NGMN 无线电性能评估框架

NGMN 无线电性能评估框架 NGMN 联盟的运营商观点 对于公共文件（P）：© 2024 Next Generation Mobile Networks Alliance e.V. 版权所有。未经Next Generation Mobile Networks Alliance e.V. 的书面许可，不得以任何形式或任何手段复制或传输本文件的任何部分。 本文件包含的信息代表了NGMN协会于发布日期持有的观点，关于所讨论的问题。本文件按现状提供，不附带任何形式的保证，包括但不限于适销性、不侵权或适用于任何特定目的的保证。对于本文件中信息的使用不承担任何责任（包括任何财产权利的侵权责任）。本文件不授予任何形式的知识产权许可。本文件仅用于信息参考目的，并可能随时更改，恕不另行通知。 CONTENTS 总体声明.......................................................................................................................4 国际电信联盟（ITU）-2020地面无线电规范：如何为6G无线性能评估框架选择合适的指标子集？.......................................................................................7 043GPP 标准发布 - 建立动态发展性能基准.............................................................8 复杂性和体系结构考虑.......................................................................10 01总体声明 NGMN立场声明[1]指出，6G应在2030年代作为通信网络的优雅演变出现，基于现有的5G生态系统和遗留接入技术。为了使新的6G无线接口（即，新RAT）真正增加价值，与5G最先进的能力相比，应展示出在减少网络成本、改善客户体验以及为移动网络运营商（MNOs）创造收入增长机会方面具有实质性差异的改进。该立场声明旨在将我们现有的5G/5G-Advanced生态系统演进为促进为客户带来价值并简化网络操作的新创新[1]。 电信行业已达到一个转折点，即不能再假设新的无线接入技术（RAT）在6G系统中必然带来价值。需要采取不同的方法。随着新创新的涌现和无线接口提案的出现，NGMN坚信候选的无线增强方案应被评估以确保与《立场声明》[1]中的指导原则保持一致。 声明指出，6G 不应固有地触发 5G RAN 基础设施的硬件刷新，决定刷新 5G RAN 硬件必须是由运营商根据运营原因（如设备寿命结束、能源消耗或新增功能）个体驱动的选择，并且与支持 6G 无关[1]。6G 的引入还必须允许通过现有网络元素的软件基于特性的升级来实现某些场景，以满足 6G 的要求[1]。 本出版物提出了一种新的NGMN无线性能评估框架（RPAF），旨在为无线接入技术（RAT）候选者提供评估标准。此框架主要针对3GPP，以确保其评价过程能确保新部署的6G RAT相对于已部署的5G-Advanced技术提供了实质性的优势，尤其是在新RAT部署于已存在的频段内的情况下。该RPAF旨在为未来提出的新RAT与最佳表现的NR功能集进行比较，该功能集在6G首次部署时已实现在最先进的5G/5G-Advanced网络中。这一框架的主要目的是确保新部署的6G RAT能提供比等效的5G-Advanced演进更实际的利益。 尽管RPAF强调了一个新的基准，用于比较潜在的6G无线接入技术（RAT）与5G进阶版本，超出射频域的增强可能仍需额外考虑，并且需要一个更广泛的改进集合，综合反映新的能力，以促进2030年代的6G部署。 