2G、3G、4G、5G的“G”是什么意思?Generation,是对移动通信技术的一种命名方式,更是标志着一个时代的到来,从发展来看,无线通信网络基本每十年进行一次更新迭代。随着2019年第一个5G NR标准版本(Rel- 15)的发布到2022年6月9日的3GPP TSG第96次会议上,5G Rel-17标准宣布冻结,不但标志着5G技术演进第一阶段圆满结束,更意味着5G第二个演进版本标准正式完成,至此,5G发展正式进入下半场。
在2021年4月举行的3GPP PCG#46-e会议上,业界一致同意将Rel-18及其之后版本命名为“5G-Advanced”,圈里人也称作“5.5G”。按3GPP后续工作计划,R18版本将在2023年底冻结第三阶段,预计最早将在2024年开始商用部署。
5G-Advanced是5G向6G演进的中间阶段,起着承前启后的作用,既为5G后续发展定义新的目标和新的能力,又对未来6G的发展有重要影响。作为5G和6G之间的演进技术,相比5G第一阶段,国际电信联盟(ITU)在定义的5G三大标准场景eMBB、mMTC、uRLLC基础上,对5G-Advanced新增三大新场景——UCBC(上行超宽带)、RTBC(宽带实时交互)和 HCS(通信感知融合),传输速度更快、时延更低、感知精度更高,5G时代的重大变革,真正迎来了爆发节点。
【从X50到X75,一步领先,步步领先】
“全球首发”的名号,高通已经不是第一次了。
早在2016年,高通就发布了全球首款5G调制解调器——骁龙X50,它的出现帮助当时的OEM厂商能更早地打造5G移动终端,并协助运营商开展实验室测试、外场试验和早期网络部署。
目前,5G市场逐渐成熟,根据工信部数据,目前我国累计建成开通5G基站293.7万个,5G移动电话用户达6.76亿户,移动物联网终端用户超过21.2亿。赋能实体经济转型升级。5G应用已经融入60个国民经济大类,加速向工业、医疗、教育、交通等重点领域拓展深化,应用案例数累计超5万个。
随着5G标准的不断完善,高通凭借着从骁龙X50 5G调制解调器到X70 5G调制解调器,在全球蜂窝基带芯片市场中获得了亮眼的成绩。根据半导体研究机构TechInsights最新发布的数据报告指出,高通在2022年以61%的收入份额领先基带芯片市场,尤其是在高端市场仍占优势。
作为全球领先的无线通信技术供应商,高通对5G-Advanced有着丰富的技术储备与产业预判。2023年2月15日,高通推出全球首个5G Advanced-ready调制解调器及射频系统——骁龙X75和X72。
其中骁龙X75引入全新架构、全新软件套件和多项全球首创特性,并具备以下特性:
• 全球首个面向毫米波频段的十载波聚合、全球首个Sub-6GHz频段下行五载波聚合和FDD上行MIMO,从而支持卓越的频谱聚合和容量。
• 面向毫米波和Sub-6GHz频段的融合射频收发器,搭配全新第五代高通QTM565毫米波天线模组,能够降低成本、电路板复杂性和功耗,并减少硬件占板面积。
• 高通先进调制解调器及射频软件套件(Qualcomm Advanced Modem-RF Software Suite)进一步提升了用户场景(包括电梯、地铁、机场、停车场和游戏等)的持续性能表现。
• 基于AI的传感器辅助毫米波波束管理实现出色的连接可靠性,并提升AI增强的定位精度。
• 第四代高通5G PowerSave和高通射频能效套件(Qualcomm RF Power Efficiency Suite)能够延长电池续航。
• 第二代高通DSDA支持在两张SIM卡上同时使用5G/4G双数据连接。
• 第四代高通Smart Transmit能助力快速、可靠、远距离的上传,目前也已包含对Snapdragon Satellite的支持。
更重要的是,骁龙X75不仅应用于智能手机,还能帮助OEM厂商在移动宽带、汽车、计算、工业物联网、固定无线接入(FWA)和5G企业专网等跨细分领域打造新一代体验。据悉,骁龙X75目前正在出样,商用终端预计将于2023年下半年发布。
