高通徐晧分享5G标准最新进展,阐述5G Advanced技术趋势
作者 | 物联网智库2022-06-07

6月6日,在5G发牌三周年之际,中国移动携手行业伙伴举办了“5G-Advanced双链融合产业创新成果发布会”。会上,高通公司中国区研发负责人徐晧发表了主题为“推动5G Advanced技术演进”的演讲,分享了5G Advanced的技术发展趋势,Rel-18和5G Advanced的重要研究方向,以及高通携手合作伙伴持续推动5G Advanced演进所做的工作。以下为演讲全文:

各位中国移动的领导和专家,各位线上的朋友们,大家好,我是高通公司的徐晧,负责高通在中国的研发。今天很高兴能和大家分享5G标准的最新里程碑和进展,以及我们对5G下一阶段发展的技术展望。

在今年的3月下旬,3GPP完成了全球5G标准的第三个版本,也就是Rel-17的功能性冻结。尽管受到疫情影响,3GPP的所有成员还是通过线上讨论的方式完成了5G标准的又一个里程碑。

高通徐晧分享5G标准最新进展,阐述5G Advanced技术趋势

5G标准演进可以分为两个阶段:前三个版本是第一阶段,Rel-17的功能性冻结也代表着5G演进第一阶段的顺利完成;而Rel-18的开始标志着我们进入了5G Advanced的标准制定阶段,第二阶段会包括Rel-18、Rel-19、Rel-20这三个版本。当然在5G Rel-20演进的同时,我们会开始引入6G。

从3G到4G到5G,无线通信标准的发展速度大概是10年一个G。那么从研发的角度,我们也会有一个类似的周期。首先我们会提出一系列的愿景和需求,然后进入创新和研发阶段来探索不同的解决方案,下一步我们会把最优解决方案通过原型机来实现和验证,然后才把成熟的方案提到国际标准。基于国际标准的产品还需要通过和其它厂家互联互通和外场测试,才能保证最后的商用。所以在讨论今后3到5年的技术趋势之前,我们先看看5G的商用现状和5G Advanced的愿景和需求。

在短短2、3年的时间内,5G在全球已经得到了广泛商用。210多家运营商部署了5G网络,2020到2025年的5G手机销量有望超过50亿部,而5G的应用已经远远不止是智能手机。

正如我们这里展示的,5G可以应用在众多的垂直领域,比如车联网、自动驾驶、机械控制、工业制造、能源开发、智慧农业、智慧城市等等。下面我们先简单回顾一下,我们在5G的第一阶段引进了哪些5G技术来支持这些应用,然后再具体阐述5G Advanced的技术趋势。

高通徐晧分享5G标准最新进展,阐述5G Advanced技术趋势

Rel-15是5G未来演进的奠基石。5G的第一个版本构建了一个灵活的系统架构和可扩展的帧结构。这个统一架构可以同时支持中低频(也就是Sub-6GHz)和毫米波频谱。中低频段可以达到好的区域覆盖,而毫米波可以达到极致的峰值速率、更高的网络容量、更低的时延和更高的定位精度。所以毫米波和Sub-6都是5G的核心技术,能够运用于不同的应用场景和需求。此外我们还引入了新的编码技术和更大规模天线来提高频谱效率。

从应用场景来说,Rel-15的重点还是增强型移动宽带技术(例如面向智能手机的应用),而Rel-16和Rel-17最关注的是5G的行业扩展。在Rel-16,我们引入了第一个基于5G的车联网技术、基于5G的定位技术,并进一步完善了超可靠低时延(URLLC)技术标准规范。Rel-16中也引入了免许可频谱技术,进一步解决了频谱资源短缺的问题。针对大家关注的手机能耗问题,从Rel-16开始,3GPP标准规范中也引入了一系列针对节能的优化。

Rel-17基于前两个5G标准版本继续推进行业应用。我们知道5G智能手机和其它高性能终端需要大带宽以及多天线技术的支持,但是像手表等低复杂度终端,不需要支持那么多功能,也不可能安置太多天线,所以Rel-17中引入的NR-Light(RedCap)可以将5G普及到更低复杂度的物联网终端,同时降低这类终端的能耗。

Rel-17引入的另一项重要的全新特性,是非地面通信(NTN),也就是卫星通信。Rel-17还进一步扩展了直连通信功能,支持任意类型的两个终端之间的通信,针对增强覆盖和解决自然灾害下的紧急通信提供了更灵活的解决方案。

Rel-17支持的扩展特性之一是将毫米波频段扩展到了71GHz,Rel-15中定义的毫米波频段实际上只能到52.6GHz。从Rel-17开始,5G进一步扩展至60GHz的免许可频段,可使用的带宽和峰值速率又有了大幅度提升。

