回顧R15新無線電歷程　5G NR技術原理溫故知新

3GPP在R15標準創建了一種極其靈活的高性能新無線電(NR)。NR為後續3GPP推出的版本奠定了堅實的基礎。圖1列出R16及以上版本中定義的NR增強，支援車聯網、沉浸式體驗等各種新服務或增強服務。本文將針對這些NR特性進行介紹。

NR通訊技術

整合式存取與回程(IAB)

整合式存取與回程(Integrated Access and Backhaul, IAB)是指在無線存取(供UE使用)與無線回程之間可以共用頻譜，以連接基地台的核心網路(圖2)。IAB可在戶外小型基地台中部署，也可在室內使用，未來甚至可應用於移動中繼(例如公車或火車)。IAB能夠簡化無線通道連接，同時降低基於相關光纖傳輸網路的複雜程度。IAB還能縮短整體部署時間。

圖2中，兩個基地台、IAB節點X和IAB節點Z使用頻譜為其UE提供無線存取，並與提供核心網路連接的IAB載體基地台進行通訊。IAB節點不與核心網路直接相連，IAB載體則連接核心網路。此外，IAB載體可為其擁有的UE提供無線存取。依照R15的規定，5G gNB可以分為中央單元(CU)和分布單元(DU)。IAB也支援多躍點鏈路。在該鏈路中，IAB節點A基地台透過IAB節點Y與IAB載體相連。各基地台間的網路同步對於IAB的有效部署至關重要，有效管理存取鏈路與回程鏈路之間的交叉干擾(CLI)也同樣重要。

IAB節點包含一部DU和移動終端(MT)。IAB節點使用DU建立RLC通道，連接UE以及通往下游IAB節點的MT。IAB節點使用MT連接上游IAB節點或IAB載體。IAB載體包含一個CU，可用於自己的DU及其所有IAB節點的DU，同時將另一個DU用於支援其UE以及下游IAB節點的MT。

IAB的潛在特性或功能包括：

・頻內和頻外回程

頻內回程代表存取鏈路和回程鏈路的頻率至少存在部分重疊。頻外回程則沒有頻率重疊的情況。此功能同時支援6GHz以上和以下的頻譜。

・RAT和SA/NSA模式

雖然主要支援基於NR的回程，但LTE回程也同樣得到支援。IAB可以在獨立組網(SA)NR模式或非獨立組網(NSA)NR模式下運行。

・拓撲調整

該功能可以自主對回程網路進行重新配置，緩解壅塞和負載變化帶來的影響。車輛、茂盛的枝葉或新建築物可能會導致壅塞，路況發生變化也可能導致負載變化，進而造成節點堵塞。

非授權頻譜NR(NR-U)

基於LTE的授權輔助存取(LAA)以機動原則使用授權頻譜獲得載波頻率，同時輔助使用非授權頻譜來提高輸送量。LAA使用授權頻譜和非授權頻譜中的載波聚合平行傳輸資料。非授權頻譜的特性是在某一時刻會出現大量頻譜可供使用，因此LAA在干擾低於可接受門檻時使用此類頻譜。3GPP R16重新沿用了LAA的概念並結合基於NR的接口，支援更多使用非授權頻譜的部署方案。NR-U的潛在部署方案概括如下。

場景A：授權頻譜NR(PCell)和非授權頻譜NR(SCell)之間的載波聚合。非授權頻譜中的NR Scell可能同時擁有下行鏈路(DL)和上行鏈路(UL)，或者只有前者。充當小型蜂巢的gNB可以輕鬆實現此類載波聚合。

場景B：授權頻譜LTE(PCell)與非授權頻譜NR(主SCell或PSCell)間採用雙連接。雙連接代表兩個基地台分別採用獨立的排程器，在該場景中分別為LTE eNB和NR gNB。

場景C：未授權頻譜中的獨立組網NR。在該場景中，主載波頻率無須處於授權頻譜的範圍內，在非授權頻譜中只使用NR。此場景類似於MulteFire，其在非授權頻譜中使用LTE，對授權頻譜沒有任何依賴性。