在产品发布后,高通还在持续不断对其进行技术升级迭代。比如就在刚刚过去的8月9日,高通又进一步宣布,基于TDD频段的四载波聚合(CA)以及1024QAM在内的先进5G特性,骁龙X75 5G调制解调器及射频系统在Sub-6GHz频段实现了高达7.5Gbps的下行传输速度,创造了Sub-6GHz频段全球最快的5G传输速度纪录。
【人工智能是5G Advanced的核心技术之一,5G+AI将诞生革命性的技术突破】
2023世界电信和信息社会日大会上,高通中国区研发负责人徐晧发表“新一轮5G创新蓄势待发 激发数字经济新活力”的主题演讲。并表示,为支持 5G Advanced,高通已经做了不少研发工作,不仅通过 AI 赋能端到端的通信,还扩展至全新频段,使用超大规模 MIMO 支持 7GHz 到 16GHz 的广域网络覆盖,进行蜂窝空口方面的创新。
毫无疑问,以“ChatGPT” 为代表的生成式AI正在颠覆我们的工作与生活,借助人工智能已经涌现出各种各样的全新企业级和消费级应用案例,给未来带来超越想象的功能。
作为终端侧AI领导者,如果要追溯高通应用AI技术的起始点,甚至能追溯到15年前。2023年第二季度,领先的市场调研公司TechInsights预测,高通技术公司将以超过40%的市场份额保持AI智能手机处理器出货量的领导地位。
实际上,早在“ChatGPT”之前,人们就已经对AI应用于5G领域,作出了规划。在Rel-17的立项讨论阶段,最终,3GPP选择了网络节能、负荷均衡、移动性优化在内的3个最热门的场景开展研究工作,并定义了AI的生命周期,包含4个重要的功能模块:数据收集、模型训练、模型推理,以及决策执行。
在2021年,高通发布的骁龙X65 5G调制解调器及射频系统就首次将AI能力纳入其功能版图,拥有全球首创的AI天线调谐技术,为蜂窝技术性能和能效带来重大提升。例如,与前代技术相比,通过AI实现对手部握持终端侦测准确率30%的提升。这一提升可以带来增强的天线调谐功能,从而提高数据传输速度,改善覆盖范围,延长电池续航。2022年发布的骁龙X70又通过高通5G AI套件的加入,实现了包括AI辅助信道状态反馈和动态优化、全球首个AI辅助毫米波波束管理、AI辅助网络选择以及AI辅助自适应天线调谐等特性。
算法管理的波束可以智能化地对不确定的环境进行预测,优化毫米波聚焦方向,实现更好的网络覆盖与稳定性。AI还可以辅助网络选择,多频率和不同网络制式的环境下,AI对网络模式进行智能识别并检测不同连接的状态,从而有效规避网络切换时出现的掉线和断网风险;AI辅助天线调谐,通过智能侦测握持终端的情况,实时动态调谐天线,完全避免死亡之握。
借助AI技术来解决比如信道估计和反馈、毫米波的波束跟踪和预测、无线定位和感知等在无线通信中会遇到的一些传统问题。这些领域,高通借助最前沿的AI技术可以给传统的通信技术带来升级和革新。
可以说,凭借骁龙X70 5G调制解调器及射频系统,高通进一步开创了5G网络的AI时代,在整个移动通讯史上都有着革命性的重要意义。
在此基础上,骁龙X75是首个采用专用硬件张量加速器(第二代高通5G AI处理器)的调制解调器及射频系统。第二代高通5G AI处理器的AI性能提升至第一代的2.5倍以上,同时引入了第二代高通5G AI套件,具备AI赋能的全新优化特性,实现更高的连接速度、移动性、链路稳健性和定位精度以及更广的网络覆盖。
除此之外,2023 MWC展会期间,高通还展示了首次在安卓手机上部署超过10亿参数的“Stable Diffusion” (目前最火的AI绘画工具之一)生成式AI模型,基于文本提示,在15秒内生成一张图像,时延也能媲美云端。
徐晧认为,随着5G加速扩展,AI处理正不断向边缘侧扩展。未来的人工智能将会是混合AI架构,AI会在云端、边缘云和终端侧协同运行,使整个系统中的计算和处理能力以最有效的方式重新分布,开启智能网联边缘的规模化变革。
