一、引述
我们知道,第五代移动通信系统(5G)被ITU命名为IMT-2020系统。IMT-2020将成为未来数字经济的支柱,改变人们的生活,引领工业和社会进入自动化和智能的世界。IMT-2020可实现全球兼容性、国际漫游以及在各种使用场景下接入服务,包括增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类型通信(mMTC)以及超可靠和低延迟通信(URLLC)。IMT-2020技术将进一步丰富全球通信生态系统,拓展创新应用范围,支持物联网蓬勃发展,包括机器对机器通信和其他创新应用
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为此,ITU-R在2015年9月,首次发布了ITU-R M.2083《IMT愿景-2020年及之后IMT未来发展的框架和总体目标》建议书,旨在通过论述潜在用户和应用趋势、流量增长、技术趋势和频谱作用,并通过为2020年及之后的IMT框架及能力设计指南,从而确立2020年及之后的IMT发展愿景。
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而后, ITU-R在 M.2083建议书的基础上,于2017年11月发布了ITU-R M.2410《IMT-2020无线电接口的技术性能有关的最低要求》技术报告,依此向全球征集相关IMT-2020的无线接口技术(RIT,Radio Interface Technology),为ITU推出5G移动通信的无线接口技术的详细规范做出准备。
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鉴于上,ITU-R终于在2021年2月发布了ITU-R M.2150-0《国际移动通信-2020(IMT-2020)地面无线电接口的详细规范》建议书,它确定和提供了有关IMT-2020地面部分的详细的无线电接口规范。目前,在2022年2月ITU-R又对M.2150-0进行了第1次修订,发布了ITU-R M.2150-1,进一步完善了IMT-2020的无线电接口技术(RIT)。
二、IMT-2020的RIT构成
本次ITU-R M.2150确定的IMT-2020的RIT,同样是从多个标准化组织(或称全球核心规范(GCS)提出者和转化组织(TTC))所提供的不同RIT方案中,推荐了四套RIT方案,其中2套本身是无线电接口技术集(SRIT,Set of Radio Interface Technologies),即是分别由两种RIT所构成,但它们构成的方式有所不同。四套方案具体情况详见下表2-1(包括RIT方案名称及提供者),具体由成员国根据自己的国情自主选用,它们都可实现全球兼容性和国际漫游。
表 2-1:ITU-R M.2150确定的IMT-2020的RIT四套方案
我们知道,当初ITU推荐的:IMT-2000(3G)的RIT有5种方案;IMT- Advanced(4G)的RIT有2种方案。下表2-2汇总了IMT-2000、 IMT- Advanced和IMT-2020的SRIT情况,以供通信人了解。
表 2-2:IMT家族的SRIT情况
欲详细了解IMT家族其它RIT介绍的请进入:IMT-2000的RIT;IMT-Advanced的RIT
三、IMT-2020的RIT简介
ITU-R M.2150-1推荐的IMT-2020的SRIT共涉及到单个的RIT种类有4种,下述简要介绍之。它们都可在所有不同的测试环境中满足IMT-2020的所有技术性能要求。
1、RIT:E-UTRA/LTE
E-UTRA/LTE(演进的UMTS地面无线接入/长期演进项目)是基于3GPP的 LTE 版本R15和R16,它是早期版本的演进,包括FDD和TDD。E-UTRA/LTERIT使用FDD运作时,适用于成对频谱的操作,或者使用 TDD运作时,适用于不成对频谱的操作。既支持全双工FDD,也支持半双工FDD。支持TDD和FDD频谱的聚合。E-UTRA/LTE的无线网络架构如下图3-1所示;E-UTRA/LTE的RIT的主要技术特征汇总于下表3-1中。事实上,E-UTRA/LTE的RIT即是3GPP的LTE(4G)系统的演进增强版(其核心网称为EPC)。
图 3-1:E-UTRA/LTE RIT的无线网络架构
表 3-1: E-UTRA/LTE和NR的 RIT的主要技术特征
2、RIT:NR
IMT-2020的NR(New Radio,新无线)RIT,是基于3GPP NR版本的R15和R16。同样,NR RIT使用FDD运作时,适用于成对频谱的操作,或者使用 TDD运作时,适用于不成对频谱的操作。支持高达400 MHz的信道带宽和16个分量载波上的载波聚合。NR的无线网络架构如下图3-2所示;NR的RIT的主要技术特征也汇总与表3-1中,以作比较。
图 3-2:NR-RIT的无线网络架构
比较图3-2和图 3-1可知,NR不仅其无线接入网(RAN)有所变化(被3GPP称为NG-RAN),且连接的5G系统(5GS)的核心网也发生了变化(被3GPP称为5GC)。NG-RAN与2G时的BSS、3G时的UTRAN和4G时的E-UTRAN相比,是一个能满足多场景的多层异构网络,能够容纳已广泛应用的各种无线接入技术。因此,它的无线协议架构包括了用户平面(UP)、控制平面、综合接入和回程(IAB)架构。NG-RAN支持多无线双连接(MR-DC)操作,包括支持MR-DC与EPC和MR-DC与5GC。等等。其中也因此,NR的RIT支持的上/下链路的峰值数据速率,要远高于E-UTRA/LTE的RIT(具体详见表3-1中)。