場景D：DL處於非授權頻譜，而UL處於授權頻譜。對於給定的UE，基於NR的gNB將非授權頻譜用於DL，授權頻譜則用於UL。該場景適用於DL流量極大的情況，例如影像傳輸。

場景E：授權頻譜NR(PCell)與非授權頻譜NR(PSCell)之間的雙連接。在此場景中，一個gNB使用授權頻譜提供PCell，另一個gNB使用非授權頻譜。

NR-U最初側重於7GHz以下的非授權頻譜，未來將支援頻率更高的非授權頻譜。NR-U的目標頻段包括廣泛使用的5GHz頻段(例如5.150GHz~5.925GHz)和新的6GHz頻段(例如美國為5.925GHz~7.125GHz，歐洲為5.925GHz~6.425GHz)。

URLLC增強

R15 NR所定義的訊框結構(Frame Structure)為支援URLLC應用的基礎。然而，AR/VR在娛樂業、工廠自動化、運輸業(例如智慧運輸系統(ITS)和遠程駕駛)以及輸配電力應用上，需要更多的NR增強功能才能提高可靠性、降低延遲並確保精準同步。圖3概括了支援更多URLLC用例所需的增強目標，以下分述。

・PHY/L1和MAC增強

針對多個實體層特性進行增強，例如PDCCH、PUSCH、UCI和HARQ排程。PDDCH可以使用緊湊型下行控制訊息(DCI)加快處理速度，實現可配置的欄位大小。在一個時隙(Timeslot)內可以監控更多的PDCCH。PUSCH可在一個時隙或多個連續時隙中重複。UCI可支援多個PUCCH進行HARQ-ACK傳輸，至少可支援兩個HARQ-ACK codebook，以便為指定的UE提供不同服務。支援無序HARQ-ACK，其中第二個PDSCH的HARQ-ACK可以在第一個PDSCH的HARQ-ACK之前發送。在第一個PUSCH結束前即可排程第二個PUSCH。

・UL inter-UE傳輸優先順序設定/多工

此類性能增強包括UL取消和增強的UL功率控制。若系統向UE發送一條關於UL取消的指示，如果傳輸已開始，UE會取消UL傳輸；否則，UE便不會進行傳輸。功率控制增強包括URLLC的動態功率增強和TPC參數增強(例如擴大TPC範圍以及細微傳輸功率調整)。

・增強UL非授權傳輸

R15支援固定配置的授權架構，在上行實現非授權傳輸。R15以上的版本中，可以存在多個同時處於啟動狀態的已配置Type 1和Type 2授權。Type 1授權是指使用RRC訊令配置、啟動和禁用授權。相反，Type 2授權由RRC訊令提供配置，但啟動和取消啟動透過PDCCH訊令執行。

工業物聯網(IIoT)增強

毫無疑問，增強的URLLC將使IIoT受益，但IIoT還有一些需要額外的增強要求。例如，需要支援無線乙太網路和時間敏感型網路(TSN)。下列為3GPP針對IIoT提出的特定增強目標。

・PDCP複製(PDCP Duplication)

R15透過支援PDCP複製來提高可靠性。在R15以上的版本中，可以配置多個RLC實體，以允許多個PDCP資料副本存在，可對RLC實體的實際子集進行動態控制(例如使用MAC控制單元)。但複製會消耗更多資源，當PDCP複製處於啟動狀態時，提高資源利用效率的機制就變得愈加重要，選擇性複製、選擇性丟棄和啟動/取消啟動正是此類機制的示例。

・Intra-UE優先順序設定

為了提供優先順序更高的IIoT流量，可以借助適當的優先順序設定方法。例如，後續的動態授權優先順序高於先進行的動態授權、已配置的授權優先順序高於動態授權，以及高優先順序流量與低優先順序用戶流量的排程請求之間的傳輸衝突解決機制。

