3GPP通過5G NR標準，隱含哪些技術版圖？

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科技產業資訊室 (iKnow) - 張小玫、邱舒恬發表於 2018年7月24日

圖、國際標準組織3GPP舉辦的峰會一如往常的擠得水洩不通

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。(1658字；圖1)

參考資料：
Live from San Diego, 3GPP sets out to expand 5G into new industries. Qualcomm, 2018/6/14.

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