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文/黄海峰
一年一度移动通信产业盛会MWC2023即将在巴塞罗那召开。过去几年,5G是MWC绝对主角,受到全球产业高度关注。如今5G已经走向规模商用发展期,全球运营商已部署了超300万个基站,发展超10亿5G用户,用5G赋能制造、能源、交通、医疗、矿山等多个垂直行业。
那今年MWC什么移动技术将成为热门话题?我们认为非5G-Advanced莫属(简称5G-A)。
据悉,在MWC23上,GSMA将举办5G-A峰会,携手全球产业组建Community,多家运营商与设备商将展示研究成果。而在MWC23期间,全球最权威的移动通信国际标准组织3GPP在希腊举办标准会议,细化制定5G-A首个协议版本R18。
5G-A有什么优势,如此受热捧?5G商用三年取得突出成绩,如今越来越多的垂直行业场景,呼唤更强大的5G。5G-A要将5G的带宽速度提升10倍、时延降低10倍、连接密度提升10倍,引入AI等技术,实现更高效、更节能的网络服务,使多个ToC、ToB场景创新业务真正规模发展。
2021年12月,3GPP在R18标准中立项了5G-A课题。经过一年多努力,5G-A已经全面进入标准协议制定阶段。众人拾柴火焰高。5G-A进一步发展,还需要全球产业各方齐心协力,尽快共同制定标准协议,加速5G-A迈向商用阶段。
所以在MWC23举办前夕,我们有必要梳理5G-A的标准发展、商用节奏,紧扣移动通信未来5-10年脉搏,凝聚协作发展共识。
为此,笔者近期对话了中国移动研究院无线与终端技术研究所副所长,3GPP RAN全会副主席胡南。
5G-A标准制定全面推进,2023年将有重要进展
从3G、4G到5G,每一个代际技术,都会历经十年之久的演进和增强,来支持日益增长的商业和产业需求。产业发展,标准先行。随着3GPP R16引入URLLC增强,R17引入RedCap,5G标准实现了对ITU对5G三大目标场景的支持,如今在业务驱动下不断增强。
具体而言,当前5G不断有新的业务需求涌现,驱动5G能力提升,持续演进。比如AR/ VR业务获得长足发展,亟须5G提供更高的沉浸式体验;行业应用日趋多样化,机器视觉、工业互联都要求更高的5G上行吞吐率;价值场景不断推陈出新,使能通信网络更好地感知和理解物理世界,使能通信网络发展物联网的下一个时代,都成为5G保持长期生命力的新命题。
“5G是一场长跑,必须要经历不断地演进和增强,才能够迸发出强大的生命力。”胡南表示,5G演进技术需要更加普及化、绿色低碳化、高效智能化,5G演进将主要实现三个目标。第一是卓越网络,通过5G赋能千行百业,并实现无处不在的卓越性能。第二是智生智简,实现网络智能化、能力开放化,降低5G建设、运维成本,匹配各行各业多样化需求,加速5G在各行业的普及渗透。第三个是低碳高效,提升5G设备、站点和网络能效,通过5G赋能全产业链低碳节能,助力社会实现双碳目标。
对此,2021年4月,3GPP正式定义了5G演进技术的名称,确定5G-Advanced为5G标准后续演进的名称,简称5G-A。2021年6月,3GPP召开了R18专题研讨会,来自全球的各大运营商、设备商、终端厂商、芯片厂商、行业组织等60多家公司,向3GPP提交了500多篇R18版本立项提案;2021年12月,3GPP在R18标准中分别在RAN和SA全会立项28个5G-A课题,包含MC-CJT、ELAA-MM、毫米波增强、绿色节能、MBSC、FSA、XR Layered QoS、LPHAP、端到端确定性、Redcap增强等,标志着5G-Advanced技术研究和标准化将进入实际性阶段。
其实,产业很早在研究5G演进技术,但也经历了与产业不断磨合的过程。以XR跨层融通关键技术为例,中国移动在5G研究初期就联合华为、阿里进行了增强层间交互对业务性能提升的验证。当时的结果表明,引入跨层优化好处大。但早期由于业务需求与网络能力之间的矛盾并没有特别凸显,因此对于跨层优化的研究并没有得到业界的广泛关注。
之后,5G XR等浸入式业务的渗透率不断提高,对5G时延和容量的要求更加苛刻,而现有5G网络和业务的独立优化,都不足以满足用户对业务体验的要求。所以,XR的跨层融通在5G-A中的研究就成为必然,也自然会成为推广并提升XR等浸入式业务的重要手段之一。
作为定义5G-A的首个标准版本,3GPP R18考虑了不同行业的多样化需求,也兼顾不同国家和地区的诉求。据了解,尽管过去两年,有不少不确定因素影响,但3GPP仍在稳步推进5G-A标准的制定。
据悉,在5G-A首个版本标准制定中,中国移动将推动一些关键技术的引入,继续为5G-A技术的活力和竞争力作出应有的贡献。
展望2023年,5G-A标准的首版本3GPP R18,将会完成stage3功能冻结。2024年上半年,3GPP R18 ASN.1正式冻结。对此,中国移动专家胡南表示,这意味着5G-A将开始转向产业推进的新阶段,消费者和行业用户将深切感受到5G-A带来的网络能力的升级、丰富的业务类型以及催生的新业态、新服务。
