1.2 5G NR系統(tǒng)要求及標(biāo)準(zhǔn)化

1.2.1 5G的應(yīng)用場景

5G需要比4G支持更多的應(yīng)用場景和案例。ITU-R M.2083《IMT愿景-2020年及之后IMT未來發(fā)展的框架和總體目標(biāo)》建議書（以下簡稱“建議書”）[6]中定義了3種5G應(yīng)用場景，包括增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB）、大連接物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）和超可靠低時延通信（URLLC）。

1. eMBB

移動寬帶（MBB）主要處理的是以人為中心的應(yīng)用場景，涉及用戶對多媒體內(nèi)容、服務(wù)和數(shù)據(jù)的訪問。3G系統(tǒng)和4G系統(tǒng)的主要驅(qū)動力來源于移動寬帶，對于5G來說，移動寬帶仍是最重要的使用場景。然而，由于對移動寬帶的要求將持續(xù)增長，移動寬帶技術(shù)需要進(jìn)一步增強(qiáng)。eMBB在現(xiàn)有移動寬帶應(yīng)用的基礎(chǔ)上提出了新的要求——續(xù)提高性能、不斷致力于實(shí)現(xiàn)無縫用戶體驗。該應(yīng)用場景涵蓋一系列使用案例，包括熱點(diǎn)覆蓋和廣域覆蓋。就熱點(diǎn)覆蓋而言，用戶密度大的區(qū)域需要極強(qiáng)的通信能力和極高的通信速率，但對移動性的要求低。就廣域覆蓋而言，最好要有無縫連接和連接高移動性的介質(zhì)，用戶數(shù)據(jù)速率也要遠(yuǎn)高于現(xiàn)有用戶數(shù)據(jù)速率。不過廣域覆蓋對數(shù)據(jù)速率的要求一般低于熱點(diǎn)覆蓋對數(shù)據(jù)速率的要求。

2. mMTC

mMTC的應(yīng)用場景主要以機(jī)器為中心，主要針對大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，其主要特點(diǎn)是連接設(shè)備數(shù)量龐大，一般要達(dá)到每平方千米容納百萬以上的設(shè)備連接。這些設(shè)備通常傳輸數(shù)據(jù)量小并且對時延不敏感。存在的挑戰(zhàn)是設(shè)備成本需要降低，電池續(xù)航時間需要大幅延長，以能夠支持?jǐn)?shù)年的使用。

3. URLLC

URLLC業(yè)務(wù)對時延、可靠性和傳輸速率等性能要求十分嚴(yán)格，其主要應(yīng)用于工業(yè)制造或生產(chǎn)流程的無線控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)、智能電網(wǎng)配電自動化、物流運(yùn)輸安全等場景。URLLC在交通安全和控制方面，譬如無人駕駛領(lǐng)域也具有很大的應(yīng)用潛力。在無人駕駛技術(shù)中，URLLC的低時延特性和高可靠特性均會得到很好的體現(xiàn)。

圖1-3展示了上述三大主要5G應(yīng)用場景和一些相關(guān)的使用案例。其他應(yīng)用場景和使用案例目前雖無法預(yù)見，但也會隨著5G的標(biāo)準(zhǔn)化、演進(jìn)和商用不斷涌現(xiàn)。對于未來5G及B5G通信系統(tǒng)而言，它們要想適應(yīng)因各類新的需要而產(chǎn)生的全新場景，所具備的靈活性及適應(yīng)性將不可或缺。

在5G已經(jīng)發(fā)布的前3個正式版本中（Rel-15、Rel-16、Rel-17）,Rel-15版本重點(diǎn)對eMBB進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，Rel-16、Rel-17版本除了對eMBB進(jìn)行繼續(xù)增強(qiáng)和優(yōu)化外，還對URLLC和mMTC進(jìn)行了研究和標(biāo)準(zhǔn)化，例如成立IIoT/URLLC、輕量級RedCap終端等工作項目。而在5G已經(jīng)立項的第4個版本Rel-18（在2022—2024年研究與制定）中，上述3種5G應(yīng)用場景均有相關(guān)課題被立項研究，在未來會繼續(xù)演進(jìn)和增強(qiáng)。

無論對于哪一種場景，在5G NR已經(jīng)完成的3個協(xié)議版本中，授權(quán)頻譜都是最主要的使用頻譜類型。而非授權(quán)頻譜作為授權(quán)頻譜的一種重要補(bǔ)充，最初在5G NR低頻（5GHz與6GHz非授權(quán)頻段）被獨(dú)立立項，后來在高頻（52.6～71GHz）與授權(quán)頻譜被聯(lián)合立項研究，目前已經(jīng)延伸到IIoT/URLLC、直連鏈路通信、車聯(lián)網(wǎng)、定位、無人機(jī)等多個課題，涉及的應(yīng)用場景和使用案例越來越多。