1ms双向端到端时延!华为“实现”5G理论值

12月14日消息 理论值,就这么实现了!

近日,在IMT-2020(5G)推进组的组织下,华为以1ms时延顺利完成了低时延高可靠(URLLC)技术实验室测试。测试结果表明,采用5G R15以及R16低时延高可靠关键技术,5G毫米波设备在99.999%的可靠性水平下,实现了1ms的双向端到端时延。

作为5G能力三角之一,eMBB已经开始证明自身的价值,接下来该大放异彩的就是URLLC了。作为具有超低时延和超高可靠性的通信,URLLC可以满足一些对时延敏感和可靠性要求高的业务,可广泛应用于AR/VR、工业、医疗、无人驾驶等场景。可以说,华为的这次测试,证明了5G完全可以做到1ms双向端到端时延的理论值,开辟了5G产业新蓝海。

如果我们把历史拉长了来看,21世纪通信行业就是一段努力降低时延的“奋斗史”。从20ms到1ms,为了这19ms的时延降低,通信行业用了17年时间。

从20ms到2.7ms

故事还要从2004年,LTE网络标准化说起。当然,在那个年代,以中国移动、华为、中兴等为代表的民族通信产业还没有进入到标准制定的核心圈子内。

作为非常成功的一代移动通信技术,LTE在标准制定和产业商用过程中,主要关注的是MBB业务,也就是提高网络速率与频谱使用效率。从3GPP R8一直到R13,行业一直在沿着“更快”这条路往前走。后来,3GPP发现只强调快是不够的,还需要关注空中接口的时间延迟。

因为,时延不仅侧面影响到了网络速率,也对用户体验带来了挑战。当时,LTE的网络时延是20ms的双向时延,但这仅是理论值。实际情况要根据无线环境来判断,只有长没有短。

2015年,在3GPP RAN 67次会议上,降低LTE网络时间延迟的研究项目(SI)立项。2016年3月,在3GPP RAN 71 次会议,研究项目工作正式立项。

通过对“资源调度请求和指派”,“传输时间间隔”进行改善,上行的网络传输延迟大大减少。根据仿真的结果,LTE空中接口双向传输时延降至约8ms。随后,3GPP RAN 72会议, 立项了关于从改善LTE网络传输间隔时间从而减少网络时延的工作。到LTE R15时,所有的大招都用上,LTE的网络延迟理论上可以降至双向2.7ms。

应对MBB业务,2.7ms的理论延迟足够了。但面向垂直行业生产需求,2.7ms还是太长了。

从2.7ms到1ms

在移动通信标准制定领域,ITU主要负责提出指标,指出5G中需要解决的问题,3GPP负责完成具体的技术标准和规范的设计和定义。

为了完成ITU提出的“5G之花”,满足URLLC极高的可靠性和极低的时延要求,3GPP针对URLLC业务用户面时延定义了上行0.5ms和下行0.5ms的要求,也就是1ms的双向时延。

任务明确了,接下来就是如何去实现,从2.7ms走向1ms。

在产业界的共同努力下,通过使用30KHz的子载波间隔,上行免调度,以及两个符号的微时隙的5G系统配置方案,可以达到低于双向时延1ms以下的要求。如果采用5G高频通信,使用120KHz的子载波间隔,时延可以更低。

在本次测试验证中,华为的基站设备在功能以及性能上满足了低时延高可靠的技术要求。本次不仅测试了5G毫米波设备的可靠性和时延等性能,还验证了5G 2.6G频段设备的URLLC关键技术功能和性能,包括低时延的上下行非时隙(Non-slot)调度、基于商用现网帧结构和上行免调度等,高可靠的低码率MCS表格/CQI表格、PDCCH高聚合等级、PDSCH/PUSCH时隙级重复发送等,以及不同信噪比环境下的时延与可靠性性能等。

通过各种标准技术与实现手段的灵活组合,5G网络可以充分满足各行各业的多样化需求,并为5G进入工业等行业的核心生产业务打下了坚实的基础,推动数字化经济的快速发展。

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2021-12-15
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