En revenant sur l'histoire de l'ensemble des normes de communication mobile, l'UIT a nommé la 3G IMT-2000, la 4G IMT Advanced et la 5G IMT-2020, qui est fondamentalement une norme depuis 10 ans. Tout comme en février 2013, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, la Commission nationale du développement et de la réforme et le ministère de la Science et de la Technologie ont promu conjointement la création du groupe de promotion IMT-2020 (5G). En 2019, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a également encouragé la création d'un groupe de recherche basé sur la 6G. Le groupe de promotion des IMT-2030 (6G) a officiellement publié le livre blanc « Vision globale de la 6G et technologies clés potentielles » en juin de cette année, exposant les perspectives de la vision globale de la 6G, huit scénarios d'applications commerciales et dix technologies clés potentielles. Depuis lors, du point de vue standard, on peut dire que la 10G a achevé la première phase consistant à fournir une version standard de base et complète, et que l'industrie a jeté son dévolu sur l'évolution de la 5G et la recherche sur les nouvelles technologies 5G. Avant que la R6 ne soit sur le point de geler la deuxième phase, nous présenterons les progrès de la 17G et ferons un bref résumé.

01 Avancement de la commercialisation du réseau

       Selon les données de la GSA, en mai de cette année, un total de 166 opérateurs avaient lancé des réseaux commerciaux 3G conformes à la norme 5GPP (y compris les réseaux mobiles et FWA) dans 69 pays et régions, et 77 opérateurs testaient, planifiaient et déployaient des réseaux commerciaux 5G SA. . réseau. Parallèlement, 436 opérateurs répartis dans 133 pays investissent dans les réseaux 5G sous forme de tests, d’essais, de projets pilotes et de déploiements réels. Depuis la bande de fréquences, il s'agit principalement du n77 (3.3 GHz, 4.2 GHz), du n78 (3.3 GHz ~ 3.8 GHz).

       La vitesse de construction de la 5G en Chine est la plus rapide au monde. Selon les données de l'Académie des technologies de l'information et des communications, fin mai de cette année, la Chine avait construit 819,000 5 stations de base 5.44G, ce qui, bien qu'encore petit par rapport au total de 4 millions de stations de base 70G, représentait plus de 337 % du nombre total de stations de base construites dans le monde. Dans le même temps, un total de 5 téléphones mobiles 300G ont été lancés sur le marché intérieur, avec une expédition cumulée de près de 5 millions. Avec l'ajout de modèles étrangers, le nombre de terminaux d'accès à la téléphonie mobile 310G a atteint XNUMX millions.

02 Progrès des terminaux 5G

       Le nombre de versions de terminaux 5G a augmenté rapidement. Selon les données de la GSA, à la fin du mois de mai 2021, un total de 128 fabricants d'équipements avaient annoncé la commercialisation ou lanceraient bientôt des équipements terminaux 5G commerciaux, et le nombre d'équipements terminaux 5G commercialisés dans le monde a atteint 822, soit une augmentation de 8.7 % par rapport à avec avril, dont 62% étaient commerciaux, atteignant 511 modèles, soit une augmentation substantielle de 26.5% par rapport au trimestre précédent. Le chiffre ci-dessous compte le nombre de terminaux commercialisés et commercialisés de mars 2019 à mai 2021.

       La catégorie des terminaux est également très riche, comprenant 416 téléphones mobiles (au moins 350 commercialisés), 144 CPE FWA (56 commercialisés), 106 modules, 45 routeurs/passerelles industriels/d'entreprise, etc. Les proportions sont indiquées dans la figure ci-dessous :

03 Progrès du chipset 5G

       

      En tant que base des équipements terminaux 5G, les chipsets freinent considérablement le développement de la chaîne industrielle. Cinq fabricants mondiaux conçoivent et produisent des chipsets 5G : Qualcomm, MediaTek, HiSilicon, Samsung et Ziguang Zhanrui. Selon les statistiques de la GSA, en mai 2021, cinq fabricants de chipsets avaient commercialisé 35 plateformes mobiles commerciales et 14 modules modem 5G commerciaux. Parallèlement, quatre plateformes mobiles et cinq modules modem 4G sont sur le point d'être commercialisés. Alors que les fabricants de puces s'efforcent d'élargir leur gamme de produits, les fabricants de terminaux disposent d'un choix croissant de chipsets.