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3、RIT:5Gi
5Gi无线接口技术(RIT)是由印度电信标准发展协会(TSDSI)提供的一种通用的无线接口,该RIT致力于连接下一代设备并在各个领域提供服务。特别是,该RIT着重表现于下表3-3所列技术特征。
表 3-3:5Gi-RIT的技术特征
4、RIT:DECT-2020 NR
DECT-2020 NR是由欧洲ETSI的TC DECT开发的,IMT-2020的DECT-2020 NR是应具有其Release 1及更高版本。DECT-2020 NR是传统增强型数字无绳电话(DECT,Digital Enhanced Cordless Telecommunications)技术的演进,具有5G环境下应用,旨在为部署在各种场景和市场中的无线应用程序提供精细但功能强大的技术基础,它的用途基础详见下表3-4所述。因此,单独使用DECT-2020 NR-RIT是不可以满足IMT-2020的要求的。
表 3-4:DECT-2020 NR-RIT的应用基础
四、IMT-2020的RIT规范介绍
事实上,对于上述所介绍的4种无线接口技术(RIT),ITU-R M.2150-1建议书给出了IMT-2020的RIT四套规范。也就是说,4种RIT有的可以单独作为IMT-2020的RIT;有的是两种组合作为IMT-2020的SRIT(RIT集)。若要具体了解ITU-R M.2150-1建议书详细规范内容的请查阅下附件。
附件:ITU-R建议书 M.2150-1(02/2022)《国际移动通信-2020(IMT-2020)地面无线电接口的详细规范》
第一套规范:3GPP 5G- SRIT
3GPP 5G- SRIT规范要求,是由3GPP E-UTRA/LTE的RIT(LTE的R15和R16版本)作为一部分、3GPP NR的RIT(NR的R15和R16版本)作为一部分,两部分共同组成IMT-2020的SRIT。这即是我们平常所说的5G系统的非独立组网方式(NSA,Non-Standalone)。该规范可以利用4G网络(包括EPC)、5G基站快速部署5G系统(5GS)。
第二套规范:3GPP 5G- RIT
3GPP 5G- RIT规范要要求,单独使用3GPP NR(NR的R15以上版本)的RIT作为IMT-2020的RIT。这即是我们平常所说的独立组网方式(SA, Standalone)。事实上此时需要完全新建5G核心网(5GC)才能投入使用,并实现真正的5GS。
第三套规范:TSDSI 5Gi - RIT
TSDSI 5Gi-RIT规范要求,单独使用印度电信标准发展协会(TSDSI)开发的称之为5Gi的RIT作为IMT-2020的RIT。该RIT在ITU-R M.2150-1建议书中表述的内容较少。
第四套规范:DECT 5G-SRIT
根据DECT 5G-SRIT的规范要求,它是包括DECT-2020 NR作为一个RIT组件和3GPP NR作为另一个RIT组件,来构成IMT-2020的RIT集合。注意,在这里M.2150-1建议书使用了“组件(component)”术语,它与第一套规范(3GPP 5G- SRIT)的称呼不同。事实上,该SRIT实现5G系统(5GS)的应是3GPP NR;DECT-2020 NR作为技术基础,包括但不限于无绳电话、音频流应用、专业音频应用、物联网(IoT) 的消费者和工业应用,例如工业和楼宇自动化和监控,以及ITU-R为IMT-2020设想的超可靠 低延迟(URLLC)和大规模机器类型通信(mMTC)的本地部署的一般性解决方案。也就是说,DECT-2020 NR在由3GPP NR 建立的5GS环境中,作为一个组件应用于URLLC和mMTC着重需求的物联网场景(主要是组建局域无线网,其可以工作于IMT频谱)。
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五、相关说明
上述的四套规范中,除第三套外,其IMT-2020的SIT或SRIT都设计用于在IMT频谱中运行。各RIT都可工作于ITU-R《无线电规则》中为IMT确定的6 GHz以下频段。然而,NR-RIT还可以工作于《无线电规则》中为IMT确定的6 GHz以上频段,即24.25 GHz以上的频段。对于第三套规范(TSDSI 5Gi - RIT)在M.2150-1中无这方面直接表述。
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上述的四套规范中,除第三套外,其IMT-2020的SIT或SRIT都能够满足所有5个应用场景中的全部技术性能要求,即:室内热点- 增强型移动宽带(eMBB)、密集城市-eMBB、农村- eMBB、城市宏-超可靠低延迟通信(URLLC)和城市超可靠-大规模机器类型通信(mMTC)。对于第三套规范(TSDSI 5Gi - RIT)在M.2150-1中无这方面直接表述。
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