5G R16新特性与终端测试挑战

5G的迅猛发展有目共睹，同时3GPP Rel-16引入了显著的容量和运营增强功能，同时将5G的覆盖范围扩展到了新的垂直行业领域。为了帮助各大应用市场更好地了解最新5G创新技术带来的商机和挑战，更好把握市场脉搏，电子发烧友在2022年4月20日召开了第三届5G技术创新研讨会。
 
Keysight高级解决方案专家路志义在2022第三届5G技术创新研讨会上分享了5G R16新特性与相关的终端测试挑战。
 
R16发展路线与市场现状
 
如果说第一阶段的R15只是加大带宽，提高网络速率，那么还称不上真正进入了5G时代，R16在R15的基础上真正引入了完整的5G应用。R16主要关注垂直行业应用及整体系统的提升、多接入与人工智能功能应用。其重点关注的领域有增强型行动宽带（eMBB）能力，其中包括节能、移动性、MIMO等等，另外随着基础网络架构能力提升，更多的垂直应用加入了进来，涵盖载波聚合大频宽增强、UE定位、C-V2X、低时延高可靠（uRLLC）服务与安全、IIoT专用网络等。
 

（图源：Keysight）

 
在对R17的展望上，Keysight高级解决方案专家路志义指出了R17将对eMBB继续增强，尤其在NR Light以及功耗上，同时将覆盖更多新的垂直产业。
 
2022年将是5G产业发展重要的一年，尤其是R16标准下的5G产品将开始大规模商用。R16将使5G发力到更广泛的垂直行业，助推万物互联时代开启。从2021年开始，R16 eMBB芯片组到R16 eMBB终端设备已经开始商业化，R16 eMBB网络也指日可待。从Keysight给出的对5G R16 eMBB市场需求时间表来看，随着设备制造商对R16芯片组、终端设备测试的完成，经GCF认证的第一个R16 eMBB设备预计将于今年下半年完成认证，R16网络部署将在下半年开始飞速发展。
 
同时R16的垂直拓展功能在今年开始测试，首先是与芯片组制造商的协作测试，完成后设备制造商终端设备也会开始测试。可以说2022年是R16全面铺开的一年。
 
5G R16功能增强
 
5G R16基础拓展功能的提升第一个体现在UE节能与提高能效上。为了降低UE的功耗，R16新增了多个用于帮助UE省电的特性，包括Wake-Up Signal、Dual CDRX Configuration、MIMO Layers adaptation等。技术的增强可以让UE周期性地唤醒和休眠，必要时还可以灵活延长UE监听的时间，降低时延。
 
第二个增强体现在DC/CA的增强上。R16扩展了对异步情况和其他载波组合的支持，通过最小化小区设置和小区激活所需的信令开销和时延，高效、低时延的服务于小区设置等功能。而且R16会根据早期测量尽可能减少建立双连接或载波聚合时的时延。
 
在MIMO、移动性、TEI上同样做了基于R15的增强，R16增强了波束治理和CSI反馈，支持多个传输点到单个UE的传输，以及多个UE天线在上行链路的全功率传输，这些MIMO增强功效可提升速率并提升链路可靠性。R16工作项NR移动性增强增加了新的机制，减少了切换中断时间并提升了可靠性。
 
在UR定位上，R16提供室内3米和室外10米的精度要求，而且新的定位参考信号（PRS）允许检测到更多的邻近传输点。单个单元定位采用AoA+RTT，多单元定位则有很多途径，例如RTT、AoA/AoD、TDOA。
 

（图源：Keysight）

 
URLLC的增强同样十分明显，R16 eURLLC建立在R15 URLLC基础上大幅降低了延迟并大幅提升了可靠度。延迟的降低主要通过改进BWP、DL优先调度，再加上基于CBG的HARQ、UL配置调度以及UL提前调度。
 
另外，通过 2-step RACH，R16提高了现有的R15 RACH程序的效率，将4-step减少到2-step，减少了信号支出和延迟。虽然RACH信道数减少，但容量并没有减少还提升了能效，而且2-step RACH还能支持小型无授权上行链路。
 
Keysight 5G R16 方案
 
Keysight的UXM5G测试应用程序市场上最全面的R&D解决方案，包括一套用于射频和功能测试的工具，丰富的参数化支持广泛的测试场景，支持从原型设计到系统集成和验证。通过SCPI命令，可以轻松地自动化设置测试场景并跨网络场景进行交互式地测试。针对无线芯片组和设备的解决方案同样支持从早期开发到测试阶段，从原型设计到系统集成和验证。
 

（E7515B UXM 5G wireless test platform，Keysight）
 

 
小结
 
5G R16标准确立以来，一直在强化垂直产业应用，支持5G毫米波的手机和终端已经在路上，不管是毫米波技术、微基站、大规模天线技术、网络切片，还是软件定义无线网络、边缘计算和云端智能，在智慧交通、智慧城市、智慧安防、智慧工业、超高清视频等领域，5G R16的应用创新案例已经开始普及。