        Le graphique ci-dessous compte le nombre de chipsets 5G (plates-formes mobiles et modems) commercialisés entre le quatrième trimestre 2018 et mai de cette année, et la tendance à l'accélération est clairement visible.

04 Avancement des applications 5G

       

       La construction à grande échelle et l’utilisation commerciale des réseaux 5G ont accéléré le développement de la chaîne industrielle (terminaux et puces). Cependant, du côté des applications, même si le nombre d’utilisateurs évolue rapidement, en prenant la Chine comme exemple, le taux de pénétration des utilisateurs de la 5G dépasse les 20 % des applications. Cependant, il n’existe pas d’application « tueuse » capable de déclencher une augmentation substantielle du trafic réseau. La proportion du trafic 5G est bien inférieure au taux de pénétration des utilisateurs. Les opérateurs ont concentré leur attention sur les industries verticales.

       Le réseau privé industriel constitue un domaine d’application important de la 5G. Selon le rapport de Grand View Research, un organisme de recherche américain bien connu, la taille du marché mondial des réseaux privés 5G devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 37.8 % de 2020 à 2027, pour atteindre 37.8 % d'ici 2027. .7.1 milliards de dollars. Avec des politiques nationales et locales encourageant la combinaison de la 5G et de l’industrie, les réseaux privés industriels sont naturellement devenus une direction d’expansion importante pour les opérateurs. En 2020, les trois principaux opérateurs nationaux ont lancé des produits de réseaux privés 5G et ont promu conjointement la construction de réseaux privés avec l'industrie. Selon le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, il y a actuellement plus de 1,500 projets « 5G + Internet industriel » en construction, couvrant plus de 20 nationaux. industries économiquement importantes.

       Au niveau des applications industrielles, dans le cadre de la promotion conjointe du plan de promotion du projet 5 « 512G + Internet industriel » publié en novembre 2019 et de la promotion conjointe ultérieure des politiques et des niveaux industriels, un grand nombre d'applications industrielles 5G ont vu le jour. Internet industriel 5G " Dix scénarios et pratiques d'application typiques dans cinq industries clés », une étude de cas de 5 industries, dont la fabrication d'équipements électroniques, la fabrication d'équipements, l'industrie sidérurgique, l'industrie minière et l'industrie électrique, ainsi que la conception R&D collaborative, les équipements à distance 10 des scénarios, notamment le contrôle, le fonctionnement collaboratif des équipements, la fabrication flexible, l'assemblage auxiliaire sur site, l'inspection de la qualité par vision industrielle, le diagnostic des pannes d'équipement, la logistique intelligente en usine, l'inspection intelligente sans pilote et l'inspection du site de production, seront publiés pour guider le développement d'applications industrielles. . .

05 Aperçu des principaux éléments de la norme 3GPP R17

Présentation du projet principal de la norme 3GPP R17

       Nous avons résumé les principaux projets de R17 dans l'article d'analyse R16 de l'année dernière « Comprendre 3GPP R16 en une seule image », les principaux sont les suivants :

Service de diffusion multidiffusion NR (NR_MBS)    

       Les services de multidiffusion et de diffusion existent déjà dans la 4G, c'est-à-dire les eMBMS définis par 3GPP dans R9, qui peuvent prendre en charge des cas d'utilisation commerciale, notamment la diffusion en direct de la télévision mobile, la vidéo à la demande, la diffusion de publicités, le divertissement embarqué, la sécurité publique et les sports en direct sur site. diffuser. Dans la version R14, la fonction eMBMS a été encore améliorée et enTV a été introduite, qui définit systématiquement comment diffuser le contenu de télévision numérique via le réseau de communication mobile.