02NGMN 无线电性能评估框架 (RPAF) 的关键属性 提议的NGMN无线性能评估框架的核心要素，以反映移动网络运营商（MNO）的优先事项，如下列出： 1) 在IMT-2020提交文件中[2]，保持并利用 terrestrial 无线电接口内包含的性能阈值。 a. 应选择一组性能指标作为比较基准。这些指标的定义可能会在文档后续部分讨论时进行修订。 只有那些能够为客户提供显著价值的指标才应包含在这一选定的绩效指标子集中。这些指标应包括控制网络成本的措施（例如，能源消耗），以确保成本不转嫁给客户。 2) 新的6G RAT 应该在至少以下关键指标中展现出显著的优势，超过5G-Advanced 的演进： a. 频谱效率 — 新的无线接入技术（RAT）的改进必须在多种eMBB测试场景中表现出显著的平均频谱效率和第5百分位用户频谱效率的提升，并与国际电信联盟无线电通信局（ITU-R）的定义[2]保持一致，涵盖下行链路（DL）和上行链路（UL）通道。全缓存仿真下的第5百分位频谱效率不能可靠地指示用户的体验数据速率，但仍然有助于确保平均频谱效率的提升不会以牺牲小区边缘性能为代价。如果频谱带不提供所考虑部署场景的全面覆盖，则应考虑使用包括较低频率频谱的多频带仿真。 b. 用户体验数据速率 - 在6G引入时，实际的6G用户体验数据速率必须至少与现有5G-Advanced在引入6G时的数据速率相当，特别是在第5百分位点。只有在部署能够代表当前移动网络的情况下，才应寻求显著改进。还需要进一步研究确定确保这一点所需的适当指标。应考虑使用非满缓冲方法评估用户体验数据速率，因为频谱-带宽缩放对于上行链路（UL）并不适用，因为UL通常受限于UE功率，而非频谱。在使用非满缓冲评估方法评估用户体验数据速率时，应在候选技术的共同数据流量水平（由5G-Advanced容量负载定义）和根据候选技术的频谱效率定义的特定容量负载分数下进行评估。还应考虑通过建模多频段网络来多样化频谱带宽，以提高模拟的代表性。 总辐射灵敏度/总辐射功率（TRS/TRP）——射频性能基准应考虑空中传输（Over-The-Air，OTA）的总辐射灵敏度/总辐射功率（TRS/TRP），以确保提议的射频增强不会降低UE的OTA性能 [3]。 d. 总能耗 - 在无线性能基准测试中，必须考虑接入技术堆栈（从接入技术到整个系统的端到端）的总能耗。此分析应纳入生命周期评估（Life Cycle Assessments, LCA），以及每个相应的无线网络组件的范围1、2和3温室气体（GHG）排放。6G无线接入技术（RAT）的能耗不应单独研究，而应将整个堆栈的能耗（包括6G RAT及其前继接入技术）进行汇总计算，并与使用5G进阶（5G-Advanced）作为替代6G RAT时的整个接入技术堆栈的能耗进行比较。总能耗应在不同负载水平下报告，以计算一天内流量变化的能耗，同时考虑到在低流量期间许多小区可以关闭并将流量转移到其他小区。评估还可能考虑在低流量水平下保持小区活跃但能耗最小的用户数据速率体验优势。 网络简化 — 提出的无线增强方案应展示网络简化效果、部署操作成本的降低以及总拥有成本的减少。类似计算能耗的方式，将传统接入技术与6G层相结合的情况与不包含6G层的传统接入技术相结合的情况进行比较，以确定哪种配置能提供更好的网络简化效果。 3) 基准无线性能应以3GPP Release 18作为最低标准，但也要认识到5G高级独立模式（5G-A SA）的最佳性能特征，这些特征将从该技术在后续版本中持续演进过程中实现，并可能在6G部署的时间点前后部署。将这些因素纳入无线性能基准。 4) 评估至少应针对具有代表性的今日典型宏蜂窝网络进行，这些网络包含有代表性的站点密度，并可选地包括额外的案例以展示容量增强的好处。 5) 是否采用任何增强功能取决于各自移动网络运营商（MNO）评估其总拥有成本是否能带来盈利回报。 无线电性能评估框架的关键属性为与现有先进技术相比，评估无线电增强性能提供了基准。