2018年04月07日 | sub-6GHz非独立式的5G NR网络测试

5G新空中接口(5G New Radio，5G NR)在今年2月的世界行动通讯大会(Mobile World Congress，MWC)上引起热烈讨论，在3月杜布罗夫尼克(Dubrovnik)的会议中以RP-170741提案获得3GPP正式同意。接着7月10号中兴通信与中国联通(China Unicom)合作于3.5GHz频段进行测试，实现5G传输。

为了进一步了解，我们来探讨所有相关内容。先简单概述5G NR，之后再介绍于杜布罗夫尼克中通过的非独立式5G NR(NSA 5G NR)版本。

为了提升行动通讯带宽到每秒千兆位(Gbps)，高通(Qualcomm)开发统一空中接口(Unified Air Interface，UAI)与网络，进而发展出5G NR，对于汽车、医疗与工业服务市场至关重要，也可应用在持续发展中的广大物联网市场(图1)。

图1 在最后发展阶段会是一个完全统一互联的平台，但从现在到那个时候，5G NR需要在独立式与非独立式于2018年整合之前，先分开运作。(图片来源：高通)

新的空中界面的设计目的除了解决这些应用的问题，也结合弹性的频谱使用方法、整体上较低的延迟与每位较低的成本。

建构于LTE的基础之上，5G NR在接口与调变方面选择动态、低延迟分频双工(FDD)及分时双工(TDD)的多重存取正交分频多任务(mulTIple-access OFDM)的优化版本，使其可兼容于目前现有的基础架构与之后LTE的发展方向。此技术还强调使用大规模多重输入多重输出(Massive MIMO)、波束成形(beamforming)与低密度奇偶校验(LDPC)，以及运行在6GHz以上或以下的频段。

选择使用多重存取OFDM相对容易被理解，OFDM已经广泛地被使用与了解，从早期的Wi-Fi 802.11g到行动通讯的LTE与LTE-Advanced Pro皆使用此技术。

以上是比较容易的部分。市场上对高速数据传输的需求正快速增加，比较困难的是让5G NR标准及时获得通过，以满足此需求。

将5G NR一分为二

在巴塞隆纳的世界行动通讯大会中，高通与一些公司，包括NTT DoCoMo、南韩SK电讯 (SK Telecom)、沃达丰(Vodafone)和爱立信(Ericsson)连手提出想法，让5G标准发展过程中以两种版本并行。

但是他们仍面临进退两难的局面，从边缘接口(edge interface)到核心网络(core network)，这个5G NR的提案将会带来许多改变，而且依照此方式进行的话会耗费太多时间。数据需求已在网络边缘急剧增长。

之后在杜布罗夫尼克举行的3GPP无线接取路(Radio Access Network，RAN)全体会议中，一群5G NR的支持者，包括AT&T、英国电信(BriTIsh Telecom)、阿尔卡特朗讯(Alcatel-Lucent)、博通(Broadcom)、德国电信(Deutsche Telecom)、爱立信、华为、诺基亚与高通提出一个解决方案。他们提出RP-170741提案，将5G分成非独立式与独立式(SA)5G NR，分成两部分进行将可一边推动5G NR成长，一边为核心网络建设提供时间。

非独立式是将使用现有的LTE无线电与核心基础架构做为基石，在增加新的5G载波时，进行行动管理与覆盖。RP-170741的提议者将专注在2019年建立增强型行动宽带(Enhanced Mobile Broadband，eMBB)的5G NR，此为3GPP第十五版(Release 15)中的其中一部分，比起当初时间表预定的时间提早了1年。在3GPP的术语中，快速追踪的无线电被称为“非独立式5G NR部署情况选项3(NSA 5G NR deployment scenario OpTIon 3)”。

但是，请注意，RP-170741的提议者并没有摆脱5G NR与独立式(图2)，他们仍必须确保非独立式与独立式之间具有共同性与兼容性。独立式5G NR将包含完整的使用与控制能力，采用由3GPP所建立的5G核心网络架构。

图2 RP-170741提案中指出，支持者必须在12月前完成非独立式5G NR的第三阶段，并于2018年3月前提供可实施的版本(ASN.1)。 (图片来源：3GPP)

根据RP-170741提案，非独立式5G NR第三阶段完成的时间点落在2017年12月，可实施的版本需要在2018年3月前完成。此提案也指出第三阶段中独立式与非独立式的L1和L2用户平面(User Plane)完成的时间点落在2017年12月。此外，必须执行目前第15版(Rel-15)独立式5G-NR的时程表(第三阶段完成的时间点落在2018年6月，2018年9月冻结ASN.1)。

中兴通信与中国联通测试sub-6GHz非独立式5G NR网络

值得一提的是，在全面实施前，3GPP提案只提供了非独立式5G NR 6个月的提前开始时间。然而，这些是目前业界正在运作的时间表，最近中兴通信与中国联通在中国广东省进行网络测试，提供了我们一些观点。

在7月10日，这两间公司宣布他们使用Massive MIMO技术在3.5GHz频段进行数据传输，速率已经达到每秒2Gbps，中兴通信支持非独立式与独立式分开运行的提案，因此该公司的测试结果将会被纳入非独立式提案中。也有不同公司透过合作进行测试，像是高通、爱立信和中兴通信合作，宣布与AT&T、中国移动、NTT DoCoMo、SK电讯、澳大利亚电信(Telstra)和沃达丰进行5G NR的测试，测试的频段为3.3GHz~5GHz、28GHz与39GHz。