【5G新标准——解读R16,展望R17】网络部署及自动化篇

winniewei 提交于 周一, 08/03/2020
【5G新标准——解读R16,展望R17】网络部署及自动化篇

网络部署及自动化

网络部署及自动化主要包括启用新的部署功能或提供相关功能,减少运行5G系统的运营费用的手段。

网络切片

目前,制造、运输和医疗等垂直行业对通信吞吐量,延迟和可靠性等性能要求存在差异,同时满足差异化的性能需求,对5G网络结构设计提出挑战。R15中网络切片的工作推动网络结构朝灵活性和可伸缩性方向发展,一定程度解决上述诉求。但在5G中,运营商倾向在不同的频谱部署不同服务,带来切片接入和服务连续性问题。终端无线切片接入场景如图1所示。在R17,以中国移动为代表的运营商希望增强对网络切片的RAN侧支持,如考虑增强终端快速接入目标切片的能力;增强随机接入配置和接入禁止机制,提高终端对切片信息的感知能力;以及研究切片的重映射,回退和数据转发等机制,解决切换过程中切片服务连续性问题使网络切片更好地支持应用提供商的业务。

『图1 终端无线切片接入 』

『图1 终端无线切片接入 』

(图片来自3GPP RP-191778“ Email discussion for R17 proposals on slicing” CMCC)

网络自动化

3GPP R15和R16 5G规定了支持数据收集和向数据消费者(网络功能)提供分析报告的网络架构和流程,如图2所示,定义对现有NWDAF(网络数据分析功能)提供服务的扩展,以支持所需的分析,例如QoS(服务质量)配置文件提供、流量路由、Slice SLA(切片业务层协议)、性能改进和大量物联网终端的监管,支持北向网络状态暴露和定制化移动管理。

为了改进R15和R16中发起的与NWDAF相关的工作,进一步研究利用5GC信息公开和网络数据分析支持网络自动化的解决方案,3GPP R17 5G将继续研究eNA(Enablers for Network Automation for 5G,5G网络自动化使能器),项目旨在进一步研究基于R15和R16中规定的NWDAF的系统增强,如支持5GC NFs(核心网功能)的数据分析功能,允许5GS支持网络自动化。

『图2 5G网络自动化基本框架』

『图2 5G网络自动化基本框架』

(图片来自《移动通信》2019年第6期,人工智能在5G网络的应用和标准化进展)

极高频段通信

频谱可用性是无线通信系统的关键指标之一。在NR R15和R16中,针对常规蜂窝网络中运行的频谱,频率范围1(FR1),以及毫米波频谱高达52.6 GHz(FR2)进行了相关设计。而在极高频段(Extremely High Frequency, EHF)中大量可用的频谱对于提高3GPP无线通信系统的数据速率和容量具有极大的吸引力,如图3所示,其中52.6GHz和71GHz之间的频率因其接近52.6GHz以下频率而尤其令人感兴趣。

『图3 5G频谱』

『图3 5G频谱』

R17 5G则在对极高频谱52.6-71GHz将继续沿着优化方向进行增强,其中之一就是引入一种或者几种更大的子载波间隔,更好对抗相位噪声和载波频率偏移,但大的子载波间隔对终端侧的处理能力有更高的要求。另外,在52.6-71GHz 频段内57-67GHz属于非授权频谱,R16非授权频段的重点是在5GHZ和6GHZ频段,支持两种模式,授权频谱辅助接入NR-U和独立NR-U。针对52.6GHz和71GHz之间的非授权频谱,R17将引入定向通话前监听(LBT,Listen Before Talk)技术,以降低站点之间的干扰,增加信道接入机会。

覆盖增强

一般运营商都很看重蜂窝小区网络的覆盖能力,因为其是与运营商的运营支出直接相关联的一个参数。相比于4G,5G可以运行在低频段以及高频段频带上。其中,很多国家希望利用低频段频带上的3.5GHz,同时高频段频带上的28GHz以及39GHz也是热门频段,但是频点高就会伴随有较高的路径损耗问题。

在4G中,NB-IoT/eMTC增强了覆盖能力,可以提升蜂窝物联网的覆盖范围。但是,针对5G网络的覆盖能力还没有一个详细的研究。此外,5G网络与已有4G等蜂窝网络覆盖能力的比较也没有具体的评估结果。因此,R17通过评估5G NR低频段的性能,评估上下行物理信道的覆盖等,确定如何深入研究并增强5G的覆盖能力。

『图4 覆盖增强场景』

『图4 覆盖增强场景』

其他

除了上述提到的5G增强技术外,R17还将研究动态频谱共享(DSS),进一步探索更优的跨载波调度;考虑进一步移动性增强及双链接增强,降低切换终端时间,在用户流量下降时快速去激活不需要的无线发射,从而可节省电量。另外,R17还将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;支持在5G系统中实现组播广播功能,支持IPTV/IoT/V2X应用/公共安全/TV Video等业务的实现;以及进一步考虑时延敏感通信,通过在不依赖IEEE TSN的情况下启用TSC,从而将技术推向新的高度;研究集成接入及回退机制,对IAB的增强将改进IAB节点的父子链路之间资源复用方案,提升灵活性和鲁棒性。

来源:紫光展锐UNISOC

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