5G的三大場景關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標和標準化進展

1、5G的三大場景、關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標和標準化進展前言：雖然 5G5G 已來，但即使是通信從業(yè)者，對于 5G5G 的場景、業(yè)務(wù)指標和標準化進展仍然不清晰，雖然 5G5G 哥翻譯了 300300 萬字的 5G5G 標準免費在公眾號上共享，但真正能仔細閱讀的仍然不多。本文選摘自 5G5G 哥的書深入淺出：5G5G 移動通信標準與架構(gòu)第三版章節(jié)，全文 45764576 字，閱讀需要 1212 分鐘左右，希望對大家有幫助。3GPP和5G通信標準在移動通信領(lǐng)域，有許多的組織進行標準化的制定和推進，大體分為三類：標準化組織、監(jiān)管機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)論壇。而3GPP就屬于標準化組織(StandardsDevelopingOrg

2、anization,SDO),為移動通信系統(tǒng)開發(fā)和制定技術(shù)標準，以便于業(yè)界可以據(jù)此生產(chǎn)和部署標準化的產(chǎn)品，從而使各廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品更具有互操作性。我們常說的5G標準，就是3GPP制定出來了的，但3GPP是個什么機構(gòu)呢？3GPP的全名,叫做3rdGenerationPartnershipProject,也就是第三代合作伙伴計劃。讀者可能會有疑問，它為什么叫“第三代合作伙伴計劃”，而不是第二代，也不是第四代呢。我們知道在第一代移動通信是各自為戰(zhàn)，大家相互不兼容，第二代移動通信，終于在歐洲誕生了GSM標準， 事實上占領(lǐng)了大部分的移動通信市場， 但仍沒有形成全球性的標準。第三代移動通信，終于全球達成一直

3、要統(tǒng)一標準，3GPP順應(yīng)而生，它成立目的，就是團結(jié)全球通信“伙伴”，合作研究和制定3G（第三代移動通信技術(shù)）標準，用來替代2G。這是一個目的性很強、項目驅(qū)動的組織，所以就叫作“第三代合作伙伴計劃”。幾乎全球較大的通信企業(yè)、組織都加入了3GPP。在3G時代，3GPP制定了幾大3G標準，順承下來，4G的LTE也由3GPP來制定，同理5G標準理所當然由3GPP來完成。這當中，其實也有其它組織，嘗試另立標準，但最終都失敗了，因此，目前的5G標準，就是指3GPP制定的，而一切的5G移動通信設(shè)備或技術(shù)，必須依據(jù)5G標準進行。5G標準的制定過程5G標準的制定，主要分成以下步驟：1、早期研發(fā)由各成員和組織，進

4、行愿景、概念等的研發(fā)和探討過程。成員為了在5G標準中有更大的話語權(quán)，必定會提出自己的主張，并將自己的技術(shù)研發(fā)投入其中。2、項目提案將自己的技術(shù)主張,匯集成可行性項目,向3GPP提案,提案必須得到至少4個成員的支持，才能進入3GPP會議議程，由對應(yīng)的TSG進行討論，審核通過或不通過，如果達成共識通過，則作為技術(shù)貢獻。3、形成技術(shù)規(guī)范。TSG審核通過的方案，將形成技術(shù)規(guī)范，進行細節(jié)的規(guī)范和迭代，每次更新迭代同樣需要經(jīng)過TSG的討論和達成共識，才對外發(fā)布。4、商用部署最終形成的技術(shù)規(guī)范，階段性的發(fā)布，例如R15NSA版本，SA版本等，發(fā)布后，成員即可按規(guī)范進行商用。對發(fā)布的技術(shù)規(guī)范，仍然保留變更的可

5、能性，只是凍結(jié)后不會對框架性的內(nèi)容進行變更，只是進行補充和調(diào)整，TSG會進行嚴格審核和充分討論。5G標準化進展5G涉及的標準版本為R15/R16/R17,分別對應(yīng)三大場景。R15:主要針又teMBB場景，已全部完成和凍結(jié)，其中phrase1主要針對NSA（非獨立組網(wǎng)）于2017.12月發(fā)布；phrase2主要針對SA（獨立組網(wǎng)）于2018.6月發(fā)布；最后一個later版本也于2019.3月發(fā)布。R16:增強對低時延高可靠也就是面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)常用場景以及車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，目前正在制定，預(yù)計在2019年底至2020年初發(fā)布。R17:會把海量機器類通信作為5G場景一個新的增強方向,將于2020年底完成。

6、5G后續(xù)增強技術(shù)的發(fā)展既面向行業(yè)也面向更大的空域，像無人機和衛(wèi)星的結(jié)合等方面也都會提上議事日程，包括5G在定位、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和切片能力等方面的進一步增強，都會為各行各業(yè)的發(fā)展并實現(xiàn)5G的商業(yè)愿景提供一個支撐。5G的三大場景一、eMBB場景1. eMB明景主要應(yīng)用領(lǐng)域eMBB(EnhancedMobileBroadband),增強移動寬帶。更通俗一點來說，就是要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，繼續(xù)增強用戶體驗，特別是對移動帶寬，體現(xiàn)在用戶身上就是網(wǎng)速的提升。eMBB對應(yīng)的是大流量移動寬帶業(yè)務(wù)，主要還是追求人與人之間極致的通信體驗。場景包括隨時隨地的3D/超高清視頻直播和分享、虛擬現(xiàn)實、隨時隨地云存取、高速移動上網(wǎng)等

