3GPP R15——5G时代的里程碑

世界移动大会-上海MWC即将在6月27日盛大举行，5G仍然是最热门的话题。与此同时，作为目前业界最主流的无线接入技术LTE将如何演进并加速5G NR的部署，加速物联网、车联网等垂直行业快速发展，也是业界主流厂商关注的话题。

LTE自诞生以来，以其相对3G巨大的技术进步以及快速完善的生态系统，成为有史以来发展最快的移动通信系统技术：根据GSMA统计，LTE目前已覆盖全球75%的人口，连接比例已超过2G/3G，并且预计到2025年还将持续增加到50%以上。LTE从最初的满足移动用户数据业务的基本要求，不断通过引入高阶MIMO、ShortTTI等核心技术，持续提升频谱效率，在覆盖、容量、体验等多个层次提供移动用户最佳体验。

LTE-Advanced Pro R13和R14版本更进一步支持mMTC LPWA低功耗广域网：NB-IoT支持5G所要求的每平方公里1百万连接以及高达20dB的覆盖增强，eMTC则可支持部分中高速率物联应用。在今年3月3GPP RAN#79次全会形成结论，NB-IoT和eMTC将是5G时代mMTC LPWA场景的基础解决方案，R16不在NR引入类似的解决方案。R14版本同时也支持了车联网V2V / V2X和增强型MBMS（多媒体广播多播服务）等多个垂直行业的应用。

本月14日在美国圣地亚哥举行的3GPP RAN#80次全会上，3GPP R15版本宣布冻结。在3GPP看来，这个版本具有里程碑的重要意义，因为它不仅是第一个5G NR的协议版本，而且将LTE的空口用户面从4.8 ms降低至0.8 ms，还引入了对E-UTRAN/NR双链接 (EN-DC)的支持及LTE to 5G new core的支持，使得LTE演进成为5G时代网络的重要组成部分。因此3GPP在R15的LTE协议封面上也正式打上了5G的Logo，并将它与R15的NR一起作为5G的使能技术。

下面我们为您逐一解读R15版本在LTE领域的重大增强：

低时延Short TTI

随着手游竞技的日益火爆，低时延已经成为继高速率之后用户体验的又一个重要指标，而且低时延还将激发以VR/AR、车联、工业自动化等为代表的新一代5G业务。因此，R15版本引入了Short TTI技术，将原有的TTI从1ms（14个符号）减少到0.143ms（2个符号），用户面的空口单向时延降低到大约0.8ms，满足了5G对1ms时延的要求，支持对时延敏感的新一代业务的部署和优异体验。

覆盖增强

LTE R15引入了非相干联合传输（NCJT），使不同的MIMO数据流从不同的传输点发送至同一个终端，从而提升小区边缘数据速率以及系统性能。同时定义了QCL类型C，解调参考信号（DMRS）分组和增强CSI测量汇报等技术，可实现对于小区平均吞吐量约26％的增益和对于小区边缘用户速率的13％的增益，网络覆盖进一步增强。

FWA无线家宽

FWA无线家宽是解决最后一英里的一种主流宽带接入解决方案，预计2018年将新增一千五百万线，并且被认为是5G时代最先成熟的Use Case之一。 R15进一步增强LTE的FWA性能，用于PDSCH的调制方式从此前的256QAM提高到1024QAM，最高可提升频谱效率25%，结合4x4 MIMO技术，仅需40MHz频谱就可支持高达1Gbps的峰值吞吐量。同时R15版本还特别针对FWA的固定场景进一步减少DMRS导频开销。

蜂窝物联网

自LTE R13以来，NB-IoT和eMTC技术逐步标准化，为各种用例提供低成本低功耗的物联网设备与服务，在R14版本提升了2倍的连接容量、3dB的深度覆盖、5~7倍的连接速率。目前NB-IoT生态系统已经成熟，全球已有45张商用网络，预计2018年将有1.2亿NB-IoT连接，覆盖抄表，停车，共享单车、路灯、农牧等数十个应用场景。为了提供LPWA物联网应用更优质的性能体验，R15继续优化时延、功耗等，其中包括：

• 唤醒信号用于高效监听寻呼，预计终端功耗在164dB深覆盖场景降低30%-45%。

• RACH期间的早期数据传输能够在没有建立RRC连接的情况下进行早期数据传输，从而进一步降低延迟和UE功耗。

车联网

移动的车辆需要LTE-V2X网络提供无所不在的覆盖能力。LTE R14完成LTE-V2X的初始版本，支持基本的安全服务例如防撞、交通信号灯和车速指示等。在R15中，LTE-V2X继续演进，支持更高的可靠性（通过传输分集），更低的延迟（通过减少资源选择窗口）和更高的数据速率（通过载波聚合和64QAM），增强了车与车之间PC5接口的性能，从而可以满足更高级的V2X服务，如车辆编队、高级驾驶等。

当前LTE-V2X已经具备规模商用的技术能力，中国积极推动车联网产业的加速发展。今年1月，发改委在《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿)中明确LTE-V2X要在2020年覆盖90%的大城市和高速公路。今年5月，工信部、公安部和江苏省共同主导的LTE-V2X车联网城市级规模示范(无锡)启动，预计2018年底部署200+路口，发展10万车载终端用户。

助力5G NR快速部署

根据3GPP规划，5G首发版本包含非独立组网Non-standalone（NSA）和独立组网Standalone（SA）功能。考虑到运营商对LTE部署的巨大投资，3GPP首发版本给NSA组网中的option3 EN-DC赋予了高优先级，已经率先在2017年底R15版本完成。基于EN-DC，网络侧LTE&NR优势互补，现有EPC连接的LTE部署可提供广泛的覆盖范围，而NR用于满足热点高容量的需求；终端侧，通过增强LTE/NR双模终端用户体验能力，促进端-端5G NR网络部署。

总结

3GPP R15是一个里程碑式的重要版本，不仅仅在于它第一次完整定义了5G NR，还在于它赋予了LTE演进与5G NR一起成为5G的使能技术。同时，LTE R16将继续演进，在NB-IoT、eMTC、MIMO、广播、零中断切换、架构演进、500km/h高铁支持和多RAT双链接增强等方面持续提升性能，打造5G时代全业务基础网络。

面向5G时代，运营商可以充分利用LTE现网覆盖、终端、用户、生态等优势，持续演进提升网络容量和用户体验，实践物联、车联等新业务，从多个维度获得收入增加的机会，并进而演进到智能管道，以及大数据和应用平台，在未来数字化转型中占据先机。