近日,,在IMT-2020(5G)推進(jìn)組的指導(dǎo)下,,中信科移動順利完成“5G 增強技術(shù)研發(fā)試驗uRLLC關(guān)鍵技術(shù)”的測試,,這也是IMT-2020(5G)推進(jìn)組今年第一次啟動uRLLC(高可靠性低時延)試驗工作,。
值得關(guān)注的是,,此次測試試驗主要內(nèi)容涵蓋兩部分,,一是在現(xiàn)有eMBB幀結(jié)構(gòu)下增加uRLLC功能,,驗證uRLLC相關(guān)功能是否正常運行,,包括調(diào)度粒度由時隙級調(diào)整至符號級以減小時延,使用數(shù)據(jù)主動重復(fù)傳輸技術(shù)配合高聚合PDCCH,、高可靠低碼率CQI/MCS表的應(yīng)用以保證傳輸?shù)目煽啃?;二是驗證增加uRLLC功能后,對網(wǎng)絡(luò)性能,,如空口時延,、空口傳輸可靠性帶來的增益,。
作為第五代移動通信標(biāo)準(zhǔn),5G的愿景是實現(xiàn)萬物互聯(lián),,不再像之前的幾代移動通信標(biāo)準(zhǔn)僅在速率上做提升,,因此,面向場景的適配才是5G發(fā)展的核心方向,。在5G揚帆啟航之年,,uRLLC測試試驗工作的的啟動,引發(fā)了業(yè)界的諸多關(guān)注,。
R16凍結(jié)推進(jìn)uRLLC駛?cè)肟燔嚨?/p>
通信技術(shù)十年一代,,萬物互聯(lián)的5G時代則綜合考慮了峰值速率、用戶體驗速率,、頻譜效率,、移動性、時延,、連接密度,、網(wǎng)絡(luò)能效、話務(wù)密度等技術(shù)指標(biāo),,繁復(fù)的性能指標(biāo)下,,也明確了5G的發(fā)展并非只是滿足個人業(yè)務(wù)的演變訴求。因此,,5G劃分了三大應(yīng)用場景,,eMBB(增強移動帶寬)、mMTC(海量連接)與uRLLC(高可靠性低時延),。
其中,,mMTC主要針對一些物聯(lián)網(wǎng)典型場景,而eMBB則是在以超高清流媒體為代表的相關(guān)業(yè)務(wù),,uRLLC則是聚焦在需要5G高效低時延特點業(yè)務(wù),,如車聯(lián)網(wǎng)、自動化業(yè)務(wù)等,。
據(jù)悉,,uRLLC是蜂窩通信的特殊用例,包括適用于低時延和高可靠性應(yīng)用的一組功能,。在5G建網(wǎng)初期,,與eMBB和mMTC被頻繁提及有所不同,uRLLC的發(fā)展進(jìn)程似乎一直不溫不火,,業(yè)界普遍認(rèn)為,,5G引入機器對機器(M2M)通信和海量機器類通信(mMTC)的新范例,自治系統(tǒng)將控制,、通信,、測量,、存儲和分析海量數(shù)據(jù)。
然而,,uRLLC的目標(biāo)正是使其特性和網(wǎng)絡(luò)功能能夠在極端的可靠性標(biāo)準(zhǔn)下運行,,并且使關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和計算機之間的往返延遲小于1毫秒。
因此,,在去年六月,,5G的第二版國際標(biāo)準(zhǔn)(Rel-16)正式凍結(jié),R16標(biāo)準(zhǔn)增強了對高可靠性,、低時延的uRLLC業(yè)務(wù)場景的支持,。其中,uRLLC的應(yīng)用場景要求達(dá)到十毫秒以下的端到端時延,,可靠性也將要求達(dá)到六個九等,。
可以說,R16標(biāo)準(zhǔn)完成后,,5G從人與人的連接,,擴大到了人與物的連接、物與物的連接,,萬物互聯(lián)成為可能,,而面向工業(yè)、醫(yī)療,、無人駕駛等有高可靠性低時延傳輸需求的行業(yè),,uRLLC具有極大的市場潛力及應(yīng)用價值。
價值場景在哪里,?
