1ms雙向端到端時(shí)延！華為“實(shí)現(xiàn)”5G理論值

  ICC訊 近日，在IMT-2020(5G)推進(jìn)組的組織下，華為以1ms時(shí)延順利完成了低時(shí)延高可靠(URLLC)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，采用5G R15以及R16低時(shí)延高可靠關(guān)鍵技術(shù)，5G毫米波設(shè)備在99.999%的可靠性水平下，實(shí)現(xiàn)了1ms的雙向端到端時(shí)延。

  作為5G能力三角之一，eMBB已經(jīng)開始證明自身的價(jià)值，接下來該大放異彩的就是URLLC了。作為具有超低時(shí)延和超高可靠性的通信，URLLC可以滿足一些對(duì)時(shí)延敏感和可靠性要求高的業(yè)務(wù)，可廣泛應(yīng)用于AR/VR、工業(yè)、醫(yī)療、無人駕駛等場(chǎng)景。可以說，華為的這次測(cè)試，證明了5G完全可以做到1ms雙向端到端時(shí)延的理論值，開辟了5G產(chǎn)業(yè)新藍(lán)海。

  如果我們把歷史拉長(zhǎng)了來看，21世紀(jì)通信行業(yè)就是一段努力降低時(shí)延的“奮斗史”。從20ms到1ms，為了這19ms的時(shí)延降低，通信行業(yè)用了17年時(shí)間。

  從20ms到2.7ms

  故事還要從2004年，LTE網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化說起。當(dāng)然，在那個(gè)年代，以中國移動(dòng)、華為、中興等為代表的民族通信產(chǎn)業(yè)還沒有進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)制定的核心圈子內(nèi)。

  作為非常成功的一代移動(dòng)通信技術(shù)，LTE在標(biāo)準(zhǔn)制定和產(chǎn)業(yè)商用過程中，主要關(guān)注的是MBB業(yè)務(wù)，也就是提高網(wǎng)絡(luò)速率與頻譜使用效率。從3GPP R8一直到R13，行業(yè)一直在沿著“更快”這條路往前走。后來，3GPP發(fā)現(xiàn)只強(qiáng)調(diào)快是不夠的，還需要關(guān)注空中接口的時(shí)間延遲。

  因?yàn)?，時(shí)延不僅側(cè)面影響到了網(wǎng)絡(luò)速率，也對(duì)用戶體驗(yàn)帶來了挑戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)，LTE的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延是20ms的雙向時(shí)延，但這僅是理論值。實(shí)際情況要根據(jù)無線環(huán)境來判斷，只有長(zhǎng)沒有短。

  2015年，在3GPP RAN 67次會(huì)議上，降低LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)間延遲的研究項(xiàng)目(SI)立項(xiàng)。2016年3月，在3GPP RAN 71 次會(huì)議，研究項(xiàng)目工作正式立項(xiàng)。

  通過對(duì)“資源調(diào)度請(qǐng)求和指派”，“傳輸時(shí)間間隔”進(jìn)行改善，上行的網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲大大減少。根據(jù)仿真的結(jié)果，LTE空中接口雙向傳輸時(shí)延降至約8ms。隨后，3GPP RAN 72會(huì)議， 立項(xiàng)了關(guān)于從改善LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸間隔時(shí)間從而減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的工作。到LTE R15時(shí)，所有的大招都用上，LTE的網(wǎng)絡(luò)延遲理論上可以降至雙向2.7ms。

  應(yīng)對(duì)MBB業(yè)務(wù)，2.7ms的理論延遲足夠了。但面向垂直行業(yè)生產(chǎn)需求，2.7ms還是太長(zhǎng)了。

  從2.7ms到1ms

  在移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)域，ITU主要負(fù)責(zé)提出指標(biāo)，指出5G中需要解決的問題，3GPP負(fù)責(zé)完成具體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的設(shè)計(jì)和定義。

  為了完成ITU提出的“5G之花”，滿足URLLC極高的可靠性和極低的時(shí)延要求，3GPP針對(duì)URLLC業(yè)務(wù)用戶面時(shí)延定義了上行0.5ms和下行0.5ms的要求，也就是1ms的雙向時(shí)延。

  任務(wù)明確了，接下來就是如何去實(shí)現(xiàn)，從2.7ms走向1ms。

  在產(chǎn)業(yè)界的共同努力下，通過使用30KHz的子載波間隔，上行免調(diào)度，以及兩個(gè)符號(hào)的微時(shí)隙的5G系統(tǒng)配置方案，可以達(dá)到低于雙向時(shí)延1ms以下的要求。如果采用5G高頻通信，使用120KHz的子載波間隔，時(shí)延可以更低。

  在本次測(cè)試驗(yàn)證中，華為的基站設(shè)備在功能以及性能上滿足了低時(shí)延高可靠的技術(shù)要求。本次不僅測(cè)試了5G毫米波設(shè)備的可靠性和時(shí)延等性能，還驗(yàn)證了5G 2.6G頻段設(shè)備的URLLC關(guān)鍵技術(shù)功能和性能，包括低時(shí)延的上下行非時(shí)隙(Non-slot)調(diào)度、基于商用現(xiàn)網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)和上行免調(diào)度等，高可靠的低碼率MCS表格/CQI表格、PDCCH高聚合等級(jí)、PDSCH/PUSCH時(shí)隙級(jí)重復(fù)發(fā)送等，以及不同信噪比環(huán)境下的時(shí)延與可靠性性能等。

  通過各種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)與實(shí)現(xiàn)手段的靈活組合，5G網(wǎng)絡(luò)可以充分滿足各行各業(yè)的多樣化需求，并為5G進(jìn)入工業(yè)等行業(yè)的核心生產(chǎn)業(yè)務(wù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，推動(dòng)數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。