1ms雙向端到端時延！華為“實現(xiàn)”5G理論值

  ICC訊 近日，在IMT-2020(5G)推進組的組織下，華為以1ms時延順利完成了低時延高可靠(URLLC)技術(shù)實驗室測試。測試結(jié)果表明，采用5G R15以及R16低時延高可靠關(guān)鍵技術(shù)，5G毫米波設(shè)備在99.999%的可靠性水平下，實現(xiàn)了1ms的雙向端到端時延。

  作為5G能力三角之一，eMBB已經(jīng)開始證明自身的價值，接下來該大放異彩的就是URLLC了。作為具有超低時延和超高可靠性的通信，URLLC可以滿足一些對時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、無人駕駛等場景。可以說，華為的這次測試，證明了5G完全可以做到1ms雙向端到端時延的理論值，開辟了5G產(chǎn)業(yè)新藍海。

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

  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，在那個年代，以中國移動、華為、中興等為代表的民族通信產(chǎn)業(yè)還沒有進入到標(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)只強調(diào)快是不夠的，還需要關(guān)注空中接口的時間延遲。

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

  2015年，在3GPP RAN 67次會議上，降低LTE網(wǎng)絡(luò)時間延遲的研究項目(SI)立項。2016年3月，在3GPP RAN 71 次會議，研究項目工作正式立項。

  通過對“資源調(diào)度請求和指派”，“傳輸時間間隔”進行改善，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延降至約8ms。隨后，3GPP RAN 72會議， 立項了關(guān)于從改善LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸間隔時間從而減少網(wǎng)絡(luò)時延的工作。到LTE R15時，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還是太長了。

  從2.7ms到1ms

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

  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延要求，3GPP針對URLLC業(yè)務(wù)用戶面時延定義了上行0.5ms和下行0.5ms的要求，也就是1ms的雙向時延。

  任務(wù)明確了，接下來就是如何去實現(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，以及兩個符號的微時隙的5G系統(tǒng)配置方案，可以達到低于雙向時延1ms以下的要求。如果采用5G高頻通信，使用120KHz的子載波間隔，時延可以更低。

  在本次測試驗證中，華為的基站設(shè)備在功能以及性能上滿足了低時延高可靠的技術(shù)要求。本次不僅測試了5G毫米波設(shè)備的可靠性和時延等性能，還驗證了5G 2.6G頻段設(shè)備的URLLC關(guān)鍵技術(shù)功能和性能，包括低時延的上下行非時隙(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、PDSCH/PUSCH時隙級重復(fù)發(fā)送等，以及不同信噪比環(huán)境下的時延與可靠性性能等。

  通過各種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)與實現(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進入工業(yè)等行業(yè)的核心生產(chǎn)業(yè)務(wù)打下了堅實的基礎(chǔ)，推動數(shù)字化經(jīng)濟的快速發(fā)展。