过程太艰辛！5G R17标准终于冻结！对物联网产业意味着什么？-轻识

作者：赵小飞

物联网智库原创

导读

近日，5G R17标准宣布冻结，标志着5G第二个演进版本标准正式完成。按照3GPP的计划，R18将开始对5G Advanced进行标准化，开启了5G标准演进的第二阶段创新，R17作为5G标准第一阶段收官之作，具有承上启下的意义，因此受到业界高度关注。

北京时间6月9日晚上10点零4分，在匈牙利布达佩斯召开的3GPP RAN第96次会议圆满结束。在本次会议上，5G R17标准宣布冻结，标志着5G第二个演进版本标准正式完成。按照3GPP的计划，R18将开始对5G Advanced进行标准化，开启了5G标准演进的第二阶段创新，R17作为5G标准第一阶段收官之作，具有承上启下的意义，因此受到业界高度关注。

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久违的线下会议，见证5G标准的又一里程碑

受疫情影响，从2020年初起，3GPP针对5G标准的工作只能通过线上进行，本次会议是这2年多时间来首次线下会议。过去2年中，来自各国标准化专家只能通过邮件和线上会议软件形式开展工作，标准化推进工作遇到非常大的挑战，而专家们依然能够不负众望，克服了重重困难，按照预定的时间完成R17标准的冻结，为5G后续产业化提供了强大后盾。

5G标准化本身是一个强度很大的工作，工作强度到了什么地步？此前中国移动研究院的一位专家曾经描述数年前可以在线下进行讨论时的场景：会议进程可以说是真真正正地将一份时间掰成三份用。以最近一次美国的RAN1会议为例，我们的代表顶着16小时的时差，在会场从周一线上线下连轴讨论到周五，5天只睡了20个小时，实在是挑战了体力和脑力的极限！

工作负荷有多大，5G提交的标准文档字数可以体现出来。在R16标准冻结之前，有媒体曾将3GPP所有涉及到5G的标准进行整理统计，最终的数据是什么？3500万字！平均每篇大约3万字，有些多的甚至能达到20多万字，这些都是标准制定专家们的工作成果。假设每天读1万字，那将所有文档看完也需要10年时间。

笔者曾在《一群专家，正在用如此“原始”的通信方式创造最先进的5G》一文中引用了标准专家的工作状态：“由于3GPP的专家居住在全球不同国家和地区，时差的原因不一定能保证同一时间工作，邮件的处理和讨论就存在着时延，而且效率远远不如面对面交流。然而，很多专家以7*24小时的工作模式，尽量克服时差和邮件带来的时延，为有史以来最低时延的无线通信技术做出贡献。”本身工作负荷已经非常高，再加上线上工作各种不便，可想而知专家们为了完成R17既定目标，付出了多大努力。

本次在布达佩斯召开的3GPP RAN全会，让一部分专家现场见证了5G标准又一里程碑诞生。

R17中两大物联网新特性值得关注

针对R17版本标准，3GPP RAN全会副主席、中国移动研究院胡南博士在接受人民邮电报采访时对R17 标准三大特点进行了详细解读，主要包括：

一是商用性能提升。R17在5G规模商用之后制定，汲取了实际部署的经验和新要求，使标准与应用形成闭环。如在uRLLC（超可靠低延迟通信）增强项目中，对时延敏感的工业控制网络的空口同步精度在R16的±540纳秒，进一步提升到R17的±145纳秒至±275纳秒，可有效解决工业控制的同步精度问题。

二是引入新特性。为了进一步拓展5G应用场景，R17引入了“新终端”“新网络”和“新功能”。通过降低终端的带宽和天线数目、简化双工传输、裁剪协议流程功能、减少功耗开销等手段，打造新型轻量级终端，满足低成本、低功耗、中等数据速率的物联需求，可用于工厂传感、视频监控及可穿戴设备等多种应用场景。天地一体新网络技术的卫星天链中继与地面通信相辅相成，共同构建空天地一体化立体融合网络，为用户提供无处不在、无时不在的通信服务。

三是探索新方向。5G组网灵活、拓扑复杂，传统网优面临成本高、建模难等问题，需通过人工智能等跨域技术来解决。3GPP RAN在R17的SON（自组织网络）和MDT（最小化路测）中首次探索了5G与AI的融合，制定了统一的功能框架，为R18 5G+AI标准化奠定了基础，加速实现自智网络。

