新年好！這是兔年的第一篇頭條文章，小編祝大家新年快樂，萬事如意。相信疫情的陰霾很快就會過去，曙光就在前方！

在今天的副條里，小編也給大家準備了新年福利，歡迎大家領取。今后我們會在公眾號，視頻號，B站號持續輸出優質的干貨文章，希望大家一如既往地關注是德科技。

言歸正傳，5G自正式商用以來已有3年的時間，是有史以來部署最快的移動通訊技術，全球約有230家運營商推出商用網絡，且越來越多的運營商正在積極籌備中。同時5G也不斷滲透到了toB的垂直行業應用，5G創立之初的愿景正在慢慢變為現實。

這其中中國無疑是走在了世界的前列，根據工信部數據顯示，截止2022年第三季度，中國5G基站數達到222萬個，占全球5G基站總數的60%以上，同時5G套餐用戶數也已突破10億大關。且擁有超過10000項目商用服務，涵蓋從采礦到醫療健康等各種垂直行業。

在5G標準演進方面，隨著去年6月Release17正式凍結，5G標準進入到了5G Advanced（5.5G）的階段，正在為6G鋪平道路，在這樣一個關鍵的時間點，小編匯總了從Release15到Release18的重點內容，希望向大家清晰地展示5G標準演進的脈絡和技術走向，在研究學習，開發測試，生產制造等涉及5G的領域能夠對大家有所幫助。

由于篇幅較長，在開篇羅列了本文涉及的核心內容，大家可以按需瀏覽：

?

5G市場概況及3GPP 5G標準時間線

?

Rel-15：5G開端，奠定基礎

?

Rel-16：優化性能，行業賦能

?

Rel-17：擴展邊界，探索用例

?

Rel-18：開啟5.5G，鋪路6G

?

全文總結

5G市場概況

及3GPP 5G標準時間線

根據ABI Research的數據，5G用戶正在以前所未有的速度增長，在商用不到2年時間內就達成1億用戶的里程碑，在3GPP就緒不到1年時間內，第一批5G設備就已經開發完成。造成這種爆發式增長的原因一方面來自于數字化對于數據的需求，另一方面來自于技術的突破，比如毫米波和Massive MIMO。

來自GSA的數據，5G終端呈多樣化分布，其中手機雖然占比過半，但是3GPP為開發5G更多的新場景，例如非地面網絡，AR/VR，元宇宙，對模組和其他設備類型的需求逐年提升，手機的份額預計會進一步萎縮。

下表是3GPP的技術時間線，按照3GPP以往的風格，5G標準應該會分為兩個階段，Rel-15~Rel-17為第一階段，Rel-18~Rel-20為第二階段，到2022年底，已經通過了Rel-16的開發階段，其功能已經開始在新的芯片組和設備中商用。同時，Rel-17現在已經凍結，等待測試要求的完成。ASN.1的完成，可以觸發Rel-17新功能的互操作性測試，是德科技正在主導與芯片組的合作，推動這些功能盡快推向市場。展望未來，Rel-18標準化工作已經開始，預計將在2024年中期達到成熟的狀態，屆時芯片組合作階段將開始。

下面小編會解讀從Rel-15到Rel-18的協議重點，理清整體脈絡和演進邏輯。

Rel-15：

5G開端，奠定基礎

（2018年6月凍結）

5G自設計之初有一個大膽的愿景：它遠不只是移動網絡的下一次迭代。

因此5G 定義了三個應用場景：增強型移動寬帶eMBB；海量機器類通信（mMTC）；超高可靠性低延時通行（URLLC）。Rel-15是第一個可實施的5G標準，為未來發布5G特性奠定基礎。

Rel-15側重于eMBB的高速率和大容量需求。該版本指定了一種新空中接口（5G NR），用于實現更高的數據吞吐量，并為低時延和更高可靠性應用奠定了基礎。使用最高52.6 GHz的毫米波(mmWave)頻譜是提高數據吞吐量的關鍵之舉。這些更高頻率上有更多的連續頻譜，可用于通過信道發送更多數據。下圖列出了Rel-15中部分關鍵技術和優勢。

低時延：URLLC使用場景可以通過“微時隙”這樣一個概念來部分實現。一個標準時隙包含14個正交頻分復用(OFDM)符號。隨著子載波間隔增加，時隙的持續時間會縮短。微時隙的持續時間比標準時隙短，可以位于時隙內的任何位置。一個微時隙只有兩個、四個或七個OFDM符號長。使用微時隙，幀可以立即開始而無需等待到達時隙起始邊界，因此可以確保低時延。

