特邀作者:符新月,南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院
今年是5G商用第四年,5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展雖已取得突破性成績(jī),但仍處于應(yīng)用層次偏低和商業(yè)化模式探索初期,5G發(fā)展將進(jìn)入新的分水嶺。因此,5.5G(又稱5G-Advanced)成為5G后續(xù)推進(jìn)的關(guān)鍵詞,加快發(fā)展5.5G已經(jīng)“箭在弦上”。
?01、什么是5.5G?
眾所周知,移動(dòng)通信技術(shù)差不多是每十年一代。但是,由于技術(shù)發(fā)展得實(shí)在太快,整數(shù)代與整數(shù)代之間,技術(shù)差異較大。這時(shí),就需要對(duì)中間階段的技術(shù)進(jìn)行命名,以顯示其和前代、后代的區(qū)別。3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃)在5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定及各階段技術(shù)命名的過程中功不可沒。
具體而言,3GPP通過不停發(fā)布Release(版本),來推動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)。該組織大約每?jī)赡晖瞥鲆粋€(gè)Release,而通信技術(shù)大約是每十年一代,這就意味著每一代通信技術(shù)大致要經(jīng)歷5-6個(gè)Release。5.5G其實(shí)就是把R18-R20作為5G標(biāo)準(zhǔn)的第二階段,等R20結(jié)束,6G就該登場(chǎng)了(約2028-2030年)。
綜上所述,5.5G(5G-Advanced)就是5G和6G之間過渡和銜接的技術(shù),大致會(huì)持續(xù)5年左右。作為5G的平滑過渡,5.5G意味著更快的速度、更低的時(shí)延、更多的連接數(shù),可以實(shí)現(xiàn)下行10Gbps、上行1Gbps。
除了5G原有的移動(dòng)帶寬增強(qiáng)、超可靠低時(shí)延、海量機(jī)器類通信的“三角能力”外,5.5G增加了上行超寬帶、寬帶實(shí)時(shí)交互、通信感知融合能力,使原有的5G三大標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景擴(kuò)展為能力更強(qiáng)的“六邊形”,既增強(qiáng)了舊場(chǎng)景,又?jǐn)U展了新場(chǎng)景。毫無疑問,5.5G將為5G后續(xù)發(fā)展定義新的目標(biāo)和新的能力,5G將因此產(chǎn)生更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
02、5.5G核心技術(shù)及其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
5.5G的核心目標(biāo)是進(jìn)一步提升速率、時(shí)延、容量和功耗等方面的表現(xiàn),針對(duì)上述發(fā)展目標(biāo),5.5G主要包括三個(gè)核心技術(shù):5G超級(jí)組網(wǎng)、智能空口和融合通信。
首先,5G超級(jí)組網(wǎng)將通過AI技術(shù)和大規(guī)模MIMO等技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,這是5.5G方案中最關(guān)鍵的技術(shù)。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要通過網(wǎng)絡(luò)切片等手段,對(duì)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行分析和識(shí)別,實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶需求的精細(xì)化管理。這樣可以提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的資源利用率,從而進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的性能和用戶的體驗(yàn)感,實(shí)現(xiàn)更加智能的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度和資源分配。
智能空口技術(shù)也是5.5G中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)通過將AI技術(shù)融合進(jìn)空口設(shè)計(jì)與增強(qiáng)方案,借助AI技術(shù)在深度感知、推理預(yù)測(cè)、優(yōu)化推薦等領(lǐng)域的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),與物理層通信技術(shù)相結(jié)合,充分利用無線網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的特征并進(jìn)一步挖掘無線空口的潛力,提高無線系統(tǒng)通信性能。智能空口技術(shù)能夠在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)更低的時(shí)延和更高的吞吐量,以支持更復(fù)雜的移動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景,如VR、AR等。
最后,融合通信也是5.5G方案中一項(xiàng)重要的技術(shù),該技術(shù)通過融合不同種類的通信技術(shù),如5G、Wi-Fi、光纖等,可以實(shí)現(xiàn)更高效、更靈活的通信服務(wù),從而為用戶帶來更好的通信體驗(yàn)。這使得各種設(shè)備能夠更加智能地連接并協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景互聯(lián),極大程度上提高人們工作的效率,為生活帶來更多便利。