胡南博士在“引入新特性”中所提的两个新特性举例，均与物联网有密切关系。其中，第一个举例即R17中最备受关注的RedCap，第二个举例则涉及NB-IoT/eMTC支持非地面网络。

1、RedCap标准冻结，中高速物联网有了专门的5G技术支持

RedCap (Reduced Capability)可以说是R17中最受关注的新特性之一，根据3GPP标准化文档的描述，RedCap主要应用于中高速物联网场景，包括智能可穿戴设备、工业无线传感器和视频监控等业务场景，其速率远低于eMBB，但高于NB-IoT和eMTC这些低功耗广域网络。在对5G NR精简化和定制化的基础上，RedCap形成以下特性：

低成本：通过减少终端带宽，在Sub 6GHz频段下其最大带宽为20MHz；减少终端接收天线和层数，支持1收或2收，大幅降低5G终端芯片和模组的成本，预计RedCap模组成本相对eMBB可以降低5倍，规模商用的模组价格可以与Cat 4相当；
大容量和高效共存：通过独立初始BWP和非小区定义的同步信号工作在5G网络上，并与eMBB终端高效共存，充分发挥5G大带宽优势和大系统容量等代际差异；
可选支持更多功能：包括较低时延、切片、定位、低功耗等能力。

R17标准中，定义了RedCap终端能力，从带宽、天线数目、双工模式、调制方式、MIMO层数等方面降低终端复杂度，支持RedCap终端的早期识别，DRX增强，RRM测量放松等。未来，R18将对其进一步进行增强，包括在FR1降低终端带宽至5MHz、降低终端峰值速率，以及能量效率增强和降低功耗，并推进支持RedCap终端的定位功能。

不过，RedCap虽然受到业界热捧，但其商用之路还很长。笔者曾在《5G RedCap就快来了！但其全面商用有多难？》一文中从终端成本、网络覆盖、物联网节点更新周期、4G退网时间节点等角度进行分析，RedCap全面商用还需从长计议。

2、NB-IoT/eMTC与卫星通信结合有了全新标准

R17在物联网方面的一个新增特性是NB-IoT/eMTC支持非地面网络（Non-Terrestrial Networks, NTN），NB-IoT/eMTC与卫星通信融合，将进一步拓展低功耗广域网络的覆盖范围，值得业界关注。

众所周知，NB-IoT和eMTC作为3GPP阵营的低功耗广域网络技术，为海量低功耗、低成本、低速率物联网节点提供接入服务，已成为这一领域的主流，尤其是在一些偏远地区甚至人迹罕至的区域，NB-IoT和eMTC广覆盖的优势非常明显。然而，NB-IoT和eMTC需要专门部署基站，偏远地区大量场景不具备基站部署的条件，此时卫星通信就能发挥作用，NB-IoT、eMTC与卫星通信的融合可以完美解决覆盖难题。

该课题在3GPP RAN第92次线上会议获得批准，NB-IoT/eMTC支持非地面网络并非简单的做加法，需要大量工作才能实现双方融合。R17新增支持NB-IoT和eMTC的NTN，定义NTN整体架构，包括定时和同步机制，非连续覆盖的辅助消息、移动管理、馈线链路切换等。通过卫星上的网络节点和通过馈线链路互连的NTN网关，可以为NB-IoT/eMTC节点提供非地面接入，相关终端通过服务链路能够访问NTN网络服务。

低功耗广域网络支持与卫星通信的融合并非新鲜事，而是近年来的要给发展趋势，能够真正为用户提供无处不再的低功耗接入服务。例如，过去2年Semtech就发布了LoRa Edge LR1110和LR1120两款产品，均支持LoRa与卫星通信、定位的融合，为客户在港口、船舶以及海洋、沙漠等无人区的场景提供支持。本次R17提供NB-IoT/eMTC支持非地面网络新特性，在一定程度上增强了3GPP阵营低功耗广域网络的能力。

伴随着R17标准的冻结，5G产业链在商业化过程中将形成一些新的驱动力，也将拓展到更多的场景中，期待R17给产业发展带来的新变化。

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