3GPP通過5G NR標準，隱含哪些技術版圖？ - 工程師

◤3GPP通過5G NR標準，隱含哪些技術版圖？◢

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美國聖地亞哥時間2018年6月13日，3GPP組織在第80次TSG RAN全會正式通過
5G NR標準SA（Standalone，獨立組網或稱獨立5G）方案正式完成並發布，也
就是說，首個真正完整的國際5G標準正式出爐。

本次會議樹立了兩個重大的里程碑，使我們離5G的夢想更進一步，也就是一個
統一連接平台，專為行動裝置應用拓展出新服務、新架構，或新頻譜的全新5G
環境。

第一個里程碑：完成獨立5G組網（SA，Standalone）的新空中架接介面（或稱
新射頻）（NR，New Radio，也被外界稱為務實先行版本的5G）標準。

此NR標準由3GPP旗下三個團隊：
無線接入組（RAN，Radio Access Network）、
系統業務組（SA，System Aspects）
核心網路協議組（CT，Core network & Protocols）協力推出。

本標準是去年底制定完成的5G非獨立組網（NSA，Non- standalone）新空中介
面（New Radio，NR）標準的補充，5G 新空中介面將會搭配LTE（LTE，Long Term
Evolution）核心網路使用。這套新標準將開放5G新空中介面與5G核心網路一同
投入部署，使端對端特色如「網路切片（Network Slicing）、進階服務品質
（QoS，Quality of Service）等新功能可以流暢的運用。

未來一年，還有細節跟錯誤有待補充或修正，但更重要的是，3GPP及時完成獨立
組網5G NR標準，證明了3GPP對獨立組網和非獨立組網的願景並非癡人說夢、這兩
種模式已做好在明年(2019)商業化的暖身。

第二個里程碑：3GPP批准了5G第二階段的新計劃，也就是R16標準的雛形。該新計
劃將基於R15的框架上，其中多數會側重於推廣5G發展的新應用，同時也會包含行
動寬頻的增強。

以下摘述5G新計劃的重點。

一、改良5G NR增強型行動寬頻通訊(eMBB，Enhanced Mobile Broadband)

定義上來說，5G NR的基礎技術其實是R15標準的一部份，3GPP正不斷改良核心技
術以提供更好的使用者體驗。R16標準也將一脈相承，其中大部分的計畫都將著
重在強化行動寬頻，包含5G連接模式下的功耗最佳化、雙連接（DC，Dual Connectivity）
、網路干擾管理技術、多輸入多輸出模型（MIMO，Multi-input Multi-output）
與多點傳輸的改良（主要運用在5G NR及LTE標準）、針對5G NR與LTE行動性能的
改善，還有替5G NR打造自建網路（SON，Self – Organizing Network)。上述
計畫是對非正交多重存取(NOMA，Non-Orthogonal Multiple Access)研究的補充，
已開始運行了一段時間。最後，研究人員將初步探索如何在更高的頻段（52.5GHz
以上）中使用5G NR。

二、用於工業物聯網的5G NR專用網路與超可靠度和低延遲通訊
（URLLC，Ultra-reliable and Low Latency Communications）

針對5G NR拓展服務到工業物聯網(IIoT)、協助未來由無線連接的可重組工廠
（指不受限於工廠空間與時間、得隨時調整生產線的工廠型態）靈活調節。這些計
畫的融合將從較基礎的層面展開一系列的協助，如使用多點協調技術（CoMP，
Coordinated Multi-Point）在低延遲的限制下滿足傳輸的可靠性要求，或能適用
5G NR規定及支援智慧工廠於工業乙太網系統架構。高通曾於2018年MWC大展上首度
展示5G NR支援無線工業乙太網，其延遲時間可以低於1毫秒。

三、5G NR 蜂巢式車聯網通訊的進階應用

奠基在5G NR基礎上的蜂巢式車聯網（C-V2X，Vehicle-to-Everything）將為R16
標準帶來新的進階功能，包含自動駕駛的解鎖功能等。C-V2X將在產業扮演越來越
重要的角色，本次3GPP會議更完善R14及R15標準中對蜂巢式車聯網的規範，而這
項計畫也將研究交通工具之間利用5G NR進行直接通訊的介面定義。

四、5G NR免許可頻譜上的應用

雖然各界早開始研發5G NR在非授權頻譜(unlicensed spectrum)的使用，這可能
顛覆以前的做法。5G NR技術最初的發展目的在於支援各種頻譜類型—包含授權、
非授權及共享等三種類型。這個最新的方案將涵蓋「授權輔助」(licensed-assisted)
狀況（與LTE LAA授權輔助接入類似）、獨立組網狀況（類似於應用在LTE的MulteFire）
，並會持續在尚未探索頻譜中進行探索進階空中技術的應用。

五、5G 投入海量物聯網

3GPP已為LTE海量物聯網設計好完整的技術藍圖，包含NB-IoT（窄頻物聯網NB-IoT，
Narrow Band Internet of Things)跟增強型機器類通信（eMTC，enhanced
Machine-Type Communications）等兩項配套型窄頻科技。

六、5G 播送

3GPP已在R14標準完成廣電放送的未來定義，即廣播將立足於原始的演進式多媒體
廣播群播服務（eMBMS，Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service）構想，
並發展長程演進增強電視服務LTE EnTV（LTE Enhanced TV）。為了對業界展現3GPP
的重視，3GPP將於R16標準中再次評估LTE EnTV，並可能進行強化使其達到5G播送的
要求。

七、5G整合性接取與回傳

5G NR如何利用接取與回傳(5G integrated access and backhaul)，目的在於推動
網路緻密化（為了解決有線回程傳輸的物理限制），未來這項研發將會在5G的應用
擴展中扮演重要角色，特別是像mmWave這種更高頻的超高波段上。

八、5G 定位技術

在R15版5G NR標準已支援基礎定位技術，如何將5G NR接口應用在新的垂直市場案例
裡，我們希望藉由提供更精準的定位來展現定位技術的附加價值。或許，5G定位說
不定還能拓展服務到室內空間的定位上。

九、5G NR的非地面部署

5G能被利用於如低軌道衛星，這種非地面無線電部署上。

結語

3GPP完成5G NR標準的新里程碑，將引領全球走向下世代電信時代，同時也將推動
工業4.0、IoT、AI、區塊鏈等技術走向高速又平坦的道路，勢必將改變人類的生
活環境。然而，接下來還有許多障礙要跨越、許多關卡要克服，就等待各家業者
使出看家本領，贏得消費者的心，就贏得天下。

心得/評論：

簡言之就是5G規格已經被制定好了，目前預測會被影響到的領域當然就是
通訊，其餘就是IIOT、車聯網運用、媒體放送、資料回收、定位跟太空等等
期待適用5G的智慧型手機跟各種硬體設備快快普及

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