靈活性：在5G NR中，FR1（最高7.125 GHz）的最大載波帶寬為100 MHz，FR2（24.25至52.6 GHz）的最大載波帶寬為400 MHz。標準允許聚合多個載波來獲得最寬800 MHz的信道帶寬。5G NR針對帶寬部分進行了創新，將載波進行細分，分別用于不同目的。每個帶寬部分都有自己的參數集，并且可以單獨發送信號。一個載波可以使用混合參數集來支持免許可頻段的業務和混合的服務等級，例如節能或參數集的復用。

可靠的信道：5G NR使用循環前綴OFDM (CP-OFDM)波形格式。這種格式可以同時在下行鏈路(DL)和上行鏈路(UL)中使用。由于在UL 和DL中使用了相同的波形，因此未來的版本可以更輕松地實現設備到設備通信等功能。

更大吞吐量：5G通過多種方式顯著提高了吞吐量。例如：通過更大的整體信道帶寬使通信系統能夠通過空口發送更多數據；空間復用通過多個天線在指定時間以指定頻率發送多個獨立數據流，并使用增強的信道反饋。（參考下圖）

是德科技E7515B UXM 5G 無線測試解決方案是一個高度集成的信令測試平臺，支持多制式堆棧并提供了強大的處理能力和豐富的射頻資源。E7515B UXM 5G 無線測試解決方案支持Rel-15和更高版本標準，讓您能夠在非獨立組網（NSA）、獨立組網（SA）等不同的 5G 新空口（NR）部署模式下以及 FR1 和 FR2 頻段內與被測器件（DUT）建立 5G 通話。

Rel-16：

優化性能，行業賦能

（2020年7月凍結）

Rel-16的工作主要有兩個方面：

一方面，改善Rel-15的基礎，圍繞現有的5G eMBB功能上提升效率，例如在節電、通過CA/DC和MIMO改進數據速率和新類型的移動場景等方面進行改進。

另一方面是關于啟用新的垂直領域場景，如工業物聯網與更多的URLLC，支持非授權頻譜的NR-U。

參考下圖，Rel-16的功能定義被分為多個工作項目：

在基礎擴展部分，不同領域都有改進，在這里我選幾個重點領域展開講一下：

首先是省電，電池壽命和減少能量消耗是標準化工作的一個主要方面。眾所周知，這是用戶體驗中的關鍵KPI，也是我們購買新手機時的關鍵因素。除了對消費者用戶體驗的影響外，智能手機的功耗還受到關注，也是消費電子產品關注的主要指標。

它包含以下幾個改進：

1.首先是喚醒信號（Wake-Up Signals以下簡稱WUS），該技術原理簡單來說就是當網絡側需要針對某個 UE 進行上下行調度的話，會發一個 WUS 信號（攜帶了 DCI Format 2_6 的 PDCCH）給 UE，讓 UE 仍然周期性的喚醒以接收 PDCCH 的調度信息，過了一段時間后，如果沒有數據要傳輸了，這個時候網絡側就下發 WUS 給 UE，指示 UE 后續不需要進入DRX 狀態，一直維持在休眠狀態并無需監聽后續網絡側的 PDCCH，以此來降低功耗，從而提升電池使用時間。

2.然后是添加休眠 BWP，它用于輔助載波以加速其激活和停用， Rel-15 僅通過使用 MAC 控制元素允許此過程，這是一個更重且更慢的過程。Rel-16 通過 Dormant BWP 概念的定義啟用更快的切換，然后可以在網絡不需要高 BW 鏈路時使用。使用休眠 BWP，UE 停止監視 PDDCH，但 CSI 報告和波束管理等活動可以繼續。

如上所述，能夠在可重復和現實的場景下在實驗室中測量電池消耗也很重要。為此，是德科技可以提供針對用例量身定制的解決方案。其中包括：UXM 5G 允許模擬網絡并以非常逼真的方式靈活配置我們剛剛提到的 Rel-16 功能；它還包括 N6705C，它是一款功率分析儀，可讓設備了解功率并非常準確地測量消耗的能量；還有一個腳本工具或測試用例創建器，允許用戶以最大的靈活性開發自己的定制場景，包括連接到互聯網服務器、進行 IMS 語音和視頻通話等場景。

?

然后重點關注以下Rel-16在新垂直領域的研究：

1.URLLC和TSN網絡，目前由于IT與OT網絡系統架構截然不同，對于應用的模式和要求的效率也很不一樣，以傳統的工廠網絡架構來說，OT的前端設備與IT網絡皆不互通，形成各自為政的封閉式網絡架構。3GPP 定義了 URLLC 的改進，以將 5G 延遲降低至 1 毫秒并提高穩健性，它還實現了對 5G 上的 TSN 的無縫支持，TSN將打破IT與OT網絡間的隔閡，搭建雙方互通的橋梁，提供即時，安全又穩定的網絡環境。TSN可整合所有網絡通訊協議，在不去除底層協議規范的前提下，僅需協議層加上TSN協議，即可打通工廠內IT與OT的網絡環境，節省建網成本。

是德科技產品能夠對新興技術進行實際驗證，充分展現標準開發的優勢。設備制造商和企業使用了是德科技的測試設備來確保網絡設備甚至整個網絡符合 TSN 標準的一致性要求和應用的性能要求。

?

