基于3GPP R15的5G网络（核心网，基站和终端）正在全世界范围进行商业部署，部署频段包括sub-6G和毫米波。与此同时，3GPP正在马不停蹄的开发R16和R17的标准。本文主要将会对R16和R17里面一些重要的feature做一个综述。

标准化时间轴

5G标准的第二阶段正在收尾阶段，R16预计在2020年中冻结。2019年12月的3GPP全会决定了R17将要包含的feature，R17的标准化将会在R16之后的15个月左右完成。

关键主题

首先要清楚R16和R17不仅仅是对R15的性能增强，因为R15其实已经在速率，频谱效率和时延等方面给出了十分出色的KPI数据，R16和R17更多的是偏向于扩展5G的生态系统，通过增加新的feature，使得5G网络可以满足工业和其他垂直行业的要求，以及让5G网络更容易部署和优化。

R16和R17包括了几十个重要的feature。为了简明扼要，我们将其分类总结为以下4个方面：

1. 工业物联网（Industrial IOT）

2. 其它垂直行业应用（Other verticals）

3. 网络部署与自动化（Network deployment and automation）

4. 设备增强（Device enhancement）

限于篇幅，笔者对这4个领域的一些典型Feature做了介绍，还有很多feature没有在这里讨论。

工业物联网（Industrial IoT）

URLLC

R16完成了对于工业物联网场景的重要功能，例如工厂自动化。URLLC的功能其实在R15的时候已经通过”mini-slot”的方式得到了支持，R16主要增强了URLLC空前的可靠性能力，使得丢包率可以降低到智能工厂组装和控制操作所要求的的10^-6

Time-Sensitive Communication（TSC）

TSC主要是提供一种高可靠的通信，使得终端系统，Relay和发送节点能够严格的同步。R16提供的TSC支持是基于IEEE的TSN（TSN是目前工厂广泛使用的协议），R17则提供了不基于IEEE TSN的TSC支持。主要的应用场景有物流，船舶港口等

NR-Unlicensed（NR-U）

为了方便5G在IIOT和其他一些企业级的应用部署，R-16引入了非授权频段上的NR。接入非授权频谱是增加容量的一个重要手段。起初，R-16里面的NR-U是为了增强5GHz/6GHz上的eMBB的，它使用和R-15一样的灵活的frame/slot结构和其他物理层设计，限制了对UE进行大幅的修改。NR-U增加了channel access流程来保证其与其它无线系统的公平共存，例如IEEE 802.11和LAA。在R-17里面，会引入非授权频段上URLLC场景下的相关feature

NR-Light

NR-Light也可以理解成低配版的NR设备（reduced-capability NR devices）。R17引入NR-Light用于一些use case，例如穿戴设备，物联网设备，录像监控和其它的5G工业应用场景。与正常的5G终端相比，NR-Light更可能被用于带宽小一些，速率低一些以及更少的天线，以便降低成本和复杂度。下面这幅图是一个不同应用场景设备能力的比较。

High-accuracy positioning

准确和实时的定位对于一些IIOT服务至关重要。R15提供了基本的定位协议支持。R16进行了扩展增强，精度可以到几米。R17继续增强，可以使得定位精度达到几十厘米。

其它垂直行业应用

IIOT是3GPP R-16和R-17中有关5G生态系统扩展的最重要的领域，其它的一些应用领域被称为vertical，包括：

Device-to-Device，包括V2X

R-16引入sidelink feature使得终端设备之间可以直接通信。不像LTE，NR sidelink是专门为V2X设计的，包括vehicle-to-vehicle, vehicle-to-pedestrian and vehicle-to-roadside unit (RSU) communication，如下图所示：

V2X可以通过NR的URLLC功能以及边缘计算来实现低时延。如果有sideLink物理层资源可以被gNB调度，也可以由终端通过基于竞争的方式来自动选择。

Railway communication

GSM-R是目前铁路领域使用的技术。R-17将会考虑铁路系统的需求，通过LTE/NR的方式部署铁路系统的应用解决方案

网络部署与自动化

Network Slicing（NS）

R-16允许运营商将network slice的订阅管理外包给第三方，这些第三方使用运营商的网络提供服务给他们自己的用户。R-16提供了NSSAA（网络切片的鉴权），这使得第三方可以独自管理这个切片上的用户而无需运营商的介入。R-17则会进一步增强网络切片部署的运营和自动化

Integrated Access and Backhaul (IAB)

R-16引入IAB feature进行快速和成本有益的5G部署，主要目标是室外毫米波的密集部署。IAB节点使用相同的频谱资源和空口提供接入和回传能力，形成一个多等级的多跳无线网络，最终连接到一个donor节点与核心网相连。IAB部署主要由四个目的：1）填补孤立的覆盖空洞，2）对于光线回传稀少的情况提供回传，3）增加系统容量，4）作为室外到室内的桥接覆盖。下图是一个IAB架构图。R-17将会对IAB节点的parent link和child link上的资源复用提供更多选择，增强灵活性和鲁棒性。

设备增强

设备节电（Device Power Saving）

设备的电池使用时长是用户感受的一个关键指标。R-16主要在连接态数据发送和接收时的功率消耗作了优化；R-17则对inactive和idle态做了更多的功率优化

增强MIMO（Enhanced MIMO）

5G从开始就使用了大规模天线阵列的Massive MIMO。整个NR的design都是基于beam的，这意味着所有的发射都可以使用beamforming来增强覆盖和容量。为了支持massive MIMO的波束管理，每个发射端需要准确的知道信道的特性，那么用于提供信道信息的反馈将会带来很大的overHead，R16引入了新的压缩技术来减少overhead，提高MIMO的效率。

R-16和R-17引入了网络侧多个TRP下的发送和接收，形成CoMP。R-17会对带有多个天线pannel的设备进行增强，尤其用于毫米波频段下提高传输速率。

 

移动性增强

不丢失连接的无缝切换对于用户感受是十分重要的。R-16包含了移动性增强feature用于提高小区切换的可靠性，进一步降低已有的切换中断时延，方便切换失败后快速的恢复。

总的来说，R-16和R-17给5G生态系统带来了下一阶段的扩展。R-15主要是满足eMBB场景下的需求，R-16和R-17这是将5G朝着一个全业务的视角，扩展至众多新的垂直领域。