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替代4G LTE,5G NR-Lite来了

什么是NR-Lite?
就是比LTE性能更优,比NR更精简。
为什么要替代LTE?
原因一:
未来4G和5G同行,将出现LTE与eMTC/NB-IoT和NR多种无线接入网并存的现象,这会增加网络管理和维护复杂度。
原因二:
与LTE相比,5G NR具有更高的频谱效率和网络利用率,可以显著降低每bit成本,能以更低成本的方式应对移动宽带业务。
原因三:
与LTE相比,5G NR可支持更多更先进的功能,比如Massive MIMO、波束赋形、更宽的子载波间隔、更低空口时延、更高精度定位、更低开销等。
原因四:
5G NR可更好的与5G 核心网基于服务的架构和整体网络架构集成,更利于提供网络切片、基于流的QoS服务等。
原因五:
面向未来,5G NR可支持广泛的频段范围,除了可重耕2/3/4G频段外,还支持更高的频段范围。尤其是FR2毫米波频段,由于毫米波频段具有传播距离短、易被阻挡和干扰小等特性,天然适用于工厂、企业等室内部署,对未来5G专网有非常大的吸引力。
为什么要引入NR-Lite?
主要原因:填补5G三大场景eMBB、mMTC与uRLLC之间的“空白地带”。
众所周知,5G定义了eMBB、uRLLC和mMTC三大场景,但这三大场景估计并不能满足未来所有的5G应用需求。
比如mMTC,3GPP已确认未来增强型版本的NB-IoT和eMTC均属于5G mMTC技术。也就是说,NB-IoT和eMTC这两大诞生于4G时代的蜂窝物联网技术将继续演进以满足5G mMTC场景需求。
但不管NB-IoT和eMTC怎么演进,它们都属于LPWA(低功耗广域物联网络),其低功耗、低成本、广覆盖、大连接的基本能力不变,因此主要面向数据传输速率低、时延较高的“低端物联网应用场景”,比如智能泊车、智能抄表、智能路灯等。
比如uRLLC,其主要针对的是远程机器人控制、自动驾驶等超高可靠超低时延应用,要求时延0.5-1ms,可靠性高达99.9999%,它面向的是“高端物联网应用场景”,可有多少应用需要这么高的性能?
以未来5G重头戏智能制造为例,可能只有机器人才需要uRLLC能力来进行远程控制,而对于工厂内用于生产流程监控、分析和诊断的大量传感器和驱动器而言,1ms时延和6个9的可靠性可能就是浪费,但NB-IoT/eMTC在时延和速率能力上又不能满足需求,比如通过实时高清视频传输来进行基于AI的质量检查。
也就是说,目前3GPP已定义的NB-IoT/eMTC与uRLLC场景,正好应对的是物联网应用市场的两个极端—-要么是成本最低、时延最大的“低端物联网市场”,要么是成本最高、时延最低的“高端物联网市场”。
显然,在eMBB、mMTC与uRLLC之间,存在一个面向“中端物联网市场”的空白地带。
而这个“空白地带”,刚好需要NR-Lite来填补。
针对这样的情况,在不久前举行的3GPP TSG RAN#84会议上,3GPP研究讨论了在5G R17版本中引入新的NR-Lite。
什么是NR-Lite?
简单的说:
比eMTC和NB-IoT具有更高的数据速率,更高的可靠性和更低的延迟。
比NR eMBB具有更低的成本和复杂性,以及更长的电池寿命。
比NR uRLLC具有更广泛的覆盖范围。
用一张图来表示是这样的…

具体点讲:
在支持数据速率和网络时延上,与LTE有点相似,速率达100Mbps,时延约10-30ms。
模块成本可与LTE相媲美。
但终端模块的电池寿命比eMBB长2-4倍,同时覆盖能力比uRLLC增强10-15dB。
NR-Lite主要支持用例包括:
工业无线传感器网络、视频监控、无人机远程控制、机械设备远程控制、可穿戴设备等。
这些用例要求具备中等的数据传输速率和中等的网络时延,以满足适时的高清视频回传和远程操控需求。同时,由于均面向物联网应用场景,要求具备更低的模块成本、更强的覆盖能力,以及更长的电池寿命。
NR-Lite研究技术方向:
降低UE成本和复杂性
减少UE上下行带宽
减少UE RX天线,包括2RX和1RX
降低基带复杂度
降低UE Tx功率等级
研究进一步提升UE能效的技术
研究RRC IDLE/INACTIVE节电技术,包括空闲模式RRM、寻呼唤醒等
研究基于RRC CONNECTED态的低功耗技术
参考文档:
? RP-191391 Support of NR-Lite Nokia, Nokia Shanghai Bell
? RP-191306 Study on NR diverse UE types vivo
? RP-191305 Motivation for NR diverse UE types in Rel-17 vivo
? RP-191296 Support of low cost and low power consumption IoT devices LG Electronics
? RP-191227 NR-Lite devices and related technical enhancement ZTE, Sanechips
? RP-191175 Motivation for NR-lite: IoT over NR Samsung
? RP-191174 Support of NR-Lite Samsung
? RP-191018 mMTC evolution in Rel-17 Sierra Wireless, S.A.
? RP-191047 NR-Lite for Industrial Sensors and Wearables Ericsson
? RP-191048 New SID on NR- Lite for Industrial Sensors and Wearables Ericsson
? RP-191008 Rel-17 work scope on IoT and MTC Huawei,Hisilicon
? RP-190844 NR-Lite for Rel-17 – Qualcomm views Qualcomm Finland RFFE Oy
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