2.非授權頻譜

Rel-16 在新垂直領域另一個重要特性是允許使用非授權頻譜，也稱為 NR-U 使用新頻譜是提高數據速率的最佳方式之一。在法規允許的那些地區，由于 NR-U，5G 可以機會性地用于在非許可頻譜中部署 NR 小區，這些頻譜將與其他技術共享，例如 WLAN。NR-U 的使用代表了一種補充，可以滿足流量需求并通過節省大量運營成本和統一網絡來幫助提高數據速率，而不必將 WLAN 作為替代方案來處理。3GPP 定義了 2 個新頻段，覆蓋 5GHz 頻段的 n46 和覆蓋高達 7.1 GHz 的 6GHz 頻段的 n96。

是德科技E7770A 公共接口單元（CIU）可將 6 GHz 以下的上行鏈路或下行鏈路射頻信號通過上、下變頻轉換為 6 至 12 GHz 或 7.7 至 14.5 GHz 的中頻信號，從而為被測器件（DUT）提供雙向中頻（IF）接口。這個解決方案為用于 5G 遠程射頻頭（RRH）的是德科技M1740A 毫米波（mmWave）收發信機提供了控制、電源和本地振蕩器頻率輸入。作為上/下變頻器和 RRH 控制器，CIU 支持將頻率范圍從 6 GHz 以下擴展到高中頻和毫米波頻段。配合E7515B可以滿足6G以上NR-U頻段的測試。

Rel-17：

擴展邊界，探索用例

（2022年6月凍結）

去年6月Rel-17 已經完成凍結，ASN1 已經可用。Rel-17 標準的制定非常特別，因為它是在疫情大流行期間通過虛擬會議完成的。Rel-17的一個重要目標是提高效率并為現有的 eMBB 用例添加增強功能，特別是在像頻譜擴展，在FR2中增加了新的毫米波頻率范圍，現在最高可達 71GHz MIMO和通過在下行鏈路中添加 1024 QAM 來提高頻譜效率。在節能和擴大 UL 覆蓋范圍方面也有很多改進，這不僅被認為可以改進常規 eMBB 設備，而且還適用于全新的更輕的 NR、Reduced Capability（RedCap模式），允許在要求較低的設備中支持5G，啟用以前無法實現的新用例，打開通往新垂直領域的大門。在新的垂直領域，另一個重要的改進是通過非地面網絡或 NTN 標準化對衛星到終端連接的支持。接下來，我將著重介紹這兩個關鍵技術NTN 和 RedCap。

首先是RedCap，RedCap的使用可與其他降低能力的技術相媲美，例如Cat-1等較低的LTE，其主要目的是為不需要很快數據速率且成本更低、覆蓋范圍和功率效率更高的設備提供連接服務。監控攝像頭、工業傳感器和可穿戴設備等場景非常適合智能物聯網設備，考慮到這一點，RedCap是一種簡單的 NR 設備，它具有有限的BW和有限數量的接收器鏈，可以將無線電連接成本降低大約65%。RedCap 已針對 FR1 和 FR2 進行了標準化，這將有助于提供更好的覆蓋范圍。

那么RedCap信號又是如何工作的呢？重點是允許具有較低帶寬的設備在具有較高帶寬的小區中共存。為了實現這個功能，SIB更新之后以提供訪問控制，以便 UE可以決定NW是否支持RedCap設備，并因此開始注冊過程。此外，已經創建了一個新的特定于Red Cap的初始BWP，這樣就可以在初始BWP中擁有具有更大BW的小區，但仍然允許RedCap UE進行連接。并且通過PRACH和MSg3的前期指示支持已經啟用，這樣網絡就可以提前知道嘗試連接的設備的能力降低了。

是德科技與為Rel-17增強功能提供支持，包括RedCap網絡仿真解決方案。全面的解決方案組合涵蓋非信令和不同領域的信令測試，包括協議、射頻、功能驗證、和實際條件下的性能測試。

第二項在Rel-17需要關注的技術是NTN（非地面網絡），Rel-17定義了NTN的第一個版本，并且Rel-18將繼續使用更新的頻段和其他架構類型和用例。Rel-17主要側重于對GEO和 LEO軌道的標準化支持，重點是透明有效載荷，意味著gNB作為網關的一部分位于地面，而 Uu 是兩個饋線中使用的接口和服務鏈接。這樣，衛星就充當了射頻中繼器。最初NTN的重點是6 GHz以下頻段，尤其是2GHz的S頻段。

