算法|5G已悄然换代!不用换手机,2年后上天怼“星链”

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[PConline 杂谈
或许你还在用着4G手机 , 5G却已经悄悄换代了 。
日前 , 国际版本组织3GPP宣布R16版本冻结 , 标志5G第一个演进版本版本完成 。
这也是继5G首版版本R15之后 , 5G的第一个演进版本 。
30秒了解Release-16(R16)
【算法|5G已悄然换代!不用换手机,2年后上天怼“星链”】Q:Release-16(R16)是什么?
A:R16版本是继R15确立5G标准后的首个5G标准演进版本 , 它为未来5G技术定下明确的目标、实现规划 。
Q:Release-16(R16)有哪些变化升级?
A:R16版本相较于R15版本主要升级为六大方面 。 其中 , 直接影响消费者的有定位增强、省电应用两大方面;其余四大方面则围绕工业互联网、5G智能交通、增强5G覆盖的相关技术 。
Q:Release-16(R16)来了 , 要换手机吗?
A:不用换手机 , 现在的手机也能“升级” 。

什么是R16版本? 3GPP使用 \"Releases\"命名系统 , 为开发者提供一个稳定的平台 , 以便在某一时刻实现功能 , 也就是说 , 当某个版本的\"Release\"正式“冻结” , 这个版本就正式确立不再改变 , 未来的5G技术将会按照这个版本打造 。
我们目前正在使用的5G网络就是基于Release-15版本打造的 , 作为5G规范的第一阶段 , Release-15为适应早期商业部署制定了目标 。 Release-16(R16)是继Release-15之后的首个演进版本版本 , 也就是说 , 继2017年R15 NR NSA版本冻结后三年后 , 5G版本迎来“换代” 。

现在的5G手机会过时吗? 到这里可能会有疑问 , R16版本出来以后 , 是不是意味着R15版本的5G手机就过时了 , 刚买的5G手机马上就过气?并非如此 。
不需要换手机 , 而且5G手机会越来越好用 。
正如前面提到的 , \"Releases\"的确立是以便开发者在某一时刻实现功能 , 换言之它只是一个“目标” 。 R15版本解决了5G技术“有没有、是什么”的问题 。 而R16版本 , 则规划了5G技术“更好用、更易用”的目标 , 而且是在R15基础上实现的 。
因此 , 目前的5G手机依旧是能够兼容R16版本的 , 而且随着R16版本增强了R15版本的基础功能 , 用户可以通过系统升级方式完成更新 , 未来5G网络会有更好的信号 , 5G手机更省电 。
R16版本带来了哪些升级?
R16版本最显著的增强体现在多输入、多输出(MIMO)和波束成形增强、动态频谱共享(DSS)、双连接(DC)和载波聚合(CA)以及用户设备(UE)省电等方面 。
目前来看 , R16版本升级方向大致有以下几个方面:
接入和回程整合网络(IAB)5G NR免许可频谱(NR-U)工业物联网(IIoT)和超可靠低延迟通信(URLLC)智能交通系统(ITS)和车对车(V2X)通信增强定位 , 更省电
由于以上几个方面涉及到比较“硬核”的知识点 , 我们主要选几个影响较大的功能说说 , R16对一般手机用户 , 对行业讲带来哪些影像 。

对手机用户 增强定位 , 室内导航来了
多年来 , 移动终端的定位都是在蜂窝网络的协助下 , 通过GPS等导航卫星系统完成的 。 这种方法可以提供准确的定位 , 但也有弊端:仅限于卫星能见度较高的室外区域 。
室内导航、定位依旧是手机用户的“痛点” , R16版本中提出了定位增强功能 。 R16版本支持多/单小区定位和基于终端的定位 , 定义了一种全新的定位参考信号(PRS) , 可应用于往返时间(RTT)、到达角/出发角(AoA/AoD)、到达时间差(TDOA)等多种5G定位技术 。
R16增强定位预计可以满足室内3米和室外10米的精度要求 , 苹果都解决不了的室内导航 , 终于有盼头了 。
更省电:堪比4G的续航
5G手机续航“崩”已经众所周知 , R16制定了新的技术来解决这个问题 。
不少手机都加入了自动切换LTE功能以节省电量
据了解 , R16针对5G终端高功耗进行了优化 , 通过引入wake-up signal、增强跨时隙调度 , 自适应MIMO层数量、UE省电辅助信息等降低功耗 , 从而实现在速度和数据量更大的情况下 , 使5G拥有接近4G的功耗 。
届时 , 用户无需更换现有的5G手机等设备 , 只需通过系统软件更新 , 即可享受到R16版本带来的新升级 。