将AI的理念融入到整个系统设计之中,使网络更智能、更灵活地按需提供强大的功能。可以预见,面对当前AI技术取得重大突破,业界会全方位探索“5G+AI”的标准化工作,未来AI与5G-Advanced融合发展,相信会有大量的“AI +通信”案例出现,将对智能终端和AI应用发展带来非常深远的影响。高通技术公司部署的边缘侧终端规模十分庞大,搭载骁龙和高通平台的已上市用户终端数量已达到数十亿台,而且每年有数亿台的新终端还在进入市场。手握骁龙X75且拥有大量合作伙伴的高通,无疑又一次掌握了主动权。
【布局RedCap,助力5G终端轻装上阵】
RedCap全称为Reduced Capability(降低能力),也被称作NR-Light。5G RedCap是3GPP在5G NR Release 17中引入的全新类别,其性能低于5G eMBB终端能够支持千兆级的上下行吞吐量,而高于LTE Cat-1bis、LTE Cat-4。可以说它继承低时延、大上行、高可靠、网络切片等5G原生能力,是5G迈向新阶段的一个重要组成。
除骁龙 X75外,2023年2月8日,高通推出全球首个5G NR-Light 骁龙 X35 5G调制解调器及射频系统。5G NR-Light主要用于包括入门级工业物联网终端、面向大众市场的固定无线接入CPE,以及第一代5G消费级物联网终端,如支持云连接的眼镜和顶级可穿戴设备等。凭借更低成本、更低复杂度、更低功耗和更紧凑的尺寸,5G NR-Light为更多低造价物联网终端接入5G网络打下坚实基础,填补了高速连接的移动宽带终端与极低带宽的NB-IoT终端之间的空白。
目前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。高通还在5G dvanced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。未来XR(Extended Reality)将成为网络承载的业务主体,不但XR的清晰度将从8K向16K/32K甚至更高升级,XR业务对网络容量、时延、带宽等SLA保障将提出更高的要求。骁龙X35的出现给XR带来了全新的用户体验,支持包括 Sub-6GHz、FDD和 TDD在内的几乎所有频段,从而满足不同市场的需求。
【从5G Advanced到6G还有多远?】
5G发展了4年多,取得的成绩举世瞩目,但目前的5G仍有前进的空间,可以预计,搭载骁龙X75的新一代智能终端在明年将会接踵而至,此前的5G未能解决的问题将在5G Advanced上得到改进,5G Advanced将在速率、时延、连接规模和能耗方面全面超越现有5G,实现下行万兆和上行千兆的峰值速率、毫秒级时延和低成本千亿物联。但是,从5G Advanced到6G还有多远?何时落地?
无线网络标准的演进是一个循序渐进的过程,从标准演进和产业化的角度来看,3GPP第一个6G版本预计会在2030年左右出现,在这之前还有3到4个版本的演进聚焦于5G增强技术,将致力于5G网络潜力的进一步挖掘,以提供更为极致的通信体验。
5G-Advanced作为5G第二个阶段的演进,是「承上」的发展新阶段,在接下来的3-5年中,基于5G Advanced的优秀体验,6G时代也离我们越来越近,连同混合AI技术,将在各行各业为用户带来全新的体验。从客观演进来看,5G Advanced还有着「启下」的作用,可以看作是6G的预备役,一方面可以维持产业繁荣,另一方面可以缩小与6G愿景之间的差距。
2022年12月,高通公司概述了其在“2030年及以后”部署6G技术的目标,其他组织也在努力实现这一目标。高通工程高级副总裁John Smee也曾说过,将R18、R19和R20的下一阶段视为“5G Advanced”时代,最终在2030年左右将会实现6G。
面对未来6G全新的发展方向,徐晧表示“我们会考虑需要的运算和AI的技术,以及系统的可靠性,通信感知一体化及绿色网络,这些都是我们现在所考虑的全新的6G发展方向。”针对6G技术的这些标准和畅想,“希望从5G Advanced到6G的演进过程中,能够有更多机会同合作伙伴共同推动技术向前一步。”
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