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下面我们来看看Rel-18和5G Advanced有哪些重要的研究方向。一方面我们在继续提高端到端的系统性能。除了持续推动前几个版本中引入的MIMO、IAB、移动性能增强以外,我们可以重点关注几个全新的技术领域:第一是人工智能在无线通信上的应用;第二是全双工技术的引入;第三个是绿色节能网络。

另一方面,我们也把5G的应用扩展到更多类型的终端,特别是新推出的、专注于扩展现实的VR/XR眼镜的优化和无人机通信的系统优化。下面我们会具体介绍这些方面的技术细节。

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5G和人工智能都是可以赋能各行各业的通用技术。而人工智能和5G的结合与互相推动更可以催生革命性的技术突破。

一方面我们开始用AI技术来解决无线通信中的一些传统问题,比如信道估计和反馈、毫米波的波束跟踪和预测、无线定位和感知。在这些领域,我们都看到最前沿的AI技术可以给传统的通信技术带来升级和革新。我们也在系统仿真和基于原型机的OTA实验中看到了AI带来的增益。人工智能会是5G Advanced的核心技术之一。

另一方面,我们也会让5G更好地赋能人工智能技术。我们知道人工智能需要大量的数据和运算,基于4G和5G的智能终端和海量物联网产生了大量的数据作为驱动AI的数据源,而5G也可以让无数的终端和云端高速相连,以便有效地运用云端和边缘云的算力来解决AI终端对于低复杂度和低能耗的需求。

全双工技术是另一个全新的5G技术方向。传统通信技术支持频分FDD或者时分TDD系统,如果在同样时间和频段上收发,收到的微弱信号会被完全覆盖于发射端的强劲信号下,所以需要非常复杂的干扰消除技术来实现。在Rel-18中,我们引入的是子带双工模式,比如在TDD的下行时段,用频谱的一部分传上行,这样可以更灵活地分配上下行资源,也可以减少因为上下行切换而产生的时延。这项技术也在高通的OTA测试网络里得到了验证。

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5G可以给XR(扩展现实,包括VR、AR和MR)用户提供全新的用户体验。在产品方面,高通已经推出了两代支持XR的专用芯片,其中XR2可以直接支持眼镜端的5G连接,同时我们也设立了总额为一亿美元的骁龙元宇宙基金来推动产业链的发展。我们在5G Advanced标准中积极推动针对XR的全面优化,包括多用户的调度支持和优化、QoS和时延的保障、数据包重传的优化、节能优化以及用网络编码来提高可靠性和减少时延。

基于5G的定位拥有广阔的应用空间,也是我们在持续推动的一个技术。5G可以解决一些卫星定位无法解决的应用场景,比如室内定位、室外高楼环境等。3GPP Rel-16规范支持3米到10米的精度,在Rel-17精度提高到了0.3m。而在Rel-18和之后的标准中,我们在三个方面考虑进一步升级:基于直连通信的定位、人工智能辅助的定位、以及物联网和可穿戴终端的定位。在定位方面,我们也和中国移动和中兴通讯一起做了5G定位的联合测试。

上面我举了几个Rel-18 5G Advanced的例子,而Rel-18还仅仅是5G Advanced的开始。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,都会在Rel-19和之后的标准规范中持续演进。

高通徐晧分享5G标准最新进展,阐述5G Advanced技术趋势

正如我在介绍每代无线通信技术研发周期时提到的,我们对于主要的技术方向都会有不断的创新和原型机的实现和验证。对于5G Advanced的研究,这里列举了一些我们正在做的实验:领先的MIMO技术和子带双工实验、基于人工智能的毫米波波束跟踪、基于AI的信道反馈增强、绿色节能网络、室内和室外的高精度定位、VR/XR优化和应用演示、通过relay技术来实现广域物联网的覆盖增强、通过车联网和感知技术来提高汽车的安全性,以及用宽带毫米波实现的工业精准定位。

从5G标准的第一阶段到现在告一段落,从面向未来的5G Advanced到6G,5G还有一个长期而明确的技术演进路线。当前5G在全球的大规模商用为5G Advanced奠定了良好的商业基础。随着5G技术的演进,相信我们所期盼的5G支持万物智能互联的愿景终将实现,也相信5G Advanced会催生更多全新的应用、全新的终端形式和全新的使用场景。

5G是一个庞大的系统工程,从研发、标准化、工程设计、产品推出到商用落地,融合了行业很多从业者的努力,我们非常期待和中国的合作伙伴一起共同推动5G Advanced到6G的创新和演进。谢谢大家!

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