        NR_MBS fournit des services de diffusion multicast en 5G et est utilisé comme application différenciée par le quatrième opérateur de China Mobile Communications - China Radio and Television. En fait, ce projet est proposé par China Radio and Television. Ce service peut être intelligent et commuter dynamiquement les services de monodiffusion conventionnels et les services de diffusion/multidiffusion, et intégrer les méthodes de monodiffusion, de multidiffusion et de diffusion tout en garantissant l'efficacité de l'utilisation du réseau pour former de « nouvelles diffusions » et étendre les capacités de prise en charge des services personnels et des services industriels.

Améliorations IIoT et URLLC (IIoT_URLLC_enh)

L’objectif principal est de répondre aux exigences d’un plus large éventail de cas d’utilisation.

Réseau satellite/non terrestre (NTN)

Afin de résoudre les problèmes de communication dans les scénarios montagneux et maritimes éloignés, les réseaux non terrestres tels que les réseaux satellitaires sont intégrés à la 5G pour obtenir une couverture réseau tridimensionnelle. R16 a déjà étudié l'intégration de la 5G NR avec les réseaux non terrestres, et R17 a étudié plus en détail l'intégration du NB-IoT et des réseaux non terrestres.

Amélioration du lien latéral NR (D2D)

       Il comprend principalement des aspects tels que le V2X, les affaires et la communication clé, tels que l'utilisation de l'interface Sidelink (également connue sous le nom de PC5) dans le V2X pour transmettre des messages V2X entre les UE. Cela comprend également la mise en œuvre de fonctions communes dans certains cas d'utilisation clés et l'obtention d'un maximum de points communs entre les applications commerciales de Sidelink, V2X et les scénarios d'applications de communication clés tout en répondant à des exigences spécifiques.

Amélioration de l'IAB (NR_IAB_enh)

       IAB est un accès et une liaison sans fil intégrés 5G NR, en étendant NR pour prendre en charge la liaison sans fil au lieu de la liaison par fibre, y compris dans la bande (la liaison d'accès et la liaison de liaison utilisent la même bande de fréquences) et hors bande (liaison d'accès La route et les liaisons de liaison utilisent différentes bandes de fréquences), l'IAB peut réduire considérablement la difficulté et le coût du déploiement du réseau, en particulier le réseau de bandes de fréquences à ondes millimétriques. Les améliorations IAB de R17 visent à améliorer l'efficacité et à prendre en charge un plus large éventail de cas d'utilisation. Inclut des améliorations duplex, un potentiel amélioré de codage réseau, un IAB mobile, et bien plus encore.

MIMO encore amélioré (NR_feMIMO)

Améliorez davantage les capacités MIMO, prenez en charge davantage de cas d'utilisation, prenez en charge la mobilité à grande vitesse, prenez mieux en charge FDD, améliorez la formation et la gestion des faisceaux, et réduisez les frais généraux associés, etc.

Amélioration du partage dynamique du spectre (NR_DSS)

Sur la base de R16, R17 explore davantage une meilleure méthode de planification inter-opérateurs.

Prise en charge étendue de 71 GHz

La gamme de spectre 5G NR est divisée en FR1 (410 MHz ~ 7.125 GHz) et FR2 (24.25 GHz ~ 52.6 GHz). R17 étend la gamme de bandes de fréquences de la 5G NR de 52.6 GHz à 71 GHz.

Phase 5 d'amélioration des services de localisation 2G (5G_LCS_ph2)

       Dans R16, LCS a été amélioré, en particulier, en utilisant les caractéristiques multifaisceaux de MIMO pour définir le positionnement intérieur tel que le temps d'aller-retour du signal (RTT), la différence de temps d'arrivée du signal (TDOA), l'angle d'arrivée (AoA) et l'angle. de départ (AoD), la précision du positionnement peut atteindre 3 à 10 mètres. R17 est conçu pour prendre en charge un positionnement à très faible latence et de très haute précision, y compris les niveaux de service de positionnement horizontal et vertical et les zones de service de positionnement 5G. Cet élément de travail permettra également aux UE MCX d'utiliser les services de localisation 5G pour déterminer leur emplacement.

Amélioration de l'économie d'énergie du terminal (NR_UE_pow_sav_enh)

Explorez les technologies pour réduire davantage la consommation électrique des appareils 5G.

