【深入解读 3GPP TR 38.914:6G RAN 从愿景走向可评估的技术基线】

深入解读 3GPP TR 38.914:6G RAN 从愿景走向可评估的技术基线

本文基于 3GPP TR 38.914 v20.0.0 及 3GPP、ITU-R 公开资料整理。文中"应支持""最低要求"等表述仅在引用 TR 研究报告语境下成立;TR 38.914 是技术研究报告(TR),不是定义最终协议消息、状态机和参数编码的规范性技术规范(TS)。

摘要

6G 标准化已经从概念愿景进入需求收敛和技术研究阶段。作为 Release 20 中 3GPP RAN 首个完成的 6G 顶层研究成果,TR 38.914《Study on 6G Scenarios and Requirements》回答了一个关键问题:未来 6G 无线接入网究竟要在什么部署环境下,面向哪些业务,达到怎样的可验证能力。

报告通过 14 类部署场景和 20 类关键性能指标,把沉浸式通信、工业超可靠低时延、海量连接、泛在覆盖、人工智能与通信、通感一体化等方向,转化为可以仿真、比较和测试的工程目标。它同时提出 6G RAN 的架构与迁移要求,为 RAN1、RAN2、RAN3、RAN4 后续研究,以及 Release 21 首批规范性 6G 工作提供输入。

本文从标准定位、部署场景、KPI、架构迁移、运维和协议演进六个方面进行解读。

一、TR 38.914 到底是什么

TR 38.914 的英文标题是 Study on 6G Scenarios and Requirements,由 3GPP TSG RAN 负责,归属于 Release 20 的 6G 研究工作。报告于 2026 年 6 月形成 v1.0.0,并进入 Under Change Control 状态;中国移动张晓然担任项目报告人。

它在 3GPP 6G 标准体系中的位置,可以概括为:

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ITU-R IMT-2030 框架与评估方法
        ↓
TR 38.914:6G RAN 场景、KPI、架构与迁移要求
        ↓
TR 38.960:RAN1 / RAN2 / RAN3 / RAN4 分组研究
        ↓
Release 21:规范性 6G 工作
        ↓
TS 38.xxx:物理层、RRC、接口、RF 与一致性规范

因此,TR 38.914 不是 TS 38.331 那样的 RRC 协议规范,也不是 TS 38.300 那样的系统架构规范。它更像一份面向后续标准开发的"技术任务书":

  • 定义评估场景;
  • 定义系统必须关注的能力;
  • 给出最低性能目标和内部 KPI;
  • 规定 5G 向 6G 演进时需要保留的工程路径;
  • 指导后续工作组选择和验证技术方案。

二、第 4 章:为什么要定义 14 类部署场景

如果只写"6G 速率更高、时延更低",无法指导真正的无线技术开发。不同部署环境下,决定系统性能的因素完全不同:室内工厂受可靠性和定位影响,高铁受多普勒和切换影响,卫星网络受传播时延、波束移动和 GNSS 可用性影响,农村网络则更关心链路预算和建设成本。

TR 38.914 因此定义了 14 类场景,用于统一后续系统级仿真、链路级评估和技术比较。

场景 主要问题 典型技术约束
Indoor hotspot 室内高容量、高密度 大带宽、超大规模阵列、高频部署
Dense urban 城市中心高负载 宏微协同、室内外覆盖、边缘速率
Rural 广域连续覆盖 覆盖预算、上行能力、高速车辆
Urban macro 城市普遍覆盖 多频协同、连续覆盖、干扰管理
Sub-urban macro 郊区覆盖和节能 大站间距、能效、定位
High speed train 高铁高速移动 多普勒、快速切换、线性组网
Extreme long-distance 超远距离低密覆盖 链路预算、鲁棒传输、基础业务
Massive connection 城市海量终端 连接密度、低复杂度 IoT
Air-to-Ground 飞机地空通信 高度、速度、超大覆盖范围
Non-terrestrial network 卫星和非地面接入 长时延、多普勒、GNSS-free
Urban grid 城市车辆和行人 车速、路口几何、通感融合
Highway 高速公路通信 频繁切换、可靠性、连续服务
Indoor factory 工业制造 高可靠、低时延、定位、感知
Single cell with large coverage 单宏站大覆盖 低频覆盖、FWA、低成本

1. 场景参数是评估基线,不是建网命令

报告给出了载波频率、带宽、站间距、天线规模、用户分布和移动速度等假设。但这些参数用于评估 RAN 技术是否满足目标,不代表每个运营商都必须按照相同的站距、天线数量或频段建设网络。