・TSN參考定時 為了改善精準同步時間，可以使用廣播和/或單播RRC訊令將參考時間從gNB傳輸至UE。定時的時間粒度(Granularity)目標至少為50ns。 ・排程 為了改善針對TSN流量進行的QoS感知排程，可以將核心網路中有關TSN流量模式的資訊提供給RAN，例如訊息週期、訊息大小、DL訊息到達gNB的時間以及到達UE的UL訊息。如此一來，針對UE的給定部分頻寬(Bandwidth Part, BWP)、多個同時處於啟動狀態的配置授權(CG)和半持續性排程(SPS)配置將可得到支援。此外，支援比現有週期更短的SPS週期，將進一步降低延遲。

・無線乙太網路

將支援對乙太網路標頭進行壓縮，以減少開銷。

新頻段

在R15中，3GPP最初定義了FR1以覆蓋450MHz至6GHz頻段，同時定義了涵蓋24.250GHz至52.6GHz頻段的FR2。後來，R15中的FR1進行了擴展，可覆蓋410MHz至7.125 GHz的頻率範圍，將頻率更高的6GHz非授權頻譜以及400MHz左右的任何可用頻譜(例如，約410MHz至約430MHz的T-GSM 410或GSM集群系統)納入覆蓋範圍。3GPP試圖在7.125GHz至24.250GHz範圍內以及超過52.6GHz的頻段中加入更多頻段。7.125GHz至24.250GHz的頻率範圍可劃分為多個頻段，例如7.125GHz至大約10~13GHz、10~13GHz至16~18GHz以及16~18GHz至24.250GHz。這部分可對現有FR1/FR2進行擴展，也可以定義新的頻率範圍。對於52.6GHz至71GHz這樣更高的頻率範圍，可以定義新的OFDM參數集。

與低頻相比，52.6GHz以上的高頻在RF前端的傳播路徑損耗更高、相位雜訊更大、插入損耗更大，並且低雜訊放大器(LNA)雜訊、類比數位轉換器(ADC)雜訊也更大，但功率放大器的效率則有所下降。3GPP正在研究多種與當前所用OFDM不同的波形。這些新的波形可能適用於更高的頻率。 然而，通道頻寬在高頻率下可以加大，帶來高傳輸量、低延遲和高容量等優勢。圖4為支援使用52.6GHz以上頻譜的應用示例，以下分述。

・網路密集化

隨著超高清顯示、AR/VR應用、移動3D投影技術的使用，對資料流量的需求將出現前所未有的激增局面。網路密集化是滿足資料流量激增需求的有效解方。小型基地台適用於更高頻段於網路密集化所需的部署。

・回程和前傳 在更高的頻率下可以獲得更大的頻寬，這一特性可使高頻適用於無線回程(Backhaul)。gNB分解成兩個邏輯組成的部分且能夠相互通訊。在一種可行方案中，基頻和RF部分可以利用無線前傳(Fronthaul)相互通訊。

・室內熱點和體育場

巨大的室內或室外資料流量需求可以透過部署高頻寬的高頻熱點來滿足。使用小型基地台，高頻段複用成為可行方案。

・ITS

智慧運輸系統(ITS)中的車輛間通訊及車輛與基礎設施的通訊通常在短距離內進行。高頻寬支援在車輛之間無線傳輸高清影像和感測器資料，允許基礎設施向車輛無線傳輸高清地圖。

・IIoT

借助小型基地台，可以在本地區域實現高頻段頻譜複用，使工廠自動化透過使用高頻頻譜的專用5G網路而得以實現。加大子載波間隔可以降低延遲，加寬通道頻寬則可達成高資料速率和高可靠性。

其他NR增強

・UE節能

UE的電池壽命是消費者使用體驗的一個重點。R16採用多種機制降低UE電池在連接模式和非連接模式下的功耗。這些機制包括監控PDCCH等控制通道、RRM測量、在連接模式和省電模式之間進行適當轉換、調整MIMO層數、BWP切換、有效傳呼、跨時隙排程以及靈活DRX週期，均可對UE功耗進行控制。UE方面可提供輔助資訊(例如移動性歷史記錄和功率首選項)，網路進而使用這些資訊來降低功耗，同時避免對服務性能(例如延遲)產生重大的負面影響。

