【精选】5G NR广播3GPP Release 17新特性分析

本文为论文精要，原文刊发于《广播与电视技术》2023年第9期。

中国广电全面深入参与了3GPP Release 17标准的制定工作，中国广电主导的5G NR多播广播技术演进是3GPP Release 17的重要新增特性。本文介绍了5G NR组播广播在R17中的系统架构、新增模块、新增组件和新增接口，以及5G NR组播广播原型系统的测试情况，可供读者了解5G NR组播广播技术的进展情况。

本文作者：

刘江，薛凯心 中国广播电视网络集团有限公司

第一作者简介：

刘江（1986—），男，中国广播电视网络集团有限公司工程师，硕士。主要从事广电网络、5G 技术方面的研究，曾参与过互联互通平台、广电 5G 700MHz网络建设等重大项目。

NO.0

引言

自2020年第二季度起，3GPP正式启动Release 17（简称R17）标准研究与制定工作，至2022年6月标准冻结历时两年有余。

中国广电全面深入参与了R17标准的制定工作，特别是由中国广电主导的5G NR多播广播技术演进（简称5G NR广播）是3GPP R17的重要新增特性，5G NR广播于2019年12月3GPP全会立项成功，至2021年12月，RAN1小组标准冻结；2022年3月，RAN2、RAN3、RAN4小组标准基本冻结；2021年9月，SA组标准基本冻结。至2022年6月3GPP RAN第96次会议上，R17整体宣布冻结，标志着5G NR广播标准已正式写入R17版本协议。

NO.1

R17 MBS新增功能模块

R17协议中新增加了四个5G NR广播功能相关的功能模块，分别为：MBSF、MBSTF、MB-SMF和MB-UPF，以完善NR架构下的MBS功能。同时在R17中，扩展了N1、N2、N4、N5、N10、N11、N30和N33等接口用以支持MBS功能；增加16个MBS功能相关接口。

MBSF：数据面功能，多播/广播服务功能；MBSTF：数据面功能，多播/广播服务传输功能；MB-SMF：数据面功能，多播/广播会话管理功能；MB-UPF：数据面功能，多播/广播用户面功能。其余功能模块与R15和R16中的定义大致相同，除TS 23.501中定义的功能外，绝大部分模块都增补了功能以支持MBS。

NO.2

R17新增协议栈

相比R15和R16版本，R17版本除实现NR的组播和广播功能外，还新增了终端RRC_CONNECTED态（连接态）和RRC_IDLE/RRC_INACTIVE态（非连接态）下的多播/广播接收。R17版本在无线承载方面新增了用于MRB（MBS Radio Bearer）的无线承载。在逻辑信道方面新增了MCCH（MBS Control Channel）和MTCH（MBS Traffic Channel）。MBS复用了R15和R16版本中的传输信道和物理信道，没有新增MBS的相关信道。

NO.3

新增的RNTI

RNTI（Radio Network Temporary Identity）即无线网络临时标识，在NR网络中按照功能的不同，被分别定义成了很多种类，每个UE可以同时对应多个RNTI。R17版本定义，在支持MBS的网络中，既可以实现以PTP的方式（C-RNTI）将数据下发给终端，也可以实现以PTM的方式（G-RNTI）将数据下发给终端。用RNTI对PDCCH（Physical Downlink Control Channel）控制消息加扰的方式，实现系统广播、特定的用户调度等功能。RNTI一般由16bit构成，其作用是对CRC（Cyclic Redundancy Check）进行加扰。UE根据不同状态或不同业务需求，使用不同RNTI对相应的CRC进行解扰，从而获取PDCCH信道中的内容，最终获取PDSCH上的数据信息。

由于R17版本没有为MBS新增加物理信道和传输信道，为区分单播和MBS，在R17版本中新增加了G-RNTI（Group RNTI）、G-CS-RNTI（Group Configured Scheduling RNTI）和MCCH-RNTI（MBS Control Channel RNTI）。

NO.4

5G NR组播广播原型系统外场测试

3GPP R17 5G MBS已经在商用基站平台和商用终端上完成测试。测试固定MCS=4。参照 3GPP TS 38.214的表5.1.3.1-1，MCS=4对应调制方式为QPSK，编码率0.301，频谱效率为0.6016，不考虑DMRS、控制信令等的开销。同时系统可以支持其他MCS等级和频谱效率，具体配置取决于网络规划和业务需求。

中央电视塔部署NR广播的测试。测试结果表明，密集城区场景，距离电视塔10.8km范围内视频是流畅的，之后视频开始出现卡顿，直到14.3km后完全停止。另在距离电视塔16km处的无遮挡测试点，可接收流畅视频服务。结果表明，距离基站11.6km 范围内视频传输流畅，5G NR组播广播具有良好的移动性。

通过试验验证，5G NR广播服务可以在移动蜂窝网络部署、广播电视发射塔部署场景下，实现对于通用5G终端的广播组播服务覆盖，无需定制专有终端。蜂窝部署下可实现城区楼宇等复杂场景的优质覆盖；常规商用基站可部署在广播大塔，实现较大范围的单向广播服务覆盖，适合农村或偏远地区的低成本高质量5G广播服务。在密集城区，适合以蜂窝部署为主，实现各类复杂场景的组播广播服务良好覆盖，同时电视塔可作为辅助或备份（如灾害发生时），实现面向通用5G终端的单向广播服务。

end

参考文献

[1]曾庆军, 李爽. 5G NR组播广播技术(一)——中国广电引领世界5G广播[J]. 广播与电视技术, 2021, 48(8): 13-19.

[2] 张宇, 解伟. 5G NR组播广播综述[J]. 广播与电视技术, 2022, 49(8): 19-25.

[3] TR 21.917, Release 17 Description [R]. https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/21_series/21.917/.

[4] TR 38.300 NR and NG-RAN Overall Description[R]. https://www. 3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.300/.

[5] TR 38.321 Medium Access Control (MAC) protocol specification[R]. https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.321/.

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