对垂直领域 R15标准已经能够满足绝大多数消费级的5G需求 , 因此R16更多升级体现在对垂直领域 , 即行业应用方面 。
集成接入回传网络(IAB)
集成接入回传网络(IAB)技术全称Integrated Access Backhaul名字读起来有些拗口 , 事实上并不难懂 。
IAB被视为5G普及的一项重要技术 , 它能够在无法铺设光纤的地方以更低的成本和更简单的方式部署5G 。
如果说实现方式有点像我们用多个路由器组网 , 把没有信号的地方通过无线桥接的方式覆盖 。 那就很好懂了 。
理论上只要有电 , IAB技术就能让5G技术覆盖到更多的地方 。 比如在海岛、高山或人口稀疏的地方覆盖5G , 或者在一些保护建筑、风景区覆盖5G , 减少铺设线路所带来的施工成本和破坏 。
5G NR免许可频谱(NR-U)
我们知道 , 目前主流5G技术大致基于Sub-6GHz频段和mmWave毫米波频段 , 5G NR免许可频谱(NR-U)则能利用非授权频谱 , 增强5G体验 。
毫米波5G信号常被诟病
实现方式大致有两个方向:
1、许可辅助接入(LAA) , 可以利用非授权频谱进行5G载波聚合 , 增加5G带宽;2、独立NR-U , 在非授权频谱独立部署5G网络 , 运营商、企业、工厂可以建设自己的5G专网 , 从而实现高吞吐量、低时延的无线网络 。 根据设想 , 未来NR-U甚至可以“取代”Wi-Fi技术 。
不过 , 由于频段资源部分掌握在有关机构的手中 , 频段拍卖价格和频段资源分配情况或许会成为NR-U发展的障碍 。
工业物联网(IIoT)和超可靠低延迟通信(URLLC)
除了NR-U对工业互联网的帮助 , R16提出更严格的可靠性要求(高达99.9999%的可靠性) , 同时保持毫秒级时延 。
据了解 , R16版本引入新技术 , 支持1微秒同步精度、0.5-1毫秒空口时延、“六个九”可靠性和灵活的终端组管理 , 最快可实现5毫秒以内的端到端时延和更高的可靠性 , 提供支持工业级时间敏感 。
智能交通系统(ITS)和车对车(V2X)通信
R16版本的另一个主要垂直重点领域是发展智能交通 。
R16版本提出的智能交通系统解决方案 , 目的在于改善交通安全 , 减少交通拥堵、燃料消耗和环境影响 。 凭借5G技术 , 城市将有更灵活的交通调度功能 。
为了促进ITS的发展 , 不仅需要车辆与固定基础设施之间的通信 , 还需要车辆之间的通信 。 目前 , 目前支持了V2V(车对车)和V2I(车对路边单元)直连通信 , 可以实现车辆编队、半自动驾驶、远程驾驶等功能 。
5G将助力自动驾驶
简而言之 , R16版本定义了5G将如何减少交通堵塞 , 同时为L5级别的自动驾驶铺路 。
5G R16版本让5G技术的应用变得更广 , 在R15阶段 , 我们对5G的感受可能只是网速更快 , 手机耗电更多 。 而当R16版本真正落地 , 更完善的网络覆盖、更便利的室内导航、自动驾驶技术 , 5G技术真的就“感知很强”了 。

“吊打”星链的R17在路上 除了对R16版本的展望 , 随着R16版本正式冻结 , R17版本正式被提上日程 。
根据3GPP的演进图 , 5G R17版本化第一阶段已于今年第二季度启动 , 预计最快可以在2021年第三季度完成冻结 。
R17版本的主要升级围绕5G标准提出的mMTC(海量机器通信)方面 , 除了常规的速度、频段覆盖升级 , R17版本将支持更多的设备 , 在更多的地区使用5G网络 。
其中 , 非陆地网络NR备受关注 。 意味着未来5G基站可以部署在卫星上 , 通过上悬基站实现卫星5G通讯;以及对空基站 , 利用地面基站覆盖飞行航线 。
根据国际民航组织的资料 , 中国移动将采取地对空基站覆盖+卫星覆盖的混合组网方式 。 目前已建设京沪、京广、京蓉三条航线共52个基站 , 完成测试飞行400余架次 , 总带宽45-75Mbps/架 。
中国移动计划于2022年底前 , 完成地空通信1.0到地空通信2.0的平滑升级 , 提供超光纤接入体验 。
随着R17进一步完善5G网络在地面外场景的应用 , 相信不久之后 , 随时随地享受高速5G网络将会成为可能 。

结语:5G只露冰山一角 我常常感到媒体宣传对5G技术过于乐观 。 毕竟5G第一个标准已经冻结3年了 , 当初“画下”的三个“大饼” , eMBB(高带宽)、uRLLC(低时延)、mMTC(物联网)只实现了第一个 , 而后面两个则继续在R16、R17当中成为推进的目标 。
不过换个角度来看 , 5G的推进似乎又比想象中的更快——5G网络掏出手机就有;5G手机2000元内已经有众多选择 , 这些趋势都在告诉我们 , 虽然5G标准还在完善 , 但5G确确实实已经从“能用”变成“好用”了;只能“跑个分”的5G手机 , 也开始在云游戏、看8K高清视频中变得“真香” 。 露出“冰山一角”的5G , 还有更多值得我们去探索 。


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