・MIMO增強

R15提供增強的codebook、靈活的參考訊號設計以及支援高於/低於6GHz部署所採用的高級天線技術，以此獲得所需的性能。在R15以上的版本中，MIMO可進一步得到增強，以提高穩定性、減少開銷並/或降低延遲。例如，透過在CSI Type II回饋中支援超過兩層、降低參考訊號的PAPR、控制非相干聯合傳輸的訊號傳輸、增加天線面板、增強波束故障恢復及增強DL/UL波束選擇，使MU-MIMO得到增強。

・移動性增強

R15使用與LTE相似的交遞(Hangover)方法，由網路基於UE提供的測量資料對移動性進行控制。不過，如何在gNB或SCG發生變化時實現中斷時間0ms這一目標，是當前「先斷後連」方法面臨的挑戰，而透過波束成形生成的NR介面則變得更複雜。移動性增強的示例包括，無隨機存取通道(Random Access Channel, RACH)交遞、快速交遞故障恢復，以及交遞或次基地台群(SCG)因同時連接源基地台和目標基地台而產生變化。各種支援R15的場景，例如頻內交遞、頻間交遞、CU間交遞、CU內/DU間交遞以及DU內交遞，一同支援網路移動性增強。

・NR定位

基於NR的定位技術，其目標為：室內部署中水平和垂直方向的定位精確度小於3m；室外部署中的水平方向的定位精確度小於10m、垂直方向的定位精確度小於3m。NR定位將使用新的定位參考訊號(PRB)。定位技術的示例包括DL到達時間差(DL-TDOA)、DL出發角(DL-AoD)、UL到達時間差(UL-TDOA)、UL到達角(UL-AoA)、往返時間(RTT)和增強Cell ID(E-CID)。UE和gNB執行測量，以支援這些技術。UE觀察提供服務的gNB和鄰近gNB的參考訊號並進行DL測量，例如參考訊號時間差(RSTD)、參考訊號接收功率(RSRP)和UE的RX-TX時間差。在無線網路中，針對提供服務的gNB和鄰近gNB進行以下測量：相對到達時間(RTOA)、到達角(AoA)(包括方位角和天頂角)、RSRP和gNB的RX-TX時間差。

・CLI和RIM

在TDD系統中，如果有兩個gNB在給定載波頻率中使用相同的時隙格式，可最大程度減少通道內干擾和鄰道干擾。然而，如果採用動態TDD且gNB單獨選擇專屬時隙格式，則會發生通道內交叉干擾(CLI)。3GPP的工作包括藉由定義參考訊號和測量來量化CLI、研究CLI減輕機制以及確定共存要求。受到關注的另一項干擾是遠端干擾，其中來自巨集基地台的遠端gNB訊號經歷對流層彎曲，導致另一個gNB產生干擾。3GPP正在探索遠端干擾管理(RIM)機制，例如幫助檢測遠端干擾及調整保護週期的參考訊號，以便減輕此類遠端干擾。

・NR-Light

相對於典型基於R15的設備，NR-Light旨在降低某些特定類型設備的複雜性和成本。智慧手機和基於URLLC的設備是對資料速率、延遲和/或可靠性等性能要求更為嚴格的高端設備。許多IoT設備屬於對延遲和資料速率要求並不嚴格的設備(例如智慧水表和智慧感測器)。但有些設備(例如智慧可穿戴裝置)介於上述兩種極端之間，其成本和性能要求處於中間水準。NR-Light的目標是降低此類中繼裝置的複雜性。

・NR覆蓋增強

覆蓋性能對服務品質和成本(例如資本支出和營運成本)均有影響。NR通常使用比LTE常用頻率更高的頻率，因此3GPP的這項研究專案旨在對NR覆蓋性能進行評估，FR1和FR2均在評估範圍內。3GPP對潛在的覆蓋增強解決方案進行研究，並以基於IP的語音傳輸(VoIP)和eMBB作為目標服務。覆蓋增強的示例包括時域解決方案、頻域解決方案和解調參考訊號(DM-RS)增強(包括無DM-RS傳輸)。