但衛星到終端直接通信在設計實際上非常具有挑戰性，因此在任何實際部署之前在實驗室中測試真實場景至關重要。例如鏈路預算，考慮到地面設備和衛星之間的距離很遠，工程師們面臨著巨大的路徑損耗，我們的目標是在不需要大天線的情況下建立連接，仍然使用手機。另一個主要挑戰是信道引入的大延遲，在地球靜止軌道的情況下可能高達 600 毫秒左右，或者 LEO 軌道的變化延遲雖然較小，但會隨著時間而變化，至關重要的是，這在所有設備中都得到了適當的補償，從而可以避免符號間干擾。考慮到衛星的高速移動，多普勒是信道增加的另一個主要損傷。因此，補償所有這些影響是至關重要的，這可以在衛星軌道已知的情況下完成，因此，只要UE和衛星的位置已知，就可以預測多普勒和延遲。

是德科技一直致力于開發NR NTN端到端測試臺，該測試臺能夠模擬網關和gNB、信道和 UE，并能夠在實驗室中建立 NTN NR呼叫，演示延遲和多普勒預補償的工作原理和實現方式。

Rel-18：

開啟5.5G，鋪路6G

（進行中）

隨著Rel-17的凍結，Rel-18的標準制定工作也緊鑼密鼓地展開，作為5G標準的第二階段，從Rel-18開始5G被命名為5G Advanced（5.5G），根據3GPP的命名規則，5.5G可以被視為5G到6G的過渡階段，等到Rel-20結束，6G也就快登場了，預計在2028年左右。

從Rel-18首批確定的研究課題來看大多是對Rel-15到Rel-17的增強和補充，但是有兩方面內容尤其需要關注，那就是UAV以及AI和ML。

UAV（Uncrewed Aerial Vehicle）：無人航空載具，UAV系統依賴無線通信來解決多個需求包括指揮和控制、定位、合作感知以及防撞和遠程識別等。5G Rel-18針對UAV制訂了相關規范，UAV之間 UAS（Uncrewed Aerial System）系統，在UAS系統模型中包含UAV和UAV controller，其中UAV需要通過我們的蜂窩系統連接并被UAV controller控制。每個UAV controller可通過蜂窩網絡控制一個或者多個UAV。UAV和UAV controller之間通過PC5接口進行C2通信。

Rel-18需要關注的另一個內容是人工智能和機器學習（AI&ML），目的是為了提升數據的預測能力，主要包含網絡節能，流量卸載，覆蓋變更，小區去激活，以及負載均衡。在多頻率/多RAT的部署中，在小區或小區區域之間有效地分配負載，以根據負載預測提高網絡性能。

根據對UE可能提供服務的預測選擇最佳移動目標，從而在移動期間也能保持令人滿意的網絡性能。

Rel-18還處在協議制定的早期階段，5G Advanced也可被視為6G的基石，為6G鋪路。是德科技會持續關注3GPP標準演進，提供尖端的測試方案。

全文總結

參考下圖，可以看到將每個 3GPP 版本開發的功能映射到不同的垂直領域，雖然 5G 被認為可以靈活地支持許多不同的用例，但在 Rel-15 之后的后續版本中，才成為現實。得益于URLLC 和以太網 PDU，Rel-16 啟用了工業物聯網，并啟用了帶有 NR-V2X 的汽車。Rel-17 正在使用 Redcap 實現新型低成本設備，和非地面網絡（NTN）。相信Rel-18 及更高版本繼續保持這種趨勢。

?

非常感謝耐心看到這里的您，立即注冊獲取更多相關技術白皮書，應用手冊以及ebook，我們準備了小米洗手機，小米小背包以及神秘好禮！

資料預覽

? 左右滑動查看 ?

關于是德科技

是德科技提供先進的設計和驗證解決方案，旨在加速創新，創造一個安全互聯世界。我們在關注速度和精度的同時，還致力于通過軟件實現更深入的洞察和分析。在整個產品開發周期中，即從設計仿真、原型驗證、自動化軟件測試、制造分析，再到網絡性能優化與可視化的整個過程中，是德科技能夠更快地將具有前瞻性的技術和產品推向市場，充分滿足企業、服務提供商和云環境的需求。我們的客戶遍及全球通信和工業生態系統、航空航天與國防、汽車、能源、半導體和通用電子等市場。2022 財年，是德科技收入達 54 億美元。有關是德科技（紐約證券交易所代碼：KEYS）的更多信息，請訪問我們的網站www.keysight.com

了解我們不懈追求行業創新的奮斗史：

www.keysight.com/cn...

點擊“閱讀原文”立即注冊