英特尔：通过R16标准兑现5G承诺

撰文：Asha Keddy

7月初，3GPP正式发布了5G R16标准，通常也被理解为5G的第二阶段，这是5G发展历程中最令人激动的里程碑之一。R16标准使5G技术中一些最具创新性和变革性的性能得以实现。在实施这些新性能的漫长旅程中，我们才刚刚开始，它们也将极大地释放新一代无线技术的潜力。

再怎么强调R16标准的重要性都不过分。R15标准主要聚焦于增强移动宽带，而R16标准则带来了一系列新的功能，远远超出了简单的性能提升，还支持新的商业模式、应用以及垂直市场。特别值得一提的是，从制造到医疗行业的企业和工业组织将得以使用各种功能，将自动化、效率和服务水平提升到新的高度。

R16标准中的其中一项关键新技术就是对超可靠低时延通信（URLLC）的支持，这也是最令人期待的5G特性之一。URLLC代表着移动网络功能的根本性转变，首次支持有保证的可靠性和时延水平。这就是为什么5G现在比以往任何时候都更适用于企业的驱动因素。R16还具备令5G得以支持免许可证频段和可以只在单个组织的园区或工厂中运行的，也被称为5G专网的非公共网络（NPN）的功能。通过更好地发现和定位设备与车辆，甚至使车辆之间直接通信，R16增强了5G对V2X技术的支持，从而进一步推动了自动驾驶汽车的发展。R16还能够在5G核心网上部署并管理低功耗移动物联网协议，例如NB-IoT和LTE-M。

与所有具有类似全球影响力和意义的技术一样，这些新的特性和功能离不开3GPP的相关标准制定过程。3GPP代表着全球无线领域的创新者和领导者群体，其工作继续成功地将整个行业聚集在一起使5G成为现实。

英特尔对3GPP R16标准的贡献

英特尔团队很荣幸能够为实现5G做出贡献。通过在关键3GPP工作组担任领导角色（如RAN2/SA2主席和RAN3/RAN4副主席），英特尔为协助领导并指导R16完成贡献了自己的知识及专业技能。多年来我们在主持会议、推动达成共识以及与业内同仁一起探索前进的路径方面的持续努力现在得到了回报。与生态伙伴们一起，英特尔是推动5G标准R16在方方面面取得进展的主要贡献者之一。以下是英特尔的部分贡献：

• 5G超可靠低时延通信（URLLC）：这是R16版最激动人心的元素之一，5G现在可为工业控制系统和数据流提供低时延、超可靠的确定性功能。尽管R15引入了更高可靠性、更低时延的功能，但R16则兑现了人们展望的5G全URLLC特性。这将使企业能够充分利用无线技术为工业制造设施和工厂内的系统连接所提供的灵活性。这些特性统称为URLLC，可支持诸如时间敏感网络（TSN）等其它应用。TSN旨在更精准地保障对时间有严格要求的数据，非常适合从传感器接收数据的控制系统、计算机视觉应用等。TSN与5G融合技术（TSN-over-5G）支持通过5G网络提供TSN服务，这样一来，传感器和致动器等工业设备就可以与工业控制器进行无线、确定性的通信。这也契合工业4.0解决方案，并有望降低成本、赋能新的商业模式并流线化工厂运营。
• 5G定位支持：要想满足5G NR定位的位置发现需求，需要进行大量创新。这一特性对包括自动驾驶和V2X汽车应用、应急和市政服务，以及与工业物联网（IIoT）相关应用在内的广泛的5G应用至关重要。有了R16，5G网络可以确定室内3米之内和室外10米之内的5G设备的位置。
• 边缘计算管理：边缘计算架构是许多5G部署的关键元素，R16整合了支持这种模式的多种元素，其中包括通过利用虚拟化网络功能的部署、配置、性能保证等来管理边缘计算功能。
• 5G NR自组织网络（SON）：随着小型蜂窝的更密集部署以及更丰富、更苛刻的应用需求（例如用于自动驾驶的URLLC）的出现，5G网络正在变得愈发复杂。通过利用新技术（如人工智能/机器学习）在RAN架构中嵌入智能，5G R16标准SON为5G网络带来了自动化。
• 5G媒体服务：R16为5G网络上的媒体服务带来了多项增强功能。其中包括新增的语音和视频速率自适应功能，新的增强的可穿戴和低功耗物联网设备，以及新增的对有实时通信和交互需求用例的支持。针对流媒体服务，R16定义了一个新的专注于移动网络运营商与第三方媒体服务和内容提供商之间的不同协作及部署模式的5G流媒体架构。这一架构同时也利用了网络切片、边缘计算和基于API的网络能力开放。

3GPP R16标准的商业化

为了确保正在制定的5G标准符合现实世界中的应用，并缩短我们产品的上市时间，英特尔一直在努力试用并测试可充分利用新的3GPP R16标准的功能的技术。例如，SK电信和英特尔验证了基于第二代英特尔至强可扩展处理器和英特尔以太网800系列网络适配器的5G独立用户平面功能（5G SA UPF）的性能。SK电信能够利用R16标准所实现的URLLC服务的优势，在不同数据包大小时将UPF系统的往返时延最多减少78%、抖动最多减少88%。这意味着在浏览、流媒体视频、游戏以及使用许多其他类型的服务时，能够实现几乎无抖动的用户体验。SK电信已经开始开发低时延UPF，计划今年进行测试、明年投入商用。

我们还与全球工业物联网领导者博世合作，利用R16标准的URLLC功能创建早期的5G时间敏感型网络（TSN）的概念验证（PoC）。该概念验证包括用户设备（UE）、无线接入网（RAN）和英特尔酷睿处理器。搭配博世力士乐（Bosch Rexroth）的兼容TSN的控制器端点，它验证了URLLC技术并演示了关键工业物联网应用场景。在概念验证期间，英特尔和博世成功地展示了一个典型的TSN工业物联网应用场景，该场景在此之前是由工厂车间的有线基础设施提供支持。该演示率先展示了5G新空口（NR）R16标准URLLC功能。

最后，R16标准是英特尔FlexRAN的一个关键使能因素。FlexRAN是由英特尔开发的一种软件参考架构，来帮助加快虚拟化无线接入网络解决方案的开发。FlexRAN可以在从边缘到核心的无线网络的任何部分上实现，并使客户能够在基于英特尔架构的平台上针对各种应用场景来构建云原生、完全虚拟化的4G和5G无线接入网。此外，随着3GPP R16标准规范的最终确定带来了更多的应用机会，英特尔在CERA 和 OpenNess方面所做的工作也有助于促进应用生态系统。

3GPP R16版和未来计算

和所有重大技术趋势一样，5G并不是独立存在的。其它技术增加和增强了5G，使其真正具有变革性。随着适用于5G新空口的R16标准的出现，为超低时延应用运行人工智能的强大而高效的边缘计算，能够支持令人难以置信的新用例。例如，在工厂车间实时安全运行的数百个自动化机器人，穿梭于拥挤城市的自动驾驶汽车，在机场和大型体育场实时协调数千个摄像头的公共安全方案——所有这些都展示了分布式计算资源的未来力量。

尽管R16标准令人兴奋，但这只是我们前进征程中迈出的又一步。R17标准有望成为另一个重大进步。英特尔很高兴能够在这段旅程中作为重要的一份子携手业界同仁充分释放5G的潜力。