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5G-Advanced新生长,新范式

发布时间:2021-11-25  作者:王欣晖 中兴通讯副总裁  阅读量:

5G-Advanced是5G的持续创新,是在5G所提出的eMBB、URLLC、mMTC等三大典型运用场景基础上,基于全球5G商用部署和赋能垂直行业的实践,以聚焦问题、创造价值为核心,秉承“找差距,应需求,增价值”的新生长范式进行的演进。

中国5G商用两年来,在国家“新基建”战略的推动下,在产业界各方共同努力下,5G网络在建设速度和规模上都取得了全球瞩目的成绩。截至2021年10月中旬,我国建成5G基站115.9万个,占全球的70%以上,5G终端连接数达4.5亿,占全球80%以上。在5G应用创新方面,为了推动经济社会数字化、网络化、智能化转型升级,打造5G创新应用体系,工业和信息化部会同九部委联合发布的“5G应用扬帆行动计划”,面向信息消费、实体经济、民生服务三大领域,重点推进5G在工业互联网、车联网、物流、港口、采矿、电力等15个行业的深度应用,加快重点行业数字化转型进程。

与此同时,5G通信标准也在不断迭代演进。3GPP在2019年发布第一个5G NR标准版本(Rel-15)后,陆续推出了Rel-16/Rel-17两个版本,在优化eMBB等传统业务的同时也对垂直行业的应用和支撑进行了一定的探索。随着今年5G-Advanced演进路线的正式确定,全球5G技术和标准发展将从Rel-18开始进入新历史阶段。

5G-Advanced是5G的持续创新,是在5G所提出的eMBB、URLLC、mMTC等三大典型运用场景基础上,基于全球5G商用部署和赋能垂直行业的实践,以聚焦问题、创造价值为核心,秉承“找差距,应需求,增价值”的新生长范式进行的演进。5G-Advanced将打破eMBB、URLLC、mMTC单一业务模型的局限,进行跨场景多维度融合,通过构建频谱效率、原生AI、上行增强、聚焦行业、智能管理及绿色低碳等6大核心支柱,达到能力增强(Enhancement)、边界延伸(Extension)和效率提升(Efficiency)的最终目标 (见图1)。

 

          图1  5G-Advanced新生长,新范式

性能增强(Enhancement)

 

考虑到未来在强沉浸、强交互、强控制等领域的场景和性能要求,5G-Advanced阶段将针对价值场景所要求的网络性能做针对性的提升,其中上行将是增强的重点。

传统通信系统中的下行业务需求创造了庞大的移动互联网产业经济,但随着全行业的数字化转型加速,以及以机器视觉为代表的人工智能技术在工业物联网中的大规模应用,上行业务的需求开始逐渐爆发。在5G-Advanced阶段,UL MIMO将得到进一步的增强,更多的天线数、层数,更高阶的调制模式,更先进的波束管理机制及频谱聚合技术等将成为上行速率提升的关键。同时,多UE聚合技术(UE aggregation)为性能持续增强提供了另一种可能性。通过sidelink等近距离通信技术将属于同一用户的多个UE进行聚合传输可以有效打破当前单UE的功率限制,提高用户综合体验速率。

作为性能增强的重要驱动力,AI在5G-Advanced演进中也将起到关键作用。5G-Advanced系统将是内生AI的系统,AI的理念将在标准制定阶段就融入到整个系统设计中,在核心网、接入网、物理层等各个层面为网络注智赋能。在接入网层面,3GPP将在网络节能、移动性增强及负荷预测等领域率先引入基于AI的增强,同时继续探索其他AI使用场景。在物理层方面,3GPP将先聚焦AI在波束赋型管理、参考信号压缩、定位增强等方向上的运用,研究相应的系统模型及评估方法。

 

边界延伸(Extension)

 

面对来自各行各业的爆发式需求,5G的应用边界将一步扩展。在5G第一阶段中,3GPP已经完成了对eMBB、URLLC、mMTC等典型业务的支持。为了扩展5G的运用场景,考虑到可穿戴设备、工业传感器等应用需求,3GPP在Rel-17引入了REDCAP终端,通过削减UE能力来降低成本,以适配不同的行业需求。

在5G-Advanced阶段,3GPP将进一步聚焦来自行业用户的新场景、新需求,进一步延伸5G的运用边界。其中,面向工业物联网的Compact URLLC是研究的重点之一,在实现更低的成本、更长的待机时间的同时,考虑对延迟、吞吐量以及定位等指标的进一步提高。在降低成本方面,REDCAP技术将继续演进以支持更小的带宽(如 5MHz),并且在降低成本的同时综合考虑用户对时延、吞吐量的复合型需求。同时,为了延长待机时间,3GPP将对Low power WUS等新节能技术进行进一步的研究和探索。此外,考虑到定位在工业自动化、物流等行业的明确需求,5G-Advanced阶段将对定位做进一步增强,引入基于sidelink的定位技术,并针对低功耗高精度定位等物联网中的实际需求进行定向优化。

 

效率提升(Efficiency)

 

在应用边界不断扩展、性能不断增强的同时,效率提升对5G-Advanced的成功也至关重要,而能源效率、运维效率和频谱效率将是关注的重点。

能源效率方面,核心是网络节能技术、高制成芯片及低碳实践。5G-Advanced阶段,3GPP将开展基站功耗模型的研究,并针对能耗痛点进行有针对性的优化以提高网络综合能效。

频谱效率方面,全双工(duplex)将是5G-Advanced阶段的研究重点。同时Smart Repeater、RIS等新技术的引进也将进一步提高频段的使用效率。此外,针对运营商拥有众多频谱资源的现状,CA/DC等技术也将持续演进,进一步提高多频谱聚合的效率。

运维效率方面,基于AI算法、大数据智能分析打造的全透明的zero-touch自主运维系统将是网络演进的必然发展方向。 通过意图网络、智能编排、弹性网络等技术,自主运维系统能够在满足来自不同垂直行业的多样化客户需求的同时,显著提高运维效率、降低运营支出。

 

    以5G为首的“新基建”已成为助力行业数智化转型,推动我国数字经济高质量发展的关键力量。而5G-Advacned代表着新的突破与革新,是对5G能力的锻强补弱,更是对6G的承上启下。毫无疑问,5G-Advanced的持续演进和成功应用是6G研究的基础和先决条件。中兴通讯作为行业的赋能者、创新业务的实践者和生态建设的贡献者,愿意聆听各方声音,梳理和聚焦典型场景,识别和推动新技术方向的快速演进和落地;将以 “网、云、数、智”技术为基座,构筑服务于数字经济人类命运共同体的能力,帮助合作伙伴在产业升级上加速前进。

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