7、大流量移動寬帶業(yè)務(wù)，在大帶寬、低時延需求上具有一定優(yōu)勢，是三大場景最先實現(xiàn)商用的部分。在eMBB場景下，最受人關(guān)注則是編碼方案之爭，曾在國內(nèi)引起極大影響，即是華為主導(dǎo)的Polar碼與高通主導(dǎo)的LDPC編碼，最終，在5GeMBB（增強移動寬帶）場景上，Polar為信令信道編碼方案，LDPC碼為數(shù)據(jù)信道編碼方案。其它兩個5G場景的編碼方案，目前還沒確定。eMBB場景理想的峰值速率將達到20Gbps，實際上，在我們未商用前的5G試驗測試，各廠商均實現(xiàn)了對此峰值速率的超越，但這僅僅是理想狀況下，實際上，根據(jù)不同的情況，還有不同的要求，我們將在下面業(yè)務(wù)指標中提到。2. eMBB勺關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標主要在不同情

8、景下，對峰值速率、用戶體驗數(shù)率、能量效益、頻譜效率、流量密度等業(yè)務(wù)指標進行要求。高數(shù)據(jù)速率和流量密度場景的性能要求如表2-1所示。有幾種情況需要支持5G系統(tǒng)的極高數(shù)據(jù)速率或流量密度。這些方案涉及不同的服務(wù)領(lǐng)域：城市和農(nóng)村地區(qū)，城市密集區(qū)域以及特殊部署（例如，大型集會，廣播，住宅和高速車輛） 。城市宏站：城市地區(qū)的一般廣域情景農(nóng)村宏站：農(nóng)村普遍的廣域情景室內(nèi)熱點：辦公室和住宅以及住宅部署的場景。密集人群中的寬帶接入：例如在體育館或音樂會上非常密集的人群的場景。除了非常高的連接密度之外，用戶還希望共享他們所看到和聽到的內(nèi)容，對上行鏈路的要求高于下行鏈路。城市密集區(qū)域：行人用戶和城市車輛用戶的場景，

9、例如辦公室，市中心，購物中心和住宅區(qū)。車輛中的用戶可以直接連接或通過車載基站連接到網(wǎng)絡(luò)。類似廣播電視的服務(wù)：固定用戶，行人用戶和車輛用戶的場景，隨時隨地獲得廣播電視。高速列車：高速列車用戶的場景。用戶可以直接連接或通過列車基站連接到網(wǎng)絡(luò)。高速車輛：高速公路車輛用戶的場景。用戶可以直接連接或通過車載基站連接到網(wǎng)絡(luò)。飛機連接：飛機用戶的場景。用戶可以直接連接或通過機載基站連接到網(wǎng)絡(luò)。表 1 1 高數(shù)據(jù)速率和流量密度場景的性能要求可以看出，3GPP對于eMBB場景并非采用一刀切的方式來要求業(yè)務(wù)指標，而是根據(jù)不同的場景使用不同的關(guān)鍵指標。這樣也給網(wǎng)絡(luò)管理帶來了挑戰(zhàn)，自動化運維將是未來5G的重要方向。整

10、體而言，eMBB場景對關(guān)鍵性指標如下：峰值速率：下行20Gbps上行10Gbps用戶體驗速率：下行100Mbps上行50Mbps頻譜效率：下行30bit/s/Hz上行：10bit/s/Hz控制面時延：20ms用戶面時延：4ms帶寬：低頻100MHz高頻1GHz二、mMTC場景1 .mMT景主要應(yīng)用領(lǐng)域mMTC（MassiveMachineTypeCommunication,大規(guī)模機器通信）：側(cè)重于人與物之間的信息交互，主要場景包括車聯(lián)網(wǎng)、智能物流、智能資產(chǎn)管理等，要求提供多連接的承載通道，實現(xiàn)萬物互聯(lián)。mMTC應(yīng)用則主要指的是車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等細分、少量、門檻較高的行業(yè)引用，也可以統(tǒng)稱為物聯(lián)

11、網(wǎng)應(yīng)用。與eMBB不同，mMTC追求的不是高速率，而是低功耗和低成本。需要滿足每平方公里內(nèi)100萬個終端設(shè)備之間的通訊需求，發(fā)送較低的數(shù)據(jù)且對傳輸資料延遲有較低需求。通過mMTC技術(shù)，未來所有家庭中的白色家電、門禁、煙感、各種電子器件都會上網(wǎng)，城市管理中的井蓋、垃圾桶、交通燈，智能農(nóng)業(yè)中的農(nóng)業(yè)機械，環(huán)境監(jiān)測的水文、氣候，所有通過傳感器搜集的數(shù)據(jù)都會聯(lián)網(wǎng)。這個場景將誕生大量的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)，據(jù)預(yù)測到2030年，一個人會對應(yīng)15個物聯(lián)網(wǎng)連接，實際上可能還遠不止，這將給運營商帶來海量的“用戶”，同時也會誕生全新的商業(yè)模式。mMTC場景的標準規(guī)范,將在5G標準R17版本中實現(xiàn),預(yù)計2020

