5G R18 主要研究内容综述

［林高全］

1 5G R18 的技术背景

在无线通信技术发展过程中，国际标准的制定起着至关重要的作用，即通信发展要求标准必须先行。作为移动通信全球标准化的3GPP（the 3rd Generation Partner Project，第三代伙伴项目），其下有三个TSG[1]（Technical Specifications Groups,技术规范组），包括TSG RAN（Radio Access Network，无线接入网）、TSG SA（Service and System Aspects，业务和系统）与TSG CT（Core network and Terminal，核心网和终端），其中，TSG RAN 负责定义无线接入的功能、需求和接口，包括6 个工作组（Working Group，WG），TSG SA 负责3GPP 业务与系统方面的技术规范制定，包括6 个工作组（Working Group，WG），TSG CT 负责3GPP 核心网及终端方面的技术规范制定，包括4 个工作组（Working Group，WG）。

TSG RAN 的六个WG 的工作如下：

（1）RAN WG1：负责无线层1（物理层）；

（2）RAN WG2 ：负责无线层2 与层3 的无线资源控制；

（3）RAN WG3：负责UTRAN/E-UTRAN/NG-RAN的架构以及相关的网络接口；

（4）RAN WG4：负责无线性能与协议方面；

（5）RAN WG5：负责移动终端一致性测试；

（6）RAN AHG1：国际电联（内部）协调问题特设小组（Ad-hoc group）；

TSG SA 的六个WG 的工作如下：

（1）SA WG1：负责业务；

（2）SA WG2：负责系统架构；

（3）SA WG3：负责网络安全；

（4）SA WG4：负责编解码；

（5）SA WG5：负责管理、编排和计费；

（6）SA WG6：负责任务关键性应用。

TSG CT 的四个WG 的工作如下：

（1）CT WG1：负责用户设备（UE，User Equipment）到核心网（CN，Core Network）的协议；

（2）CT WG3：负责外部网络的互连互通&策略与计费控制（PCC，Policy and Charging Control）；

（3）CT WG4：负责核心网协议；

（4）CT WG6：负责智能卡应用方面。

当前，3GPP 5G R15（Release 15，第15 版本）与R16（Release 16，第16 版本）已分别于2018 年12 月、2020年7 月冻结，预计最新的R17（Release 17，第17 版本）标准将于2022 年6 月份冻结；其中，5G R15 主要针对eMBB 场景，R16 重点关注垂直行业应用及整体系统提升，R17 标准则对现有版本标准进行增强演进。

2021 年4 月，3GPP 将5G 演进正式命名为5G-Advanced，并决定从R18（Release 18，第18 版本）开始标准化；2021 年6 月，召开了R18 专题研讨会，来自全球的各大运营商，设备商，终端厂商，芯片厂商，行业组织等60多家公司向3GPP 提交了500 多篇Rel-18 版本立项提案，除了5G 传统的eMBB（Enhanced Mobile Broadband，增强移动宽带）、物联网、URLLC（Ultra Reliable &Low Latency Communication，超低时延超低可靠性通信）、V2X（Vehicle to Everything）等场景外，还提出了新场景新业务，包括上行覆盖增强、人工智能空口与网络、网络侧与终端的绿色节能、高精度定位等。为了推动5G 标准的演进，3GPP 正式启动R18 标准研制，并于2021 年12 月6 日至17 日召开了RAN#94-e 次会议，会议确定了5G-Advanced 第一个标准版本从Rel-18 开始，总共提交了502 篇与R18 相关的提案，并成功立项28 个子课题，标志着5G-Advanced 技术研究和标准化将进入实质性阶段。2022 年3 月16 日至23 日RAN#95-e 开始对RAN#94-e 确定的子课题开始初步分析与修订讨论，总共提交了155 篇与R18 相关的提案。根据TSG 的R18 时间计划：2023 年3 月Stage 2 功能冻结，2023 年12 月Stage 3 冻结，2024年3 月协议编写冻结（ASN.1&Open API）。

另外，作为3GPP 标准的推动者与中国通信技术标准领域的负责者，中国通信标准化协会（CCSA）无线通信技术工作委员会（TC5）第54 次全体成员大会2021 年3月30日至2021年4月2日在海口市召开，14家来自运营商、科研单位、设备厂商、芯片厂商和终端厂商的企业。会议期间举办了“5G R18 及后续演进之无线技术研讨会”，即以5G R18 为切入点，从不同视角分享了对无线技术需求、热点及发展趋势的观点，议题内容包括5G在人工智能、物联网、工业互联网、毫米波等领域进一步演进，以支持新的业务应用场景，并对sidelink、全双工、空天地一体化等技术的进行了研讨。

为了方便读者了解最新3GPP 的研究内容，本文对3GPP RAN#94-e 会议讨论的R18 立项的课题内容进行说明。

2 5G 标准主要研究技术点

结合TSG SA 的R18 研究项，以及TSG RAN 召开的2021 年12 月6 日至17 日RAN#94-e 电子会议讨论的RAN 侧 R18 主要内容，获知3GPP 正式确定R18 的28 个子课题。为了方便读者系统理解与学习，我们提供了相关的提案号、提案名称、归属工作组[2]以及初步确定的主要研究内容汇总到表1 中。

如表1 所示的28 个子课题，其中RAN WG1 确定了12 个子课题，RAN WG2 确定了10 个子课题，RAN WG3确定了5 个子课题，RAN WG4 确定了1 个子课题。可知，R18 主要还是聚焦无线空口的层一、层二与层三，在进一步提升5G 的覆盖、容量、能耗等的基础上，也面向新的应用场景如人工智能/机器学习、无人机、移动IAB 等展开无线侧的技术研究。特别需要强调的是，人工智能/机器学习的引入，会推动5G 网络向智能化网络升级，并会大大开拓在5G 网络中新的应用模式。

表1 RAN#94-e 各工作组确定的R18 立项的28 个子课题

续表1

由于3GPP R18 各个子课题都刚刚立项研究阶段，当前也只是定义了一些初步的研究方向与框架，需要设备商、运营商、各研究院所等行业机构进行研究并最终按计划2024 初完成标准化工作。最新的RAN#95-e 会议已于2022 年3 月16 日至23 日召开，会议基于RAN#94-e 会议确定的各个子课题展开技术讨论。

3 结论

正如前面章节所述，R18 首批立项的28 个课题涵盖了5G-Advanced 在各个领域的持续演进，包括提供更大容量、更广覆盖、更好体验的eMBB 业务演进，上行覆盖提升拓展5G-Advanced 网络能力，支持XR 虚拟现实与业务体验，支持自动网络驾驶，基于sidelink 的车联网及高精度定位扩展垂直行业新应用，支持新的应用场景如空天地网络与无人机等场景，支持网络与终端低功耗的绿色网络，人工智能/机器学习引入5G 网络等八个大领域。