在未来的R19和R20版本标准规范制定中,人工智能、全双工、绿色节能网络、XR、针对可穿戴设备等的5G物联网、5G卫星通信、5G车联网和直连通信,以及智能终端的增强型宽带业务增强,都会持续演进。
5G-A能力持续提升,使能大量行业新场景
5G-A标准推进同时,5G-A无线接入网和系统架构能力也同步推进,为许多场景的应用提供了有力支持。
2021年12月,历经半年、上百家公司共同研讨,首批面向无线接入网及系统架构方向的5G-A项目获得通过。我们仔细研究这些项目发现, 5G-A覆盖了移动通信在各个领域的持续演进,多维度兼顾各方的考量。
一是传统通信业务和垂直行业的拓展;二是现网痛点和革新技术;三是网络和终端的同步演进;四是新需求、新场景和新能力的拓展,包括更大容量、更广覆盖、更好体验的eMBB服务升级,上行体验容量提升拓展5G-Advanced网络能力,提升XR业务支持能力,构筑虚拟与现实桥梁,车联及高精度定位扩展垂直行业新应用,5G一张网络融合低成本低功耗物联,多频谱灵活高效使用,低碳高效绿色网络,人工智能开启5G新领域等多个领域。
对每个运营商而言,频谱都是稀缺资源。在频谱方面,5G-A在频谱拓展和优化频谱使用方面双管齐下,以进一步释放5G潜能。
2022年12月,3GPP对5G-A的多个研究项目,包括XR、高精度定位、基站节能等都顺利完成。3GPP RAN4 SUL频段也实现支持更多频段组合,能进一步使能灵活的SUL网络部署诉求。
以上进展都说明,5G-A演进全面进入标准协议阶段。
同时,通信感知融合、无源物联作为两大5G-A新应用场景,成为3GPP的重点研究项目。具体看这两大5G-A应用场景,既有巨大机会,也有不少挑战。
先看通信感知融合,通过通信网络发送和接收无线信号来获取速度、距离、角度等信息,可以提供高精度定位、检测和追踪、构建环境地图等功能,能帮助人们更为实时地感知世界。
但对于通信感知的结合,我们需要认识到不同频段实现感知的局限性,需要探索采用更多频段来拓展通信感知的应用场景,以增强感知通信结合网络的商用前景。
再看无源物联,开启了蜂窝网支持物联网发展的新时代。随着物联网器件的不断发展,有源物联逐步为无源物联取代,应用广泛,对于物流、能源、零售等行业极具吸引力,未来将开辟千亿连接的新市场。
但无源物联的研究,我们要充分尊重用户的使用习惯,吸收用户的意见,而不是仅仅局限在传统设计理念,避免孤芳自赏,叫好不叫座的市场反应。
无论如何,这些研究项目的成立,对于未来全球移动通信的5G-A应用市场拓展,具有重要意义。
5G-A发展需产业合力,迈入商用阶段
在3GPP讨论5G-A标准的过程中,我们还看到越来越多的公司参与进来。一方面,传统的运营商、设备厂商、终端芯片和模组厂商积极推进5G-A产业链发展。
以中国移动为例,中国移动很早就进行5G演进技术研究,深度参与了标准、系统、应用等多个环节的发展。2021年8月,中国移动就联合伙伴发布“5G-Advanced创新链产业链融合行动计划”;2022年6月,发布《5G-Advanced新能力与产业发展白皮书》。
2022年12月12日,中国移动研究院携手65位产业合作伙伴成功发布了《5G-Advanced “创新链-产业链”双链融合行动计划年鉴(2022年版)》。
该年鉴针对中国移动及产业伙伴在时频统一全双工UDD、通感融合、XR、无源物联等5G-A十大关键技术方面所取得的最新进展进行了介绍,旨在推动5G-A标准,合力加速将“创新链”成果高效快速落实到“产业链”中,并通过产业链的繁荣进一步带动创新链的持续提升。
与此同时,中国移动统筹规划了三期“面向5G-Advanced新技术试验”,分步实施,预计将于2025年完成三期试验目标。中国移动计划以试验验证牵引产业链,以产业链激活技术创新,从而实现创新链和产业链的螺旋式良性融合推进,进一步推进5G可持续发展,助力早日实现5G-A有价值的新技术落地。
另一方面,工业、制造、卫星、媒体等互联网行业的公司,积极地参与到5G-A标准或产业合作中。
比如在国内,大华、中国民航局、海尔衣联网研究院、易现先进科技、坤锐电子、腾讯等,对5G-A大上行、大带宽低时延网络能力,通信感知一体、无源物联、弹性小区等创新技术和应用展开测试验证工作。
我们期待,在MWC23上,全球更多不同产业企业能够开放合作,参与到3GPP的5G-A标准制定、网络建设、商用试点以及产业发展中,一起洞察新场景、新能力要求,凝聚产业力量持续创新,制定一流的国际化标准,共建全球良好的5G-A上台,推动5G-A真正投入商用,融入全球人们的工作与生活中。
对于尽快做好5G-A标准制定、推动5G-A商用,中国移动专家胡南建议,进一步依托“5G-Advanced创新链产业链双链融合行动计划”,全球产业各方携手并肩、融合创新、开放合作,以需求、问题和价值为导向,助力5G-Advanced持续成为数字经济发展的引擎,全力推动社会经济高质量发展的助推剂。
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