2. 7 GHz 左右的 FR3 受到特别关注

报告在多个场景中引入约 7 GHz 频段。它处在传统中频和毫米波之间:相比 3.5 GHz 可以提供更大带宽,同时传播和覆盖特性又通常比更高频段更容易工程实现。

报告提出一个具有强工程意味的目标:在约 7 GHz 的 6G 部署中,尽量复用已有 5G 中频站址网格,并实现可比的初始接入覆盖和数据覆盖。这意味着 6G 的发展不能只追求峰值速率,还要考虑站址利用、边缘覆盖、上行功耗以及 CAPEX/OPEX。

3. NTN 被纳入同一个 RAN 评估体系

报告同时考虑 VLEO、LEO、MEO、GSO 等轨道和透明载荷、再生载荷等架构。这样做的意义是:地面网络与非地面网络不再被视为两个完全独立的系统,而是要在移动性、覆盖、频谱和服务连续性方面协同演进。

三、第 5.1 章:20 类 KPI 如何约束 6G 技术

1. 峰值速率与频谱效率

TR 38.914 给出的最低目标包括:

KPI 目标
下行理论峰值速率 36 Gbit/s
上行理论峰值速率 18 Gbit/s
下行峰值频谱效率 60 bit/s/Hz
上行峰值频谱效率 30 bit/s/Hz
Dense Urban 下行 5% 用户速率 300 Mbit/s
Dense Urban 上行 5% 用户速率 50 Mbit/s
Indoor Hotspot 下行面积容量 40 Mbit/s/m²
最小聚合系统带宽 400 MHz

峰值速率的计算关系为:

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峰值数据率 = 聚合带宽 × 峰值频谱效率

36 Gbit/s 是基于 600 MHz 聚合带宽和 60 bit/s/Hz 下行峰值频谱效率推导出的最低目标。这里的 600 MHz 是推导假设,不是本条峰值速率要求中的固定带宽约束。

更值得关注的是 5% 用户速率和面积容量。它们要求技术方案改善小区边缘和高负载用户体验,而不是只优化理想条件下单个用户的峰值。

2. 时延与可靠性

KPI 目标
沉浸式通信 IC 用户面时延 4 ms
超高可靠低时延 HRLLC 用户面时延 1 ms
控制面时延 20 ms
Indoor Factory 可靠性 1 ms 内传输 32 Bytes,成功率 1 - 10^-5
同一基站内 TRxP 迁移中断时间 0 ms

这些目标将影响后续的:

  • 调度周期;
  • HARQ 过程;
  • 控制信道设计;
  • 资源预留;
  • 多 TRP 协作;
  • 移动性和切换机制;
  • RAN 与核心网之间的 QoS 映射。

3. 复合需求比单一指标更重要

Dense Urban 场景新增了 Composite Requirement。一个系统需要同时满足:

  • 下行 30 Mbps、上行 10 Mbps;
  • 下行时延 10 ms、上行时延 30 ms,或上下行合计 40 ms;
  • 分组成功概率 99%;
  • 每个 TRxP 服务 6 个用户;
  • 至少 90% 用户满足以上组合要求。

这体现了 6G 评价思想的变化:通信系统最终提供的是综合服务质量,而不是某一个孤立的峰值。未来调度器和资源管理器需要同时处理吞吐量、时延、可靠性和并发用户数之间的冲突。

4. 覆盖和上行是报告中最具工程价值的部分

报告的覆盖目标包括:

覆盖类型 MaxCL 下行速率 上行速率
基础覆盖 143 dB 1 Mbps 或 250 kbps 40 kbps
扩展覆盖 153 dB 100 kbps 或 25 kbps 2 kbps

同时,6GR 的总体目标是:

  • 在约 7 GHz 部署中尽量复用 5G 中频站址;
  • 初始接入覆盖与 5G 中频可比;
  • 在相同数据率下,数据信道覆盖与 5G 中频可比;
  • 重点提升小区边缘和上行覆盖。

这会直接牵引波形、编码、功控、参考信号、天线、接收机灵敏度和射频性能研究。

5. 定位、感知和 AI 被正式纳入 RAN 能力

能力 Indoor Factory Urban Macro
UE 水平定位精度 0.75 m 6 m
感知检测概率 95% 95%
感知虚警概率 5% 5%
感知水平定位精度 2 m 5 m
感知速度精度 2 m/s 4 m/s

