1ms双向端到端时延！华为“实现”5G理论值

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。（岳明）