R18 5G Wireless Group RAN1 Technische Merkmale

3GPPFreigabe 18ist die erste5G-FortschrittDie neue Version konzentriert sich auf KI/ML-Integration, extreme Leistung für XR/Industrial IoT, mobile IAB, verbesserte Positionierung und Spektrum-Effizienz bis 71 GHz.RAN1Förderung von KI/ML in der RAN-Optimierung und künstlicher Intelligenz (PHY/AI) durch Evolution der physikalischen Schicht.

I. Hauptmerkmale von RAN1 (Physische Schicht und künstliche Intelligenz/Innovation im Maschinellen Lernen)

1.1 MIMO Evolution:Multi-Panel-Uplink (8 Schichten), MU-MIMO mit bis zu 24 DMRS-Ports, Multi-TRP TCI-Framework.

• Arbeitsprinzip:Erweitert die Berichterstattung über Typ I/II CSI über einen einheitlichen TCI-Rahmen über mehrere TRP-Panels hinweg.so dass jede UE acht UL-Verbindungsschichten verwenden kann; DCI gibt den gemeinsamen TCI-Zustand an; die UE wendet die Phasen-/Vorkodierung auf allen Platten an.
• Fortschritte:Rel-17 Multi-TRP fehlte eine einheitliche Signalgebung, was zu einem Verlust der Spektraleffizienz von 20-30% bei dichten Einsätzen führte; Schichtbeschränkungen beschränkten den UL-Durchsatz jeder UE auf 4-6 Schichten,Erreichung einer 40%igen Erhöhung der Kapazität für den Uplink (UL) von Stadien/Musikfestivals.

1.2 AI/MLAnwendung auf CSI-Feedback-Komprimierung, Strahlmanagement und Positionierung.

• Arbeitsprinzip:Neuronale Netzwerke verwenden offline ausgebildete Codebooks zur Komprimierung von Typ II CSI (32 Ports → 8 Koeffizienten).Die Strahlvorhersage verwendet L1-RSRP-Muster, um Strahlen vor der Übergabe vorzubringen.
• Fortschritt des Projekts:CSI-Overhead verbraucht 15-20% der DL-Ressourcen; die Ausfallrate des Strahlmanagements beträgt in Szenarien mit hoher Mobilität (z. B. Autobahnen) bis zu 25%.
• Verbesserte Ergebnisse:Verringerung der Kosten für die Channel State Information (CSI) um 50%, Erhöhung der Übergabeerfolgsquote um 30%.

1.3 Verbesserung der Berichterstattung(Full-Power-Übertragung verbinden, geringe Leistung Wecksignal).

• Arbeitsprinzip:Die gNB sendet ein Signal an die UE, um die volle Leistungsausgabe auf allen Uplink-Ebenen anzuwenden (keine Schicht-Level-Power-Backoff).Empfindlichkeit -110 dBm) empfängt das Wecksignal (WUS) vor dem HauptempfangszyklusDas WUS trägt 1-Bit-Informationen (PDCCH- oder Schlafüberwachung).
• Fortschritt des Projekts:Die Abdeckung des Rel-17-Uplink ist durch hierarchische Stromsicherung (3dB Verlust für 4-schichtigen MIMO) begrenzt; der Hauptempfänger verbraucht 50% der Energie der UE während der DRX-Überwachung.
• Verbesserte Wirkung:Uplink-Abdeckung um 3 dB erweitert, 40% Energieeinsparung für IoT/Video-Streaming-Anwendungen.