此外,不得不提5.5G的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)——綠色I(xiàn)CT(Information Communication Technology),即通過減少能源消耗和環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。這將通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、降低功耗等措施來實(shí)現(xiàn),為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
注:圖為5G與5.5G的差異,三角為5G傳統(tǒng)場(chǎng)景,六角為5.5G升級(jí)場(chǎng)景
?03、5.5G國(guó)內(nèi)布局及商用現(xiàn)狀
從市場(chǎng)規(guī)模來看,目前我國(guó)已建成全球規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的5G網(wǎng)絡(luò);截至8月底,累計(jì)建成5G基站達(dá)313.8萬個(gè),5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)所有地級(jí)市、縣城城區(qū),且5G移動(dòng)電話用戶達(dá)到6.95億戶。從5.5G的發(fā)展現(xiàn)狀來看,目前全球已有多家運(yùn)營(yíng)商正在積極開展5.5G商用驗(yàn)證,中國(guó)也有多家企業(yè)參與5.5G的商用部署。
作為5G領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè),華為近日在移動(dòng)通信大會(huì)(MWC2023)上發(fā)布了其最新的5.5G方案,宣稱將在2024年推出5.5G全套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。據(jù)悉,華為已于9月11日率先完成5.5G全部功能測(cè)試。近日,華為又全面完成5.5G技術(shù)性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,華為在多項(xiàng)5.5G上下行超寬帶技術(shù)上取得重大性能突破,并且首次將端到端跨層協(xié)同技術(shù)應(yīng)用在5.5G寬帶實(shí)時(shí)交互上,在容量和時(shí)延方面實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵進(jìn)展。
據(jù)華為介紹,在Sub-6GHz和毫米波頻段載波聚合方面,通過低頻FR1 1CC和高頻FR2 4CC聚合,實(shí)現(xiàn)5CC載波聚合的超大帶寬驗(yàn)證,小區(qū)下行容量高達(dá)27.5Gpbs以上,單用戶下行峰值速率高達(dá)13.4Gbps以上,單用戶上行峰值速率高達(dá)4.6Gbps以上。
雖然華為全球首發(fā)5.5G,但全球首款5.5G芯片,卻是高通近期推出的基帶芯片——驍龍X75。這款基帶芯片是高通的第六代產(chǎn)品,也是全球第一個(gè)采用5G Advanced-ready架構(gòu)的產(chǎn)品。其不僅在速率、時(shí)延、連接規(guī)模上有所突破,更在能耗方面全面超越了現(xiàn)有5G技術(shù)。可以說,高通已經(jīng)為5.5G技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
而從5G到5.5G的技術(shù)轉(zhuǎn)變中,高通也展現(xiàn)了其在全球通信技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。事實(shí)上,自從第一代移動(dòng)通信技術(shù)出現(xiàn)以來,高通便一直站在行業(yè)前沿,與全球各大通信企業(yè)展開激烈的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。如今,當(dāng)我們進(jìn)入5.5G時(shí)代,高通依然牢牢占據(jù)著技術(shù)制高點(diǎn)。
面對(duì)通信技術(shù)進(jìn)一步迭代,同樣是ICT巨頭的中興通訊與運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng)在5.5G技術(shù)上也做出大動(dòng)作。中興通訊面向5G-A/6G的通算一體架構(gòu)演進(jìn),展示了面向to C、to B和to V全維度5G-A應(yīng)用。而中國(guó)移動(dòng)方面則表示,接下來將開展通感一體、無源物聯(lián)等5G-A技術(shù)試點(diǎn)。
短短數(shù)日,前有華為、高通,后有中興通訊、中國(guó)移動(dòng),接連釋放關(guān)于5.5G的重大進(jìn)展??梢姡?.5G時(shí)代已拉開帷幕,5G的發(fā)展顯然已經(jīng)進(jìn)入了“下半場(chǎng)”,未來只會(huì)有更多運(yùn)營(yíng)商加入5.5G的建設(shè)隊(duì)列,推動(dòng)5.5G商用部署的平滑演進(jìn)。
事實(shí)上,雖然目前5.5G的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展仍在初期,多環(huán)節(jié)成熟度仍較低,但已出現(xiàn)了一些杰出的商用案例。日前,第19屆亞運(yùn)會(huì)在杭州盛大開幕,針對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)的大規(guī)模通信需求,運(yùn)營(yíng)商已將5.5G“黑科技”運(yùn)用其中。在浙江移動(dòng)的辦公樓前,佇立著全球首個(gè)5.5G基站。從浙江移動(dòng)公司出發(fā),歷經(jīng)博奧隧道-觀瀾路-豐北路-平瀾路,浙江移動(dòng)與華為聯(lián)手打造了這條5.5G萬兆網(wǎng)絡(luò)路線。通過在觀瀾路上建設(shè)了13個(gè)5.5G站點(diǎn),浙江移動(dòng)率先實(shí)現(xiàn)了萬兆網(wǎng)絡(luò)的部署,路上的無線網(wǎng)絡(luò)峰值速率超過10Gbps,移動(dòng)狀態(tài)下速率超過5Gbps,相比于5G提升了10倍。