・NR小型資料傳輸

對於不頻繁的週期性流量或非週期性流量傳輸，UE可以保持RRC_INACTIVE狀態。3GPP正致力支援RRC_INACTIVE狀態下的小型資料傳輸。這種支援減少RRC_CONNECTED和RRC_INACTIVE狀態之間的轉換，可有效降低功耗、減少訊令開銷並提升網路性能和效率。可能受益於該特性的應用示例包括智慧手機應用程式(例如即時消息、推送通知以及來自電子郵件等應用程式的Keep-alive流量)以及非智慧手機應用程式(例如涉及定位、感測器資料和智慧電表流量的可穿戴裝置流量)。這項特性將從R15和R16中定義的幾個構建模組中實現，例如2步RACH、4步RACH和配置授權Type 1。RACH過程中，小型資料傳輸可能伴隨某些消息。此特性可定義更為靈活的有效負載大小。

・NR QoE管理和優化

NR的設計極具靈活性，可支援各種要求不同性能的服務。R17著重研究體驗品質(QoE)層面，例如適合的體驗參數集合和自我調整QoE管理方案，使智慧型網路優化能夠滿足使用者對不同服務的體驗需求。例如，NR RAN可能需要收集使用者的關鍵性能指標(KPI)，如端到端可靠性統計指標。QoE參數可以特定於UE並與服務相關，與傳統指標(如傳輸量、容量和覆蓋範圍)相比更加詳細。QoE指標可以用於評估網路品質，而解決方案可以從使用者體驗和服務體驗兩個角度進行評估。這將會定義觸發、配置和報告QoE測量結果的通用框架。此外，3GPP也研究QoE管理對於網路介面的潛在影響。

5G網路架構增強

雖然R15中定義的網路架構極具靈活性，3GPP仍持續增強並擴展其網路實用性。以下是一些與車聯網(V2X)、網路自動化、通用API框架(CAPIF)和IP多媒體子系統(IMS)相關的網路增強示例。

V2X增強功能

為了支持基於NR的V2X，5G系統(5GS)持續進行多項增強。例如，支援基於NR的PC5和Uu介面。UE為5GC提供V2X功能，並透過N1介面接收V2X配置參數(例如用於設備間通訊的層2 ID)。策略控制功能(PCF)為UE提供V2X策略參數。V2X應用伺服器與DL及UL中的UE交換單播V2X資料。統一資料存放處(Unified Data Repository, UDR)儲存V2X服務參數，而統一資料管理(Unified Data Management, UDM)管理V2X訂閱。

網路自動化

R15定義網路資料分析功能(NWDAF)向網路自動化邁出了重要一步。3GPP致力於強化NWDAF與其他網路功能(NF)以及運營、行政和管理(OAM)的交互，以增強網路自動化。NF和OAM為NWDAF提供原始資料，NWDAF再根據資料計算進行網路分析。NF和OAM可以利用這些分析結果修改影響網路運行的參數(例如透過基地台選擇和交遞參數實現負載平衡)。雖然NWDAF通常是一種集中式實體，但其本地實例可能存在於給定的地理區域中，以支援邊緣運算。此外，NF還可以進行網路分析並將結果傳至NWDAF。人工智慧(AI)技術可以應用於NWDAF或任何適合的NF。3GPP持續為各種功能定義NWDAF輸入和輸出。AI技術透過3GPP NF的相關測量選擇特定的實施方案。

增強型CAPIF(eCAPIF)

R15定義CAPIF，讓協力廠商可以連接3GPP網路(例如LTE或5G)來支援各種應用(包括邊緣應用)。3GPP透過添加以下功能來增強原始CAPIF：支援多家API供應商、計費需求、多種部署模型以及適用於EPS和5GS的網路開放等特性。

IMS

3GPP增強型IMS網路協助實現5G多種功能，比如網路切片。相對於典型的集中型IMS，專門針對URLLC的IMS本地實例也在3GPP的研究範圍內。與IMS相關的研究持續在3GPP R15以後的版本進行討論。