目前業(yè)界共識,,行業(yè)中的uRLLC需求,主要分為兩個大類,,即小包控制類的uRLLC業(yè)務(wù)和大上行視頻類的uRLLC業(yè)務(wù),,前者的業(yè)務(wù)的主要特點為數(shù)據(jù)包較小,,帶寬要求較低,,但對時延、可靠性要求較高,,典型場景有智能制造業(yè)中的機器間協(xié)同自動控制,、智能電網(wǎng)中的差動保護(hù)等;后者業(yè)務(wù)的主要特點為上行數(shù)據(jù)包較大,,帶寬要求高,,同時下行控制信令對時延、可靠性要求較高,,以智慧港口中的龍門吊,、橋吊遠(yuǎn)程控制,、智慧醫(yī)療中的遠(yuǎn)程手術(shù)為代表。
以5G智能工廠為例,,作為小包控制類uRLLC業(yè)務(wù)的典型場景,,5G智能工廠將大幅改善勞動條件,減少生產(chǎn)線人工干預(yù),,提高生產(chǎn)過程可控性,,提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
然而,,對于工業(yè)領(lǐng)域來說,,高可靠性低時延的通信系統(tǒng)可以說是至關(guān)重要。工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備投入巨大,,無論是機床,、生產(chǎn)線,還是機械設(shè)備,,生產(chǎn)過程中的故障導(dǎo)致的停工,,往往會影響整條生產(chǎn)線,甚至整個產(chǎn)品交付周期,。
因此,,5G uRLLC的引入,通過在自動化機械設(shè)備相應(yīng)部件上加裝5G通信模塊,,讓終端設(shè)備實時回傳采集數(shù)據(jù)或圖像,,控制端依據(jù)收到的狀態(tài)信息進(jìn)行分析決策并反饋給終端設(shè)備,以典型的閉環(huán)模式將控制過程周期降低至ms級別,,并提高可靠性,。
在智慧醫(yī)療領(lǐng)域則是大上行視頻類uRLLC業(yè)務(wù)的典型場景。
眾所周知,,傳統(tǒng)的醫(yī)療行業(yè)通常采用有線連接方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,,建設(shè)和維護(hù)成本高、移動性差,,而5G網(wǎng)絡(luò)具備超高帶寬和毫秒級的傳輸時延,,使圖像、音頻的傳輸再也不用擔(dān)心卡頓的問題,,可有效滿足醫(yī)療救治過程中對安全可靠性和快速實行的要求,。
以遠(yuǎn)程機器人手術(shù)為例,該方案是依托機器人,、定位和傳感技術(shù),,實現(xiàn)自動化或半自動化的手術(shù)操作,而延遲或錯誤的操作將造成嚴(yán)重的后果,,甚至危及生命,,并且,,遠(yuǎn)程手術(shù)需要實時回傳患者端、探頭等影像,,因此需要大帶寬以流暢傳輸視頻流,,這也正是uRLLC的核心優(yōu)勢。
但需要指出的是,,不同行業(yè)不同類型業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)能力的要求存在較大差異,,而為滿足行業(yè)對于 uRLLC場景的迫切需求,產(chǎn)業(yè)各方應(yīng)積極行動,,加快大上行,、極致時延、超低可靠等相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā),。
哪些挑戰(zhàn)待解,?
今年是5G應(yīng)用的快速普及之年,當(dāng)前,,我國5G產(chǎn)業(yè),、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、用戶規(guī)模等方面具有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢,,但5G應(yīng)用發(fā)展仍面臨終端,、網(wǎng)絡(luò)供給能力不足、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)缺乏等問題,,因此在今年7月,,十部門聯(lián)合發(fā)布了《5G應(yīng)用“揚帆”行動計劃(2021—2023年)》,旨在不斷強化高質(zhì)量技術(shù)產(chǎn)業(yè)供給,,進(jìn)而推動5G融入千行百業(yè),。
當(dāng)前,面向uRLLC場景主要體現(xiàn)在速率,、時延,、可靠性三個維度。因此,,通過提供分級上行,、分級時延、分級可靠性等方面的網(wǎng)絡(luò)能力,,才能更好滿足行業(yè)對“大上行,、極致時延、超高可靠性”的需求,。
因此,針對行業(yè)應(yīng)用對上行容量及上行覆蓋的不同需求,,可以通過5G專屬幀結(jié)構(gòu),、SUL上行增強和上行載波聚合等關(guān)鍵技術(shù),,輔助多類型的組網(wǎng)方式共同提升上行能力。
針對行業(yè)應(yīng)用對傳輸時延提出的不同需求,,可以在空口時延及傳輸時延兩方面使用 Mini-slot,、uRLLC搶占、智簡基站分流等時延降低技術(shù),,分級分檔滿足行業(yè)對于時延的要求,。
“面向行業(yè)需求的不斷增長,產(chǎn)業(yè)上下游需要提前在技術(shù)及規(guī)劃上做好準(zhǔn)備,?!睒I(yè)內(nèi)人士指出,通過各種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)與實現(xiàn)手段的靈活組合,,5G網(wǎng)絡(luò)可以充分滿足各行各業(yè)的需求,,推動數(shù)字化經(jīng)濟的快速發(fā)展。
建網(wǎng)不是目的,,應(yīng)用才是核心,。誠然,5G在各領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)特征,、需求場景,、專業(yè)門檻差異性很大,必須有效發(fā)揮行業(yè)領(lǐng)域與信息通信產(chǎn)業(yè)的力量,,形成合力,、聯(lián)合推進(jìn),形成IT(信息技術(shù)),、CT(通信技術(shù)),、OT(運營技術(shù))深度融合的新生態(tài)才能提升5G應(yīng)用效果。
因此,,uRLLC若要邁向高質(zhì)量發(fā)展,,還需參與行業(yè)數(shù)字化的各方共同努力,明確行業(yè)對高可靠性低時延業(yè)務(wù)的需求,,完善使能技術(shù)體系,,不斷提升5G網(wǎng)絡(luò)的大上行、極致時延,、超高可靠性能力,,并且加速推動行業(yè)應(yīng)用的快速落地,形成新一代信息技術(shù)綜合運用的正向循環(huán),。