12、年底發(fā)布。2 .mMTC的關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標mMTC場景為物聯(lián)網(wǎng)而生，雖然具體的業(yè)務(wù)指標還沒有出來，但期望值，設(shè)備連接密度相比4G提升10-100倍，支持每平方公里100萬臺設(shè)備的連接，支持的設(shè)備連接數(shù)量至少為1000億臺。mMTC應(yīng)用于海量低功耗、低帶寬、低成本和時延要求不高的場景，如智慧路燈、可穿戴設(shè)備等。基于此情景，目前運營商積極布局的有兩大標準：NB-IoT和eMTC,在智能門鎖、共享單車上已開始應(yīng)用。這兩項已授權(quán)標準是5GmMTC的基礎(chǔ)，5G的到來并不會替代這兩項標準，相反5G的實現(xiàn)還依賴于這兩項標準的演進，mMTC的固定標準也會以這兩項標準進行平滑升級。其主要幾項指標：連接密度：100萬

13、/平方公里功耗：廣闊地區(qū)分布的設(shè)備，要求續(xù)航10年，電表氣表等一般設(shè)備2-5年續(xù)航能力。低成本：暫無明確規(guī)定。三、URLLC場景1.URLLC場景主要應(yīng)用領(lǐng)域URLLC（超高可靠超低時延通信）：有幾種情況需要支持非常低的延遲和非常高的通信服務(wù)可用性。這意味著非常高的可靠性。整體服務(wù)延遲取決于無線接口的延遲，5G系統(tǒng)內(nèi)的傳輸，傳輸?shù)娇赡茉?G系統(tǒng)之外的服務(wù)器以及數(shù)據(jù)處理。這些因素中的一些直接取決于5G系統(tǒng)本身，而對于其他因素，可以通過5G系統(tǒng)與5G系統(tǒng)之外的服務(wù)或服務(wù)器之間的適當互連來減少影響，例如，允許本地托管服務(wù)。URLLC能力的不同部署將取決于3GPP系統(tǒng)能夠滿足具有適用于每個屬性的不同值

14、和范圍的特定KPI集合。URLLC的一種通用但靈活的5G方法將使5G系統(tǒng)能夠滿足給定實現(xiàn)中所需的特定KPI集。下面描述了一些需要非常低延遲和非常高的通信服務(wù)可用性的場景：運動控制傳統(tǒng)運動控制的特點是通信系統(tǒng)對延遲，可靠性和可用性有很高的要求。支持運動控制的系統(tǒng)通常部署在地理上有限的區(qū)域，但也可以部署在更廣泛的區(qū)域（例如，城市或全國范圍的網(wǎng)絡(luò)），接入可能僅限于授權(quán)用戶，并且它們可能與網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)隔離其他蜂窩客戶使用的資源。分離自動化分離自動化的特點是通信系統(tǒng)對可靠性和可用性的高要求。支持分離自動化的系統(tǒng)通常部署在地理上有限的區(qū)域，接入可能僅限于授權(quán)用戶，并且它們可能與其他蜂窩客戶使用的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)資

15、源隔離。過程自動化（反應(yīng)）流動的自動化，例如煉油廠和配水網(wǎng)絡(luò)。過程自動化的特征在于對通信系統(tǒng)有關(guān)通信服務(wù)可用性的高要求。支持過程自動化的系統(tǒng)通常部署在地理上有限的區(qū)域，接入通常僅限于授權(quán)用戶，并且通常由非公共網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。配電自動化（主要是中高壓）電力分配的特點是對通信服務(wù)可用性的高要求。與上述示例相反，電力分配深深地沉浸在公共空間中。由于配電是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，因此通常由非公共網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。智能交通系統(tǒng)支持基于街道的交通的基礎(chǔ)設(shè)施的自動化解決方案。該示例解決了路邊基礎(chǔ)設(shè)施（例如，路邊單元）與其他基礎(chǔ)設(shè)施（例如，交通引導(dǎo)系統(tǒng)）的連接。與自動化電力的情況一樣，節(jié)點深深地沉浸在公共空間中。遠程控制遠程控制的特點是UE可由人或計算機遠程操作。例如，遠程駕駛使遠程駕駛員或V2X應(yīng)用程序能夠操作遠程車輛而沒有位于危險環(huán)境中的駕駛員或遠程車輛。鐵路通信已經(jīng)使用基于3GPP的移動通信（例如GSM-R）已經(jīng)有一段時間以允許自動列車控制以允許更高的列車速度達到500km/h，同時列車上仍然需要駕駛員。演變的