邊緣運算

R15標準中，3GPP定義了對於邊緣運算的支援，其中可選擇將靠近UE的UPF用於用戶流量，進而獲得端到端延遲減少和傳輸頻寬要求降低等優勢。3GPP正在探索一種增強3GPP網路邊緣運算性能的架構。在這種架構中，UE採用邊緣應用用戶端和邊緣賦能用戶端(Edge Enabler Client)。 靠近UE的邊緣資料網路採用邊緣應用伺服器和邊緣賦能伺服器。此外，核心網路採用邊緣資料網路配置伺服器。邊緣賦能伺服器負責提供配置資訊，以啟用邊緣應用程式用戶端和邊緣應用伺服器之間的應用程式資料流量交換。邊緣賦能伺服器還會將關於邊緣應用伺服器的資訊(例如伺服器可用性)傳送至邊緣賦能用戶端。邊緣資料網路配置伺服器在邊緣賦能用戶端中提供邊緣資料網路配置資訊，此類資訊包括服務區域資訊以及與邊緣賦能伺服器建立連接所需的資訊(例如統一資源識別項)。部署邊緣運算應用，需要在3GPP管理系統(例如OAM)和非3GPP管理系統(例如ETSI多址邊緣運算(MEC)和ETSI NFV管理和編排(MANO))之間進行通訊。

RAN切片增強

3GPP在R15定義網路切片技術，可滿足不同客戶及各種垂直產業和領域中的QoS要求。3GPP在R17研究對RAN切片的增強，透過客製化RAN設計、部署和操作，使網路運營商掌握更多的RAN資源控制權，以滿足不同的客戶需求。

透過客製化服務，網路營運商可以直接從客戶的成功中獲得利益。3GPP研究通用切片範本參數；基於切片的基地台重選、隨機存取和服務連續性等機制(例如由於交遞、回退(Fallback)和資料傳遞(Forwarding)而導致的切片重映射(Remapping))也在考量範圍內。

輔助增強功能

接下來這部分將介紹一些輔助增強功能，例如EAL、SON和安全性。

SEAL垂直服務啟動器架構層

支援垂直服務的啟動器架構層(SEAL)定義了應用程式級別的功能架構，可支援各種垂直服務，包括V2X和任務關鍵型服務。SEAL提供群組管理、配置管理、位置管理、身份管理、金鑰管理和網路資源管理等服務。SEAL定義了與支援垂直服務和訊令控制面的應用層相關的功能模型。對於應用層的支援，分為聯網和離網兩種功能模型。聯網模型表示UE透過Uu介面與無線網路相連，而UE使用PC5介面時，適用的是離網模型。圖5為聯網模型。 UE具有一個或多個垂直應用層(VAL)用戶端以及一個或多個SEAL用戶端。UE中，VAL和SEAL用戶端使用SEAL-C互相進行通訊。SEAL向VAL提供服務，例如組管理和配置管理。UE使用基於LTE或5G的VAL Uu和SEAL Uu與VAL和SEAL伺服器進行通訊。VAL Uu介面支援單播和多播傳輸模式。VAL和SEAL伺服器使用SEAL-S進行通訊。兩台SEAL伺服器也可以使用SEAL-X進行通訊。SEAL伺服器將VAL-UDB和VAL使用者資料庫(可為使用者伺服器的一部分)結合使用，以儲存和檢索使用者設定檔。VAL用戶端和VAL伺服器針對特定垂直產業、特定應用，而SEAL則為多個VAL應用提供了通用框架。

離網模式下，兩個UE中的VAL用戶端和SEAL用戶端分別使用VAL-PC5和SEAL-PC5進行通訊。在這種模式下，其中一個UE可以充當UE與網路通訊的中繼，使適合的UE透過VAL Uu存取VAL伺服器。VAL和SEAL服務可由公網營運商或協力廠商提供。