报告把感知对象扩展到未接入网络的被动目标,例如人员、车辆、UAV 和 AGV。后续标准需要解决:

  • 感知参考信号和通信参考信号是否复用;
  • 波束扫描如何同时服务通信与感知;
  • 感知结果如何在 RAN 内采集、传输和暴露;
  • 感知目标不在线时如何定义身份和隐私边界。

AI 方面,报告采用了两个方向:

  • Network for AI:网络为 AI 应用提供高效连接、数据传输和协同能力;
  • AI for Network:利用 AI 优化无线资源、移动性、波束、能耗和运维。

但需要注意,TR 38.914 目前给出的是能力要求,不代表 AI 模型、训练数据格式或推理接口已经完成标准化。

四、第 5.2 章:架构与迁移要求

TR 38.914 并没有推翻 5G 的分层思想,而是在保留成熟功能划分的基础上,增加多 TRP、TN/NTN、AI、感知和多厂商互操作能力。

主要架构要求

  • 支持独立 6G RAN 架构;
  • 支持 6GR 与 NR 的多 RAT 频谱共享 MRSS;
  • 支持 6GR 与 NR 之间的 inter-RAT mobility;
  • 支持多个共址或非共址 TRP;
  • 支持上下行频谱聚合;
  • 支持 6G RAN 与 6G Core 接口;
  • 支持 CU-DU 分离;
  • 支持 CU-CP 与 CU-UP 分离;
  • 支持控制面和用户面分离;
  • 支持多厂商开放接口;
  • 支持 MOCN、MORAN 和间接网络共享;
  • 支持网络切片和非公用网络;
  • 同时考虑地面网络与非地面网络架构;
  • 支持网络性能监测和 AI/ML 数据采集。

对 5G 迁移的含义

6G 不会要求所有网络在同一时刻完成替换。报告允许:

  • 6G 与 NR 长期共存;
  • 频谱共享和跨 RAT 移动;
  • 4G/5G 继续承担部分语音、物联网和覆盖业务;
  • 在不破坏现有设备投资的前提下逐步引入 6G 能力。

报告明确不要求 6G 与 2G/3G 互操作,但保留 6G 到 4G 的 Connected-mode mobility,尤其考虑 IMS 语音等现实业务。

从协议栈角度看,这意味着未来仍然会有清晰的 RAN/CN 分工:认证、计费等功能继续主要由核心网承担,切换决策等无线资源相关功能仍由 RAN 主导;变化主要集中在异构接入、数据治理、AI/感知和跨域协同。

五、第 5.3 和第 5.4 章:从无线技术扩展到可运营系统

1. 频谱和终端类型

报告要求地面 6G 支持约 410 MHz 至 52.6 GHz 的指定频率范围,并支持:

  • 成对和非成对频谱;
  • 碎片化频谱;
  • 灵活上下行资源;
  • 不同带宽能力终端共存;
  • MBB、FWA 和 Massive IoT 多类终端。

Massive IoT 低档设备至少需要支持单收发天线。这说明 6G 并不只是面向高端手机,而是要同时维护低成本、低功耗终端生态。

2. 自组织与运维

RAN 需要支持:

  • 自动邻区关系 ANR;
  • 移动性鲁棒性优化 MRO;
  • MDT 数据采集;
  • 节点自动部署和基本参数建立;
  • 网络性能监测;
  • 服务特征感知和资源自适应。

3. 韧性与安全

报告要求 6G RAN 在故障条件下尽量保障可接入性和服务连续性,并支持在 NTN 场景下进行 GNSS-free operation。安全方面,控制面和用户面通信都需要具备完整性和机密性保护。

此外,AI/ML 数据与感知数据的采集必须受到运营商控制,并兼顾用户同意、隐私和匿名性。这意味着 6G 的标准对象会从传统的"无线比特传输"扩展到数据生命周期和网络自治边界。

4. 新旧服务并存

报告纳入的业务包括:

  • 移动宽带和沉浸式通信;
  • Massive IoT;
  • 感知与 AI 服务;
  • 原生语音;
  • 紧急呼叫、公共告警、合法监听和车载 eCall;
  • FWA、UAV 和车辆服务;
  • 关键任务通信;
  • 定位、NTN 和定时服务。

其中一个重要原则是:成熟的 5G 机制可以继续复用。例如 LTE V2X sidelink、5G NR sidelink、5G multicast/broadcast 等能力,可作为相应 6G 业务的基础。这种路线能够降低芯片、终端和网络升级成本。