1.4 ITS-Band Sidelink Carrier Aggregation (CA)und dynamische Frequenzteilung (DSS) mit LTE CRS.

• Arbeitsprinzip:Sidelink unterstützt CA in den Bandbreiten n47 (5,9 GHz ITS) + FR1; unterstützt die koordinierte autonome Ressourcenauswahl von Typ 2c von UE zu EU. Aufgrund der Hin- und Rückreisezeit (RTT) von mehr als 500 MillisekundenHARQ ist für NTN IoT deaktiviert (nur Open-Loop-Wiederholung unterstützt)Die Doppler-Effekt-Vorkompensation wird in DMRS durchgeführt.
• Fortschritt des Projekts:Rel-17 Sidelink unterstützt nur einen einzigen Carrier (50% Durchsatzverlust); NTN IoT HARQ Timeout führt zu 30% Paketverlust.
• Verbesserte Wirkung:Der Durchsatz von V2X-Platooning-Sidelink erhöhte sich um das 2-fache, die Zuverlässigkeit von NTN IoT erreicht 95%.

1.5 Erweiterte Realität (XR) / Mehrsensorikkommunikation(Hochverlässigkeit mit geringer Latenzzeit).

• Arbeitsprinzip:Neuer QoS-Prozess, Latenzbudget von weniger als 1 Millisekunde, unterstützt die Markierung von Datenpaketen mit mehreren Sensoren (Video + haptische + Audiostreams). gNB priorisiert durch einen Präemptionsmechanismus.UE-Berichte über Haltung/Bewegungsdaten für die vorausschauende Planung.
• Fortschritt des Projekts:Rel-17 XR-Unterstützung unterstützt nur Unicast; haptische Rückkopplungsverzögerung übersteigt 20 Millisekunden (nicht für den Fernbetrieb geeignet).
• Verbesserte Wirkung:Die End-to-End-Latenz von AR/VR+-Haptiken in industrieller Fernbedienung beträgt weniger als 5 Millisekunden.

1.6 NTN-Funktionsverbesserung(Smartphone-Uplink-Abdeckung, HARQ für IoT-Geräte deaktiviert).

• Arbeitsprinzip:Rel-18 verbessert die Uplink-Abdeckung für Smartphones in nicht-terrestrischen Netzwerken (NTN) durch Optimierung der Übertragung der physischen Schicht,Ermöglicht eine höhere Übertragungsleistung und eine bessere Haushaltsverwaltung der Verbindungen für Satellitenkanäle. Für IoT-Geräte auf NTNs ist das traditionelle HARQ-Feedback aufgrund der langen Satelliten-Rundfahrtzeit (RTT) ineffizient, so dass das HARQ-Feedback deaktiviert wird und stattdessen ein Open-Loop-Retransmissions-Schema verwendet wird.
• Fortschritt des Projekts:Bisher führte die begrenzte Aufschlussdeckung für Smartphones auf NTNs aufgrund unzureichender Leistungskontrolle und Linkmarge zu schlechter Konnektivität.HARQ-Feedback verursacht Durchsatzverlust und Latenzprobleme für IoT-Geräte aufgrund von Satellitenverzögerungen. Das Deaktivieren von HARQ eliminiert Rückkopplungsverzögerungen und verbessert die Zuverlässigkeit für eingeschränkte IoT-Geräte. Dies ermöglicht eine robuste globale Konnektivität für IoT und Smartphones über terrestrische Netzwerke hinaus.

II. Anwendungen von RAN1-Projekten

• Dichte städtische XR (Multi-TRP MIMO-Technologie reduziert die AR/VR-Latenz auf unter 1 Millisekunde);
• Industrieautomation (AI/ML-Bestrahlungsvorhersage reduziert die Ausfallrate bei der Übergabe um 30%);
• V2X/Hohe Mobilität (Sidelink CA verbessert die Zuverlässigkeit).

III. Durchführung des Projekts RAN1

• gNB PHY (physikalische Schicht der Basisstation):Integriert KI-Modelle für die CSI-Komprimierung (z. B. neuronale Netzwerke prognostizieren Typ II CSI auf Basis von Typ I CSI, wodurch der Overhead um 50% reduziert wird).
• Flughafen (EU):Unterstützt einen Niedrigleistungs-Weckempfänger (unabhängig von der Haupt-HF-Verbindung) für die DRX-Ausrichtungssignalisierung.