5G SON

早在LTE便定義了自我組織網路(SON)。SON包括自我配置、自我優化和自我修復。此外，SON演算法可以採用集中式、分散式，或是結合兩者的混合式部署。當存在某些人為干預時，SON屬於開放迴路；封閉迴路的SON則沒有人為干預(可能存在例外情況)。圖6為5G中SON子演算法和用例示例。5G SON演算法可歸類為LTE-like演算法和新的5G演算法，以下分述。

・LTE-like SON演算法

LTE和5G有許多相似之處，很多為LTE定義的SON演算法可應用於5G。可擴展到5G的LTE-like演算法示例包括自動鄰區關聯(Automatic Neighbor Relation, ANR)、實體基地台識別(Physical Cell Identifier, PCI)配置、RACH優化、移動強韌性優化(MRO)、負載平衡優化(LBO)以及容量和覆蓋範圍優化(CCO)。ANR能夠自動生成鄰近基地台列表，作為基地台交遞決定及UE量測配置的參考資料。PCI配置旨在解決與PCI相關的問題，例如PCI衝突(兩個鄰區使用同一PCI)和PCI混亂(一個基地台的兩個鄰近基地台使用同一PCI)。顧名思義，RACH優化可對RACH參數進行優化，提升RACH易存取性。MRO透過調整交遞參數解決交遞過早、過晚和轉交至錯誤基地台等問題。LBO透過調整基地台選擇和交遞參數，重新在基地台間分配用戶。CCO觀察容量和覆蓋範圍指標，並調整網路配置和操作參數，以提高容量並擴大覆蓋範圍。

・新SON演算法

網路切片是5G中定義的新概念，因此與之相關的多種SON演算法皆為5G中的新演算法。新5G SON演算法的示例包括網路切片實例(NSI)創建、NSI資源配置優化、跨切片網路資源優化和服務品質優化。自動NSI創建允許網路營運商根據客戶需求創建一組NSI，其中涉及NF實例、配置及NF間的連接。NSI資源配置優化透過NSI性能資料如註冊的UE數量、協定資料單元(PDU)會話(Session)及QoS測量，以此確定流量模式、預測網路資源需求並優化網路資源配置。跨切片網路資源優化的目標是改善不同NSI之間的NG-RAN和NGC的虛擬和物理資源配置。服務品質優化涉及特定服務的性能資料(例如URLLC的平均延遲)和調整NG-RAN及NGC NF中的相關配置及運行參數。

R17處理R16中懸而未決的SON性能。為了支援SON和最小化路測(MDT)，應增強資料收集機制。例如，可以指定UE報告，以增強網路配置並支援新用例(例如2步RACH優化)。UE報告發送時間晚於測量時間的先錄後報型MDT(Logged MDT)和UE測量完成後即刻發送UE報告的立即回報型MDT(Immediate MDT)均得到增強。用於多無線存取技術雙連接(MR-DC)的MDT也在R17進行規範，其為UE同時連接到兩個RAT，如NR和LTE。

安全性增強

在5G發展過程中，安全性一直是重中之重。R15設定了安全性框架，R16則對很多細節進行改進，解決框架中的已知弱點。保障5G的安全性極具挑戰，因為5G複雜性高，並且能夠支援各種需求可能互相衝突的服務。例如，對於URLLC應用，低延遲是主要的性能關注點，但穩固的驗證和加密需要花費一些時間才能達成。這代表，必須針對特定5G應用進行適合該應用的安全性優化。優化5G系統性能需要跨越系統的不同層別，即必須對所有層別進行安全優化。安全性必須設計為鏈式，其強度取決於最弱一段鏈路的強度，因此5G安全性設計的目標應是保障端到端的整體安全。5G系統可包含不同實體的設備、軟體、傳輸鏈路、服務和系統，因此這一點非常具有挑戰性。

5G更為吸引人的一項特性是支援透過網路切片客製化安全性能及身分驗證。但該特性也使SDN和NFV產生大量的攻擊面。毫無疑問，安全性問題將在每代3GPP版本中不斷提出並優化。

(本文作者皆為Rohde & Schwarz特約作家)