此外,圓通物流聯(lián)合浙江移動(dòng)、華為和上海坤銳電子,采用5.5G無源物聯(lián)技術(shù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程自動(dòng)巡檢和物流車輛實(shí)時(shí)調(diào)度管理。經(jīng)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,通過5.5G網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)巡檢,可以在分鐘級(jí)別實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)物流車電池表面的溫度等數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)不僅能以分鐘級(jí)的頻次上報(bào),還可以直接呈現(xiàn)在大屏幕上,供工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
中國(guó)電信也攜手中興通訊推出業(yè)界首創(chuàng)的5G-A算網(wǎng)一體游牧式基站解決方案。實(shí)測(cè)結(jié)果顯示,該方案為超高清淺壓縮編碼實(shí)時(shí)制作技術(shù)提供大容量、高可靠、低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)底層能力,同時(shí)滿足4K視頻1:8(8K視頻1:32)淺壓縮大上行業(yè)務(wù)以及低時(shí)延虛擬同框業(yè)務(wù)需求,實(shí)測(cè)上行速率超過2Gbps,下行速率超萬兆,網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延低于4ms,保證了長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定傳輸。
顯然,5.5G的商業(yè)化應(yīng)用已是大勢(shì)所趨,有了目前的“先行者”,其余運(yùn)營(yíng)商加入5.5G會(huì)越來越積極。推動(dòng)5G持續(xù)演進(jìn),將5.5G帶入現(xiàn)實(shí),既是通信產(chǎn)業(yè)兌現(xiàn)5G商業(yè)價(jià)值的“主線任務(wù)”,也是提前驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)能力,通向未來6G時(shí)代的必由之路。
?04、5.5G商用部署面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
誠(chéng)然,5.5G很快將不再是未來。隨著華為宣布2024年將推出面向商用的端到端5.5G全套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,5.5G標(biāo)準(zhǔn)的R18將解凍,我們可以大膽預(yù)計(jì)2024年將成為5.5G商用元年。5.5G商用將為通信領(lǐng)域、終端領(lǐng)域等上下游帶來更多的商機(jī)和機(jī)遇,將帶動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商、應(yīng)用開發(fā)商等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈迎來蓬勃發(fā)展。
然而,從歷史規(guī)律來看,通信技術(shù)的演進(jìn)不可能一帆風(fēng)順。盡管技術(shù)前期看起來很美好,但是5.5G的商用和推廣面臨著不少的問題。
首先,對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來說,升級(jí)5.5G毫無疑問壓力是巨大的,其中首要壓力來自成本壓力。由于5G已經(jīng)商用多年,比如中國(guó)5G是在2019年開啟商用的,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)趨向成熟。目前階段5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)開支已經(jīng)開始縮減,例如在2022年,中國(guó)移動(dòng)預(yù)計(jì)資本開支1852億元,其中5G相關(guān)資本開支約1100億元,同比下降3.5%;中國(guó)電信2022年資本開支為930億元,其中5G網(wǎng)絡(luò)投資340億元,同比下降約10.5%。在運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開始縮減開支的情況下,5.5G帶來的新一輪開支增加顯然與大部分運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展規(guī)劃不符。
此外,今年3月初,華為無線產(chǎn)品線總裁曹明曾表示,移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今,許多運(yùn)營(yíng)商都出現(xiàn)“四世同堂”的局面。也就是說,從2G到5G有七八個(gè)頻段,包括低頻、中頻、高頻中的多個(gè)頻段,再加上不同制式,在一張網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)維的成本很高。
綜上所述,5.5G的投資和商用都十分有必要,但其成本壓力也不容忽視。如何解決成本問題,持續(xù)推進(jìn)5.5G的商業(yè)部署,是各大運(yùn)營(yíng)商亟需解決的難題,也是5.5G商用進(jìn)程中最大的考驗(yàn)。
總而言之,5.5G的發(fā)展還處在機(jī)會(huì)與壓力并列,抵觸與期待共存的發(fā)展初期。但無可否認(rèn),5.5G時(shí)代的到來必將打破傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展瓶頸,推動(dòng)各類前沿科技的蓬勃發(fā)展,深層次地改變我們的日常生活,5.5G的商用部署已經(jīng)時(shí)不我待。但是,5.5G也僅僅是通信技術(shù)發(fā)展道路上的一個(gè)節(jié)點(diǎn),能否實(shí)現(xiàn)5G到5.5G、5.5G到6G的平滑過渡,未來通信領(lǐng)域的發(fā)展又將走向何方,仍需要我們不斷地創(chuàng)新和探索。