近日，在IMT-2020(5G)推進(jìn)組的指導(dǎo)下，中信科移動(dòng)順利完成“5G 增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)uRLLC關(guān)鍵技術(shù)”的測試，這也是IMT-2020(5G)推進(jìn)組今年第一次啟動(dòng)uRLLC（高可靠性低時(shí)延）試驗(yàn)工作。

值得關(guān)注的是，此次測試試驗(yàn)主要內(nèi)容涵蓋兩部分，一是在現(xiàn)有eMBB幀結(jié)構(gòu)下增加uRLLC功能，驗(yàn)證uRLLC相關(guān)功能是否正常運(yùn)行，包括調(diào)度粒度由時(shí)隙級(jí)調(diào)整至符號(hào)級(jí)以減小時(shí)延，使用數(shù)據(jù)主動(dòng)重復(fù)傳輸技術(shù)配合高聚合PDCCH、高可靠低碼率CQI/MCS表的應(yīng)用以保證傳輸?shù)目煽啃裕欢球?yàn)證增加uRLLC功能后，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能，如空口時(shí)延、空口傳輸可靠性帶來的增益。

作為第五代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，5G的愿景是實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，不再像之前的幾代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)僅在速率上做提升，因此，面向場景的適配才是5G發(fā)展的核心方向。在5G揚(yáng)帆啟航之年，uRLLC測試試驗(yàn)工作的的啟動(dòng)，引發(fā)了業(yè)界的諸多關(guān)注。

R16凍結(jié)推進(jìn)uRLLC駛?cè)肟燔嚨?/p>

通信技術(shù)十年一代，萬物互聯(lián)的5G時(shí)代則綜合考慮了峰值速率、用戶體驗(yàn)速率、頻譜效率、移動(dòng)性、時(shí)延、連接密度、網(wǎng)絡(luò)能效、話務(wù)密度等技術(shù)指標(biāo)，繁復(fù)的性能指標(biāo)下，也明確了5G的發(fā)展并非只是滿足個(gè)人業(yè)務(wù)的演變?cè)V求。因此，5G劃分了三大應(yīng)用場景，eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)帶寬）、mMTC（海量連接）與uRLLC（高可靠性低時(shí)延）。

其中，mMTC主要針對(duì)一些物聯(lián)網(wǎng)典型場景，而eMBB則是在以超高清流媒體為代表的相關(guān)業(yè)務(wù)，uRLLC則是聚焦在需要5G高效低時(shí)延特點(diǎn)業(yè)務(wù)，如車聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化業(yè)務(wù)等。

據(jù)悉，uRLLC是蜂窩通信的特殊用例，包括適用于低時(shí)延和高可靠性應(yīng)用的一組功能。在5G建網(wǎng)初期，與eMBB和mMTC被頻繁提及有所不同，uRLLC的發(fā)展進(jìn)程似乎一直不溫不火，業(yè)界普遍認(rèn)為，5G引入機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）通信和海量機(jī)器類通信（mMTC）的新范例，自治系統(tǒng)將控制、通信、測量、存儲(chǔ)和分析海量數(shù)據(jù)。

然而，uRLLC的目標(biāo)正是使其特性和網(wǎng)絡(luò)功能能夠在極端的可靠性標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)行，并且使關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和計(jì)算機(jī)之間的往返延遲小于1毫秒。

因此，在去年六月，5G的第二版國際標(biāo)準(zhǔn)（Rel-16）正式凍結(jié)，R16標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)了對(duì)高可靠性、低時(shí)延的uRLLC業(yè)務(wù)場景的支持。其中，uRLLC的應(yīng)用場景要求達(dá)到十毫秒以下的端到端時(shí)延，可靠性也將要求達(dá)到六個(gè)九等。

可以說，R16標(biāo)準(zhǔn)完成后，5G從人與人的連接，擴(kuò)大到了人與物的連接、物與物的連接，萬物互聯(lián)成為可能，而面向工業(yè)、醫(yī)療、無人駕駛等有高可靠性低時(shí)延傳輸需求的行業(yè)，uRLLC具有極大的市場潛力及應(yīng)用價(jià)值。

價(jià)值場景在哪里？

目前業(yè)界共識(shí)，行業(yè)中的uRLLC需求，主要分為兩個(gè)大類，即小包控制類的uRLLC業(yè)務(wù)和大上行視頻類的uRLLC業(yè)務(wù)，前者的業(yè)務(wù)的主要特點(diǎn)為數(shù)據(jù)包較小，帶寬要求較低，但對(duì)時(shí)延、可靠性要求較高，典型場景有智能制造業(yè)中的機(jī)器間協(xié)同自動(dòng)控制、智能電網(wǎng)中的差動(dòng)保護(hù)等；后者業(yè)務(wù)的主要特點(diǎn)為上行數(shù)據(jù)包較大，帶寬要求高，同時(shí)下行控制信令對(duì)時(shí)延、可靠性要求較高，以智慧港口中的龍門吊、橋吊遠(yuǎn)程控制、智慧醫(yī)療中的遠(yuǎn)程手術(shù)為代表。

