R18 Беспроводная группа 5G RAN1 Технические особенности

3GPPRelease 18 - это первая версия 5G-Advanced, ориентированная на интеграцию AI/ML, экстремальную производительность для XR/Industrial IoT, мобильный IAB, улучшенное позиционирование и эффективность использования спектра до 71 ГГц.RAN1 дополнительно продвигает AI/ML в оптимизации RAN и улучшениях искусственного интеллекта (PHY/AI) посредством эволюции физического уровня.

I. Ключевые особенности RAN1 (физический уровень и инновации в области искусственного интеллекта/машинного обучения)

1.1 Эволюция MIMO: Многопанельная восходящая линия связи (8 слоев), MU-MIMO с до 24 портами DMRS, много-TRP TCI framework.

• Принцип работы: Расширяет отчетность Type I/II CSI через унифицированную структуру TCI для нескольких панелей TRP. gNB планирует до 24 портов DMRS для MU-MIMO (12 в Rel-17), позволяя каждому UE использовать 8 слоев UL-связей; DCI указывает совместное состояние TCI; UE применяет фазу/прекодирование между панелями.
• Прогресс: Rel-17 multi-TRP не хватало унифицированной сигнализации, что приводило к потере спектральной эффективности на 20-30% в плотных развертываниях; ограничения по слоям ограничивали пропускную способность UL каждого UE до 4-6 слоев, достигая 40% увеличения пропускной способности восходящей линии связи (UL) для стадионов/музыкальных фестивалей.

1.2 AI/ML применяется для сжатия обратной связи CSI, управления лучами и позиционирования.

• Принцип работы: Нейронные сети используют предварительно обученные кодовые книги для сжатия Type II CSI (32 порта → 8 коэффициентов). gNB развертывает модель через RRC; UE сообщает сжатую обратную связь. Прогнозирование луча использует шаблоны L1-RSRP для предварительного позиционирования лучей перед переключением.
• Ход проекта: Накладные расходы CSI потребляют 15-20% ресурсов DL; частота сбоев управления лучами достигает 25% в сценариях с высокой мобильностью (например, автомагистрали).
• Улучшенные результаты: 50% снижение накладных расходов на информацию о состоянии канала (CSI), 30% увеличение частоты успешного переключения.

1.3 Улучшение покрытия (Передача с полной мощностью в восходящей линии связи, сигнал пробуждения с низким энергопотреблением).

• Принцип работы: gNB отправляет сигнал UE для применения полной выходной мощности на всех слоях восходящей линии связи (без снижения мощности на уровне слоев). Независимый приемник пробуждения с низким энергопотреблением (с контролируемым рабочим циклом, чувствительность -110 дБм) получает сигнал пробуждения (WUS) перед основным циклом приема. WUS несет 1-битовую информацию (мониторинг PDCCH или сон).
• Ход проекта: Покрытие восходящей линии связи Rel-17 ограничено иерархическим снижением мощности (потеря 3 дБ для 4-слойного MIMO); основной приемник потребляет 50% энергии UE во время мониторинга DRX.
• Улучшенный эффект: Покрытие восходящей линии связи увеличено на 3 дБ, экономия энергии на 40% для приложений IoT/видеостриминга.

1.4 Агрегация несущих Sidelink (CA) в полосе ITSи динамическое совместное использование спектра (DSS) с LTE CRS.

• Принцип работы: Sidelink поддерживает CA в полосах n47 (5,9 ГГц ITS) + FR1; поддерживает координированный автономный выбор ресурсов Type 2c от UE к UE. Из-за времени кругового пути (RTT), превышающего 500 миллисекунд, HARQ отключен для NTN IoT (поддерживается только повторение с разомкнутым контуром); компенсация эффекта Доплера выполняется в DMRS.
• Ход проекта: Sidelink Rel-17 поддерживает только одну несущую (50% потери пропускной способности); таймаут HARQ NTN IoT приводит к потере 30% пакетов.
• Улучшенный эффект: Пропускная способность Sidelink V2X platooning увеличена в 2 раза, надежность NTN IoT достигает 95%.

1.5 Расширенная реальность (XR)/Связь с несколькими датчиками(поддержка высокой надежности и низкой задержки).

• Принцип работы: Новый процесс QoS, бюджет задержки менее 1 миллисекунды, поддерживает маркировку пакетов данных с нескольких датчиков (видео + тактильные + аудио потоки). gNB приоритизирует через механизм вытеснения. UE сообщает данные о позе/движении для прогнозируемого планирования.
• Ход проекта: Поддержка XR Rel-17 поддерживает только одноадресную рассылку; задержка тактильной обратной связи превышает 20 миллисекунд (непригодна для удаленного управления).
• Улучшенный эффект: Сквозная задержка AR/VR + тактильных ощущений в промышленном дистанционном управлении составляет менее 5 миллисекунд.

1.6 Улучшение функции NTN(покрытие восходящей линии связи смартфонов, отключение HARQ для устройств IoT).

• Принцип работы: Rel-18 улучшает покрытие восходящей линии связи для смартфонов в неземных сетях (NTN), оптимизируя передачу на физическом уровне, обеспечивая более высокую мощность передачи и лучшее управление бюджетом канала для адаптации к спутниковым каналам. Для устройств IoT в NTN традиционная обратная связь HARQ неэффективна из-за длительного времени кругового пути (RTT) спутника, поэтому обратная связь HARQ отключена, а вместо нее используется схема повторной передачи с разомкнутым контуром.
• Ход проекта: Ранее ограниченное покрытие восходящей линии связи для смартфонов в NTN из-за недостаточного управления мощностью и запаса по каналу приводило к плохой связи. Обратная связь HARQ вызывала ухудшение пропускной способности и проблемы с задержкой для устройств IoT из-за задержек спутников. Отключение HARQ устраняет задержки обратной связи и повышает надежность для ограниченных устройств IoT. Это обеспечивает надежную глобальную связь для IoT и смартфонов за пределами наземных сетей.

II. Приложения проекта RAN1

• Плотный городской XR (технология Multi-TRP MIMO снижает задержку AR/VR до менее 1 миллисекунды);
• Промышленная автоматизация (прогнозирование луча AI/ML снижает частоту сбоев переключения на 30%);
• V2X/Высокая мобильность (Sidelink CA повышает надежность).

III. Реализация проекта RAN1

• gNB PHY (Физический уровень базовой станции): Интегрирует модели AI для сжатия CSI (например, нейронные сети предсказывают Type II CSI на основе Type I CSI, снижая накладные расходы на 50%). Развертывает multi-TRP TCI через RRC/DCI и использует 2 TA для синхронизации восходящей линии связи.
• Терминал (UE): Поддерживает приемник пробуждения с низким энергопотреблением (независимый от основной радиочастотной линии) для сигнализации выравнивания DRX.