Prise en charge de plusieurs USIM (FS_MUSIM)

Améliorations pour prendre en charge l'utilisation de périphériques multi-USIM pour gérer les services de terminaux mobiles.

       D'autres projets de recherche sur les normes R17 incluent : amélioration de la collecte de données SON/MDT (NR_ENDT_SON_MDT_enh), relais amélioré pour l'efficacité énergétique et la couverture (REFEC), services interactifs contrôlés par réseau (NCIS), amélioration multi-appareils et multi-identités (MuDE), priorité multimédia deuxième étage de service (MBS2), amélioration des drones en réseau (CAV), amélioration supplémentaire de la double connexion multi-accès (LTE_NR-DC_enh2), etc., nous analyserons en détail dans un autre article.

06 Aperçu des principaux éléments de la norme 3GPP R18

En tant que première version de la 5G Advanced, la R18 en est à la première étape de la phase de proposition. Le plan se terminera au SA#94 fin 2021. Veuillez vous référer à l'article « De quoi parle la 5G R18 » collecté et trié :

Accès aux tranches de réseau et améliorations de la prise en charge

       Le découpage du réseau est une fonction clé de la 5G. R18 continuera d'améliorer l'accès au découpage du réseau et de prendre en charge les fonctions associées, notamment : lorsqu'il existe différents types de restrictions (telles que les ressources radio, les bandes de fréquences, etc.), prendre en charge l'accès de l'UE au découpage du réseau et lorsque les tranches de réseau ou les ressources allouées changent. , l'impact d'une interruption de service est minimisé ; il prend en charge l'exposition de services tels que le contrôle/la configuration des tranches de réseau à des tiers.

Système de synchronisation flexible 5G

       Les industries verticales telles que l’énergie électrique, les transports et la finance ont des exigences de plus en plus élevées en matière de synchronisation d’horloge. R16 fournit un moyen de service de synchronisation via la 5G. Le système de résilience de synchronisation 5G vise principalement la vulnérabilité des services de synchronisation par satellite GNSS et étudie d'autres horloges compatibles avec le système 5G. La technologie de synchronisation sert de source d'horloge flexible permettant aux utilisateurs finaux de compléter, de sauvegarder ou de remplacer la synchronisation des satellites GNSS.

Services basés sur la télémétrie

       La télémétrie est un type d'algorithme de positionnement et a un large éventail d'applications. R18 étudiera les spécifications pertinentes pour les exigences du service de télémétrie, couvrant les opérations de télémétrie entre les UE, le contrôle par l'opérateur des fonctions de télémétrie sous licence, les KPI de télémétrie (précision de distance et précision de relèvement, etc.) et les aspects de sécurité, etc.

Positionnement basse consommation et haute précision pour les scénarios IoT industriels

Le positionnement de haute précision est une application clé de l’Internet industriel. Le projet réduit la consommation d'énergie du positionnement et améliore la précision du positionnement pour répondre aux besoins de scénarios Internet plus industriels, tels que les usines chimiques, les mines souterraines et d'autres scénarios dangereux.

Communication ferroviaire hors réseau

       Fait référence à la communication directe entre l'UE et l'UE indépendamment de la communication basée sur le réseau, appelée technologie hors réseau, qui a été introduite dans la norme 3GPP MCX. Lorsque le réseau tombe en panne ou qu'il n'y a pas de couverture réseau dans les zones montagneuses isolées, la communication ferroviaire peut utiliser le mode hors réseau pour communiquer. Comme défini dans la spécification 3GPP MCX, la communication ferroviaire peut adopter le mode hors réseau même lorsque le réseau est disponible, et R18 étudiera de nouveaux cas d'utilisation pour les futurs systèmes de communication mobile ferroviaire basés sur le mode hors réseau, ainsi que la qualité de service, la priorité et l'identifiant UE. et localisation Technologies pertinentes telles que l'identification, la multidiffusion/diffusion/unidiffusion, la portée de communication, le spectre potentiel, etc.

