且被认为是5G时代最先成熟的Use Case之一。 R15进一步增强LTE的FWA性能,用于PDSCH的调制方式从此前的256QAM提高到1024QAM,最高可提升频谱效率25%,结合4x4 MIMO技术,仅需40MHz频谱就可支持高达1Gbps的峰值吞吐量。同时R15版本还特别针对FWA的固定场景进一步减少DMRS导频开销。


蜂窝物联网


自LTE R13以来,NB-IoT和eMTC技术逐步标准化,为各种用例提供低成本低功耗的物联网设备与服务,在R14版本提升了2倍的连接容量、3dB的深度覆盖、5~7倍的连接速率。目前NB-IoT生态系统已经成熟,全球已有45张商用网络,预计2018年将有1.2亿NB-IoT连接,覆盖抄表,停车,共享单车、路灯、农牧等数十个应用场景。为了提供LPWA物联网应用更优质的性能体验,R15继续优化时延、功耗等,其中包括:

• 唤醒信号用于高效监听寻呼,预计终端功耗在164dB深覆盖场景降低30%-45%。

• RACH期间的早期数据传输能够在没有建立RRC连接的情况下进行早期数据传输,从而进一步降低延迟和UE功耗。


车联网


移动的车辆需要LTE-V2X网络提供无所不在的覆盖能力。LTE R14完成LTE-V2X的初始版本,支持基本的安全服务例如防撞、交通信号灯和车速指示等。在R15中,LTE-V2X继续演进,支持更高的可靠性(通过传输分集),更低的延迟(通过减少资源选择窗口)和更高的数据速率(通过载波聚合和64QAM),增强了车与车之间PC5接口的性能,从而可以满足更高级的V2X服务,如车辆编队、高级驾驶等。


当前LTE-V2X已经具备规模商用的技术能力,中国积极推动车联网产业的加速发展。今年1月,发改委在《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿)中明确LTE-V2X要在2020年覆盖90%的大城市和高速公路。今年5月,工信部、公安部和江苏省共同主导的LTE-V2X车联网城市级规模示范(无锡)启动,预计2018年底部署200+路口,发展10万车载终端用户。



助力5G NR快速部署


根据3GPP规划,5G首发版本包含非独立组网Non-standalone(NSA)和独立组网Standalone(SA)功能。考虑到运营商对LTE部署的巨大投资,3GPP首发版本给NSA组网中的option3 EN-DC赋予了高优先级,已经率先在2017年底R15版本完成。基于EN-DC,网络侧LTE&NR优势互补,现有EPC连接的LTE部署可提供广泛的覆盖范围,而NR用于满足热点高容量的需求;终端侧,通过增强LTE/NR双模终端用户体验能力,促进端-端5G NR网络部署。



总结


3GPP R15是一个里程碑式的重要版本,不仅仅在于它第一次完整定义了5G NR,还在于它赋予了LTE演进与5G NR一起成为5G的使能技术。同时,LTE R16将继续演进,在NB-IoT、eMTC、MIMO、广播、零中断切换、架构演进、500km/h高铁支持和多RAT双链接增强等方面持续提升性能,打造5G时代全业务基础网络。


面向5G时代,运营商可以充分利用LTE现网覆盖、终端、用户、生态等优势,持续演进提升网络容量和用户体验,实践物联、车联等新业务,从多个维度获得收入增加的机会,并进而演进到智能管道,以及大数据和应用平台,在未来数字化转型中占据先机。


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