然而，这些基准的构成要素也应被视为对尚未被5G/5G-Advanced充分利用的巨大潜力的一种证明。 03国际电信联盟无线电通信部门IMT-2020陆地无线规范：如何为6G无线性能评估框架选择合适的指标子集？ 新无线电（NR）作为IMT-2020无线电接口技术（SRITs）组件之一的无线接口技术，在其潜力充分开发的情况下，如果支持高达400MHz的通道带宽和16个子载波的聚合，下行链路峰值数据速率可达到140 Gbit/s，上行链路峰值数据速率可达到65 Gbit/s。长期以来将峰值数据速率作为比较指标的趋势已过时，因为5G/5G高级提供的最佳性能已经超过了客户的需求，无论是否支持6G，且不反映网络（或每用户）容量需求，以及客户体验主要受“最差情况”支配，例如小区边缘性能。此外，通过假设迁移到更高频率带和相应的更大通道带宽来人为地夸大峰值数据速率，而无需提高频谱效率，这不应用于基准测试。建议RPAF不应将峰值数据速率作为引入新的6G无线电接入技术的理由，而是应专注于客户重视的指标。 可以得出类似的结论，即在延迟降低到亚毫秒级（sub-1ms）的量级之前，不将此作为6G的优势来宣称，因为在这个阈值下，应用层服务器的延迟在塑造用户体验方面起主导作用。 以下性能度量子集应包括在无线电性能中评估框架 ， 以更好地反映 MNO 优先事项声明 [1]: 1) 对于给定的载波频率和信道带宽，评估平均谱效和用户体验数据速率应作为比较不同技术候选方案的关键基础；所有比较应在对等配置的基础上进行。 2) 用户体验的数据速率评估应更能代表实际网络性能。详见上一章。 3) 评估无线性能仿真增益的基本框架应包含与3GPP标准一致的合规矩阵、链路预算模板和特性表中的数值，这些数值反映了当前最先进的5G/5G Advanced网络的最佳配置，并随着5G能力的不断演进进行定期更新。 4) 直接比较RAN能耗 - 对于每个提议的无线功能增强，基准框架应包括测量该功能引起的RAN能耗差异，相对于未包含该功能的5G系统总能耗的变化百分比。这在考虑新的AI功能时尤为重要，因为能耗可能会受到处理需求变化（包括模型开发和训练所用的能耗）的影响。 043GPP 标准发布 - 建立动态发展性能基准 将3GPP标准发布及其相应的功能集整合到此无线性能评估框架中，应基于对比迭代移动基准的原则。这是一个动态过程而非静态过程。动态方法更适合反映现实，即即使是5G/5G-Advanced最先进能力也在每次3GPP版本更新中持续演变。想象一位奥运选手不断设定更高的表现门槛：竞争对手必须超越这些越来越高的门槛才能继续参与竞争。 1) 在此RPAF基准之前发布的3GPP版本，例如NR Rel-15至Rel-17，不应再用于比较无线增强候选方案，以避免人为夸大6G的增益。所有比较都应基于一对一配置基础，并明确记录任何差异（例如CBW、发射功率、发射机/接收机特性或MIMO配置的差异）。 2) 3GPP Rel-18 是首个 5G-Advanced 标准。作为最低要求，无线增强候选方案应展示出显著优于 3GPP Rel-18 5G-Advanced 的益处。此外，在合理预期 5G-Advanced 在 6G 推出前后能够支持这些功能的情况下，基准可以考虑后续版本（Rel-19 至 Rel-21）中适当性能改进的功能。 a. 这是为了确保任何提议的无线增强措施都能与一个基准进行比较，该基准跟踪从Rel-18到后续版本的5G标准的发展演变。 3)评估框架的主要特征应至少包括以下内容 ： a. Rel - 18 MU - MIMO 基线 (例如, 128Tx128Rx 天线配置, 多达 24 个正交 DMRS 端口) b. 假设BS（基地台）已经采用AI/ML技术用于多个功能，包括但不限于定位、客户满意度反馈、波束管理，甚至利用神经网络理解信道条件和存在预测波束轨迹的AI模型。与AI-RAN相关