Prise en charge des services de communication haptique et multimodale

       La communication haptique et multimodale fait référence à la réponse aux entrées via divers canaux de communication qui affectent l'expérience utilisateur, tels que la vidéo, l'audio, la perception de l'environnement et le toucher, combinées à des capacités réseau telles qu'une latence ultra-faible, une fiabilité et une sécurité ultra-élevées. obtenez une véritable expérience utilisateur immersive. Afin de prendre en charge les services de communication tactiles et multimodaux, les systèmes 5G doivent répondre à différentes exigences de vitesse, de retard et de fiabilité du réseau pour différents flux de données, et doivent également réaliser la synchronisation de plusieurs flux de données parallèles. R18 examinera de nouveaux cas d'utilisation impliquant les technologies de communication haptiques et multimodales, ainsi que des mesures techniques liées à ces cas d'utilisation telles que la fiabilité du réseau, la disponibilité, la sécurité, la confidentialité, le débit de données, la latence, l'intervalle de transmission, etc.

      D’autres projets incluent l’infrastructure de communication du réseau intelligent 5G, le relais 5G des véhicules, les améliorations résidentielles 5G, l’Internet des objets personnel et d’autres projets. Nous continuerons à suivre et à analyser les propositions et le contenu de recherche des propositions plus en détail.

07 Vision 6G, applications et technologies clés potentielles

En tant qu'organisme de promotion de la recherche sur la 6G, le groupe de promotion des IMT-2030 (6G) a publié le livre blanc « Vision globale de la 6G et technologies clés potentielles » un an et demi après sa création. Le Livre Blanc vient de fêter ses 7 ans. Le contenu principal du livre blanc comprend :

vision générale

De l’Internet mobile (4G) à l’Internet de tout (5G), l’ère 6G concrétisera la vision globale de la connexion intelligente et du jumeau numérique de toutes choses. Par extension, vers 2030 et au-delà :

niveau social :

La société humaine entrera dans l'ère de l'intelligence, reflétant des services sociaux équilibrés et haut de gamme, une gouvernance sociale scientifique et précise et un développement social vert et économe en énergie. Cela deviendra la tendance de développement de la société future.

niveau technique :

La 6G construira un nouveau réseau d’interconnexion intelligente entre les humains, les machines et les objets, ainsi qu’une interopérabilité efficace des corps intelligents. Sur la base d'une amélioration considérable des capacités du réseau, il disposera de nouvelles fonctions telles que la perception endogène intelligente, multidimensionnelle, le jumeau numérique et la sécurité endogène. Utiliser pleinement les ressources à spectre complet faible, moyen et élevé pour obtenir une couverture mondiale transparente de l'intégration de l'espace, de l'espace et du sol, et répondre aux besoins de connexions illimitées « homme-machine-objet » sûres et fiables à tout moment et en tout lieu. .

Niveau métier :

La 6G offrira des scènes interactives entièrement immersives, une perception multidimensionnelle et une intégration et une coexistence d'intelligence inclusive, et le virtuel et la réalité seront profondément intégrés.

Macromoteur du développement de la 6G

Facteurs de changement structurel social :

Une structure de revenus déséquilibrée nécessite la technologie numérique pour renforcer l’inclusivité ;

Le déséquilibre démographique nécessite que la technologie numérique améliore le capital humain et l’efficacité de l’allocation ;

Les changements dans les structures de gouvernance sociale obligent à moderniser les capacités de gouvernance sociale.

Facteurs d’un développement économique de qualité :

Le développement économique durable nécessite de nouvelles technologies pour injecter une nouvelle énergie cinétique ;

La tendance à la mondialisation des services nécessite une réduction supplémentaire des coûts globaux de communication de l'information.

Facteurs de durabilité environnementale :

Réduire les émissions de carbone et promouvoir la « neutralité carbone » nécessitent d'améliorer l'efficacité énergétique et de parvenir à un développement vert ; des événements majeurs tels que des conditions météorologiques extrêmes et des épidémies conduisent à la mise en place de capacités de perception plus larges et de capacités de synergie intelligentes plus étroites.

