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從事WiFi,藍芽,5G毫米波等無線通訊系統與晶片設計近30年的工程師 !

2020年9月8日 星期二

八. 5G新無線線(5G NR)標準制定的最新狀況

        

       原本行動通訊標準的制定是以每十年一代的節奏在進行,但隨著市場競爭越來越激烈,尤其韓國三星與美國電信龍頭Verizon搶先在2016年六月制定並發佈了5G標準,帶給了3GPP非常大的時間壓力。為持續保有5G標準制定的主導權,不得不大幅拉近原先規劃的標準制定進程。

   3GPP搶先在2017年年底完成5G Release-15 第零階段(phase-0)標準的制定,並接著在2018年六月完成Release-15第一階段(Phase-1)正式版標準的制定。但是因為時間上來不及,因此Release-15第一階段(Phase-1) 標準只完成針對增強型行動寬頻(eMBB)應用的標準制定,同時毫米波頻段只涵蓋至52.6GHz 2020年第七月初則完成第二階段(phase-2) Release-16標準,涵蓋至100GHz毫米波頻段標準的制定,如圖17所示。除了針對第一階段標準一些不足的地方,例如像功耗、移動性、廣播、等性能,進一步的補強與提升,並完成工業物聯網(Industrial Internet of ThingIIoT)、超可靠低延遲通訊(URLLC)應用等方面標準的制定。

        同時,4G 新版本標準的制定也不斷平行地在進行,持續針對新的功能、性能的改進與傳輸速率的提升、等,推出新版本的標準,稱為4G 標準的演進(4G Evaluation)

        5G標準因為採用完全不同的新無線設計(New RadioNR),甚至從網路架構、功能與性能指標都重新定義,因此稱5G標準為革命(5G Revolution) 性的標準。

         5G標準制定的目標是要同時滿足國際電信聯盟(International Telecommunication UnionITU)針對IMT-2020 5G所定義增強型行動寬頻 (eMBB)、機器類型通訊(MTC)、與超可靠低延遲通訊(URLLC)三大類應用場景的使用情境,而不同情境所需要的無線傳輸特性與需要的關鍵能力各不相同,例如對增強型行動寬頻應用(eMBB)的特性來說,最關鍵的特性就是傳輸資料量大,封包長度長,所需要的峰值傳輸速率要高,才能滿足應用所需在特定時間內傳完的低延遲。機器類型通訊(MTC) 應用的特性就是傳輸資料量不大,封包長度短,但同時會有很多無線裝置要同時傳輸,必須要提供的關鍵能力是有關處理同時很多無線裝置聯網的巨量聯網之高效率排程,以避免碰撞與擁塞。而超可靠低延遲通訊(URLLC)應用主要是要提供有如有線傳輸般的可靠性與超低延遲,以提供對各種智慧基礎建設,像智慧交通、智慧城市、智慧工廠、等與遠端手術、自動駕駛、等各式各樣對可靠性與低延遲要求極高的新形態服務。因此5G新無線(5G NR)標準在實體層標準的制定作了大幅度與非常彈性的修改,主要包括子載波間距(SCS)的彈性調整、迷你時槽(Mini-Slot)的設計、等。

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