以5G智能工廠為例，作為小包控制類uRLLC業(yè)務(wù)的典型場景，5G智能工廠將大幅改善勞動(dòng)條件，減少生產(chǎn)線人工干預(yù)，提高生產(chǎn)過程可控性，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

然而，對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域來說，高可靠性低時(shí)延的通信系統(tǒng)可以說是至關(guān)重要。工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備投入巨大，無論是機(jī)床、生產(chǎn)線，還是機(jī)械設(shè)備，生產(chǎn)過程中的故障導(dǎo)致的停工，往往會(huì)影響整條生產(chǎn)線，甚至整個(gè)產(chǎn)品交付周期。

因此，5G uRLLC的引入，通過在自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備相應(yīng)部件上加裝5G通信模塊，讓終端設(shè)備實(shí)時(shí)回傳采集數(shù)據(jù)或圖像，控制端依據(jù)收到的狀態(tài)信息進(jìn)行分析決策并反饋給終端設(shè)備，以典型的閉環(huán)模式將控制過程周期降低至ms級(jí)別，并提高可靠性。

在智慧醫(yī)療領(lǐng)域則是大上行視頻類uRLLC業(yè)務(wù)的典型場景。

眾所周知，傳統(tǒng)的醫(yī)療行業(yè)通常采用有線連接方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，建設(shè)和維護(hù)成本高、移動(dòng)性差，而5G網(wǎng)絡(luò)具備超高帶寬和毫秒級(jí)的傳輸時(shí)延，使圖像、音頻的傳輸再也不用擔(dān)心卡頓的問題，可有效滿足醫(yī)療救治過程中對(duì)安全可靠性和快速實(shí)行的要求。

以遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)為例，該方案是依托機(jī)器人、定位和傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化的手術(shù)操作，而延遲或錯(cuò)誤的操作將造成嚴(yán)重的后果，甚至危及生命，并且，遠(yuǎn)程手術(shù)需要實(shí)時(shí)回傳患者端、探頭等影像，因此需要大帶寬以流暢傳輸視頻流，這也正是uRLLC的核心優(yōu)勢(shì)。

但需要指出的是，不同行業(yè)不同類型業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的要求存在較大差異，而為滿足行業(yè)對(duì)于 uRLLC場景的迫切需求，產(chǎn)業(yè)各方應(yīng)積極行動(dòng)，加快大上行、極致時(shí)延、超低可靠等相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。

哪些挑戰(zhàn)待解？

今年是5G應(yīng)用的快速普及之年，當(dāng)前，我國5G產(chǎn)業(yè)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、用戶規(guī)模等方面具有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，但5G應(yīng)用發(fā)展仍面臨終端、網(wǎng)絡(luò)供給能力不足、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)缺乏等問題，因此在今年7月，十部門聯(lián)合發(fā)布了《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》，旨在不斷強(qiáng)化高質(zhì)量技術(shù)產(chǎn)業(yè)供給，進(jìn)而推動(dòng)5G融入千行百業(yè)。

當(dāng)前，面向uRLLC場景主要體現(xiàn)在速率、時(shí)延、可靠性三個(gè)維度。因此，通過提供分級(jí)上行、分級(jí)時(shí)延、分級(jí)可靠性等方面的網(wǎng)絡(luò)能力，才能更好滿足行業(yè)對(duì)“大上行、極致時(shí)延、超高可靠性”的需求。

因此，針對(duì)行業(yè)應(yīng)用對(duì)上行容量及上行覆蓋的不同需求，可以通過5G專屬幀結(jié)構(gòu)、SUL上行增強(qiáng)和上行載波聚合等關(guān)鍵技術(shù)，輔助多類型的組網(wǎng)方式共同提升上行能力。

針對(duì)行業(yè)應(yīng)用對(duì)傳輸時(shí)延提出的不同需求，可以在空口時(shí)延及傳輸時(shí)延兩方面使用 Mini-slot、uRLLC搶占、智簡基站分流等時(shí)延降低技術(shù)，分級(jí)分檔滿足行業(yè)對(duì)于時(shí)延的要求。

“面向行業(yè)需求的不斷增長，產(chǎn)業(yè)上下游需要提前在技術(shù)及規(guī)劃上做好準(zhǔn)備?！睒I(yè)內(nèi)人士指出，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)的需求，推動(dòng)數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

建網(wǎng)不是目的，應(yīng)用才是核心。誠然，5G在各領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)特征、需求場景、專業(yè)門檻差異性很大，必須有效發(fā)揮行業(yè)領(lǐng)域與信息通信產(chǎn)業(yè)的力量，形成合力、聯(lián)合推進(jìn)，形成IT(信息技術(shù))、CT(通信技術(shù))、OT(運(yùn)營技術(shù))深度融合的新生態(tài)才能提升5G應(yīng)用效果。

因此，uRLLC若要邁向高質(zhì)量發(fā)展，還需參與行業(yè)數(shù)字化的各方共同努力，明確行業(yè)對(duì)高可靠性低時(shí)延業(yè)務(wù)的需求，完善使能技術(shù)體系，不斷提升5G網(wǎng)絡(luò)的大上行、極致時(shí)延、超高可靠性能力，并且加速推動(dòng)行業(yè)應(yīng)用的快速落地，形成新一代信息技術(shù)綜合運(yùn)用的正向循環(huán)。