Scénarios d'application potentiels de la 6G

Entreprise immersive

1) Le service cloud immersif XR nécessite un délai de bout en bout <10 ms et un taux d'expérience utilisateur de l'ordre du Gbps ;

2) Le service de communication holographique nécessite un taux d'expérience utilisateur de l'ordre du Tbps ;

3) Les services d'interconnexion sensorielle nécessitent une latence de l'ordre de la milliseconde, un positionnement de haute précision et une sécurité élevée (protection de la vie privée) ;

4) Les services interactifs intelligents nécessitent une latence <1 ms, un taux d'expérience >10 Gbit/s et une fiabilité jusqu'à 99.99999 %.

Entreprise intelligente

5) Exigences du service de perception des communications Le réseau 6G peut utiliser des signaux de communication pour réaliser la détection, le positionnement, l'identification, l'imagerie et d'autres fonctions de perception des cibles, et les systèmes de communication sans fil pourront utiliser la fonction de perception pour obtenir des informations sur l'environnement environnant, de manière intelligente et précise. allouer des ressources de communication et exploiter les capacités de communication potentielles pour améliorer l'expérience utilisateur ;

6) L'entreprise intelligente de Pratt & Whitney transforme les équipements personnels et domestiques, divers capteurs urbains, véhicules sans pilote, robots intelligents et autres nouveaux terminaux intelligents en corps intelligents, capables de réaliser le fonctionnement du monde physique grâce à l'apprentissage continu, à la communication, à la coopération et à la concurrence. et le développement de simulations et de prédictions à très haute efficacité, et donnent des décisions optimales ;

7) L'activité des jumeaux numériques reflète et reproduit numériquement les entités ou les processus du monde physique dans le monde numérique, et une interaction intelligente peut être réalisée entre les personnes et les personnes, les personnes et les choses, et les choses et les choses grâce à la cartographie dans le monde numérique. En simulant, vérifiant, prédisant et contrôlant des entités ou processus physiques dans le monde numérique, l'état optimal du monde physique peut être obtenu. Le jumeau numérique nécessite que le réseau ait une capacité de connexion de plusieurs milliards de dollars, une latence inférieure à la milliseconde, une vitesse de transmission de l'ordre de Tbps et des exigences de sécurité.

Affaires mondiales

8) Couverture mondiale Le réseau cellulaire terrestre est intégré au réseau spatial comprenant le réseau de satellites en orbite haute, le réseau de satellites en orbite moyenne et basse, les plates-formes à haute altitude et les drones pour construire un réseau tridimensionnel air-espace-sol. intégration avec une couverture mondiale étendue. Fournir aux utilisateurs des services de communication mobile à large bande sans angles morts.

Technologie clé potentielle

Technologie d'interface aérienne sans fil améliorée :

Technologie de base de la couche physique d'interface aérienne sans fil, technologie MIMO super massive, technologie full duplex.

Technologie de transmission sans fil nouvelle dimension physique :

Technologie métasurface intelligente, moment cinétique orbital, technologie radio holographique intelligente.

Technologie de communication térahertz et lumière visible :

Technologie de communication Terahertz, technologie de lumière visible.

Technologies clés de fusion inter-domaines :

Intégration de la perception de la communication.

Un nouveau réseau d’intelligence endogène :

Une nouvelle interface aérienne avec intelligence endogène et une nouvelle architecture réseau avec intelligence endogène.

Technologie clé du réseau :

Architecture de réseau autonome distribuée, réseau intégré satellite-sol, réseau déterministe, réseau sensible à la puissance de calcul, sécurité endogène du réseau qui prend en charge la confiance multimode.

La recherche sur la 6G vient de commencer. Avant cela, la 5G sera davantage déployée et appliquée, et l’utilisation commerciale réussie de la 5G jettera une base solide pour l’évolution de la 6G.

Références

GSA, « Résumé de la liste des appareils 5G », juin 2021

GSA, « RAPPORT SUR LES CHIPSET IoT LTE, 5G et 3GPP : résumé », mai 2021

GSA, Aperçu des réseaux, des technologies et du spectre, juin 2021

Mercenaire Netyou, « De quoi parle la 5G R18 ? », mai 2021

Groupe de promotion des IMT-2030 (6G), Livre blanc sur la vision globale de la 6G et les technologies clés potentielles, juin 2021

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