六、TR 38.914 如何分解到 RAN1-RAN4

工作组 主要研究输入
RAN1 波形、数值体制、信道编码、MIMO、感知、覆盖、AI 辅助 PHY
RAN2 RRC、连接管理、移动性、MRSS、多 TRP、定位与感知控制
RAN3 RAN 架构、RAN-CN 接口、CU/DU、CU-CP/CU-UP、TN/NTN 协同
RAN4 频段、带宽、天线、发射接收要求、RF 性能和测试条件

3GPP 已进一步推进 TR 38.960 Study on 6G Radio,并将研究拆分到 RAN1、RAN2、RAN3、RAN4。后续这些研究成果才会逐步转化为 Release 21 的 Work Item 和正式 TS 条款。

七、它与 ITU-R IMT-2030 的关系

ITU-R 通过 Recommendation ITU-R M.2160 定义 IMT-2030 框架,包含六类使用场景:

  • IC:沉浸式通信;
  • HRLLC:超高可靠低时延通信;
  • MC:海量通信;
  • UC:泛在连接;
  • AIAC:人工智能与通信;
  • ISAC:通感一体化。

3GPP TR 38.914 将这些宏观方向进一步转成 RAN 级场景和指标。未来,3GPP 可以基于这些研究成果形成候选 RIT/SRIT,并按 ITU-R 的技术性能要求和评估方法提交 IMT-2030 进程。

因此,两者的关系是:

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ITU-R 定义全球框架、指标和评估规则
        ↓
3GPP TR 38.914 定义 RAN 场景和技术需求
        ↓
3GPP RAN 工作组研究具体技术方案
        ↓
形成候选 RIT/SRIT 和正式 6G 规范
        ↓
提交 ITU-R 评估

TR 38.914 本身不会自动成为 ITU-R 标准,也不等于最终 6G 空口已经确定。

八、对工程师意味着什么

TR 38.914 最重要的价值,不是给出某一个"革命性技术",而是把 6G 的问题空间固定下来:

  1. 6G 不能只看峰值速率,还要看边缘用户、上行、能效和覆盖。
  2. 6G RAN 必须同时服务通信、感知和 AI 相关业务。
  3. 地面网、卫星网、空地通信和高速交通需要统一考虑。
  4. 6G 需要支持独立组网,也要与 NR 长期共存并平滑迁移。
  5. 网络接口、数据采集、隐私、安全、韧性和运维会成为协议设计的一部分。
  6. 未来技术的竞争重点将从单点性能转向"场景覆盖 + 综合 KPI + 可部署性"。

九、建议的学习路线

对于已经掌握 5G NR 协议栈的读者,可以按以下顺序继续学习:

  1. 阅读 TR 38.914 第 4 章,建立 14 类部署场景的空间和业务直觉。
  2. 精读第 5.1 节,重点关注峰值速率、5% 用户速率、复合需求、可靠性、感知、AI、韧性和覆盖。
  3. 结合 5G NR 的 CU/DU、CU-CP/CU-UP 和 NG-RAN 接口知识,阅读第 5.2 节架构与迁移要求。
  4. 跟踪 TR 38.960 及 RAN1-RAN4 后续研究,观察顶层需求如何拆分为具体技术选项。
  5. 从 2027 年开始重点关注 Rel-21 Work Item 和 TS 38.xxx 的形成过程。
  6. 对照 ITU-R M.2160、IMT-2030 技术性能要求和评估指南,理解 3GPP 技术方案如何进入国际候选接口评估。

结语

TR 38.914 可以被看作 3GPP 6G RAN 的"第一张工程地图"。它没有直接画出最终的空口协议,但已经明确了未来协议要解决的道路:更高的频谱效率、更好的边缘和上行覆盖、通信与感知融合、AI 原生能力、天地一体化、网络韧性以及低成本迁移。

6G 的正式规范性工作将在 Release 21 中展开。真正决定 6G 协议形态的,将是后续 RAN1-RAN4 对波形、编码、协议、接口、RF 和测试方法的收敛。理解 TR 38.914,正是理解下一阶段 6G 标准如何从"愿景"变成"规范"的入口。

参考资料

  1. 3GPP, TR 38.914: Study on 6G Scenarios and Requirements, v20.0.0.
  2. 3GPP, Specification #38.914.
  3. 3GPP, First 6G RAN study approved.
  4. 3GPP, Release 20.
  5. 3GPP, Release 21.
  6. ITU-R, IMT towards 2030 and beyond (IMT-2030).
  7. 在线条款参考:TR 38.914 v20.0.0.
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