自5G商用以來(lái)已近五年,伴隨著技術(shù)的飛速進(jìn)步與應(yīng)用的廣泛拓展,如今,5G-A時(shí)代正悄然而至。作為5G技術(shù)的增強(qiáng)和擴(kuò)展,帶來(lái)下行萬(wàn)兆、上行千兆、千億物聯(lián)、內(nèi)生智能等能力特征,引領(lǐng)前沿領(lǐng)域邁向新階段。
如今,5G-A前沿技術(shù)進(jìn)展幾何?落地情況怎樣?近日,深圳華為 5G-A Park就展示了這些技術(shù)的應(yīng)用效果,讓人們可以親身感受到5G-A為人聯(lián)、物聯(lián)、車聯(lián)等創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景帶來(lái)的新變化。
速度之巔:萬(wàn)兆下行、千兆上行驚艷亮相
5G已經(jīng)進(jìn)入全速發(fā)展期,在多個(gè)領(lǐng)域正深刻改變著我們的生產(chǎn)和生活方式,面向未來(lái)不斷提升的需求,特別是隨著視頻業(yè)務(wù)向云化、強(qiáng)交互式以及超高清的方向發(fā)展,直播、裸眼3D、云游戲等新業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上下行帶寬以及確定性體驗(yàn)提出了新的要求,向5G-A的演進(jìn)正當(dāng)其時(shí)。5G-A基礎(chǔ)體驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)充分利用現(xiàn)有5G網(wǎng)絡(luò)資源,結(jié)合載波聚合和超級(jí)上行等多頻協(xié)同能力,快速吸引搶占高端用戶。
所以,在當(dāng)前3CC成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)。 3CC通過(guò)將3個(gè)或3個(gè)以上的載波聚合起來(lái)獲得更大帶寬,能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜資源的最大化利用。UE配置了載波聚合之后,能夠同時(shí)與多個(gè)小區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā),深度協(xié)同高低頻多載波能力,進(jìn)一步提升用戶感知速率與體驗(yàn)。
因此,3CC可以完成5G-A一階段目標(biāo),即下行達(dá)到5Gbps。實(shí)際應(yīng)用中,3CC體驗(yàn)已經(jīng)得到了廣泛的驗(yàn)證。在多個(gè)城市和地區(qū)的現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試中,VIVO X100、OPPO Find 7等支持TDD 3CC的終端都展現(xiàn)出了近5Gbps的下行單用戶峰值體驗(yàn)。
在深圳華為 5G-A Park,基于5G Advanced網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場(chǎng)還展示了5G Advanced下行萬(wàn)兆、三載波聚合(3CC)、通感一體等技術(shù)演示及驗(yàn)證。
當(dāng)然,解決5G-A萬(wàn)兆下行、千兆上行目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)還在于高代頻的協(xié)同作戰(zhàn)。因此Sub-6G包括和毫米波在內(nèi)的高頻技術(shù)頻段的協(xié)同成為業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)。那么,能不能讓兩者協(xié)同合作,實(shí)現(xiàn)下行萬(wàn)兆、上行千兆的能力呢?在實(shí)際的路測(cè)過(guò)程中,我們針對(duì)一款支持高頻與Sub-6GHz高低頻協(xié)同工作的終端設(shè)備進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)測(cè)速。測(cè)試結(jié)果顯示,該設(shè)備的上行速率可以達(dá)到千兆,下行速率達(dá)到萬(wàn)兆,真正兌現(xiàn)速率承諾。實(shí)踐證明,高頻與Sub-6GHz高低頻協(xié)同在提升網(wǎng)絡(luò)性能方面有著顯著優(yōu)勢(shì),有望成為我國(guó)5G-A時(shí)代擴(kuò)大無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬、提升網(wǎng)絡(luò)速率的關(guān)鍵舉措。
此外,F(xiàn)DD Massive MIMO,即頻分雙工大規(guī)模多輸入多輸出技術(shù),也是5G-A時(shí)代存量頻譜兌現(xiàn)10倍跨代體驗(yàn)提升的關(guān)鍵技術(shù)之一。它通過(guò)多天線技術(shù)和先進(jìn)的FDD全頻段波束賦形技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線信號(hào)的精準(zhǔn)控制和高效利用,大幅提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和傳輸速率。
實(shí)測(cè)中,研究人員在同一位置部署了5G-A FDD Massive MIMO基站與傳統(tǒng)FDD 4T4R基站,并進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。結(jié)果顯示,F(xiàn)DD Massive MIMO在下行覆蓋和上行速率方面均展現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢(shì)。特別是在信號(hào)穿越多重障礙物的嚴(yán)苛環(huán)境下,F(xiàn)DD Massive MIMO仍能保持穩(wěn)定的傳輸速率,可以為高清視頻等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)提供了流暢的用戶體驗(yàn),讓信號(hào)覆蓋無(wú)死角,保證隨時(shí)隨地享受到優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。
三堵墻穿損后的用戶體驗(yàn),左側(cè)為FDD 4T4R網(wǎng)絡(luò),右側(cè)為FDD Massive MIMO網(wǎng)絡(luò)
在上行直播業(yè)務(wù)的演示中,接入FDD Massive MIMO網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)展現(xiàn)了高清流暢的直播效果。與之相對(duì),接入傳統(tǒng)FDD 4T4R網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)則存在明顯的時(shí)延和畫(huà)質(zhì)損失。這一對(duì)比結(jié)果進(jìn)一步凸顯了FDD Massive MIMO在上行速率和穩(wěn)定性上的卓越表現(xiàn),預(yù)示著它在未來(lái)上行直播業(yè)務(wù)發(fā)展中的巨大潛力。
通過(guò)實(shí)測(cè)我們深刻地感受到,在邁向5G-A時(shí)代的進(jìn)程中,F(xiàn)DD Massive MIMO技術(shù)應(yīng)該成為5G-A時(shí)代建網(wǎng)標(biāo)配,用卓越性能為各類新業(yè)務(wù)和新體驗(yàn)提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持。
千億物聯(lián),連接未來(lái):理想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
千億物聯(lián)是5G-A的另一重要特征。從智慧城市的精細(xì)管理到工業(yè)互聯(lián)的智能化生產(chǎn),從智能家居的便捷生活到無(wú)人駕駛的安全出行,物聯(lián)網(wǎng)的觸角正不斷延伸,也亟需迎來(lái)全面升級(jí)。5G-A以其超高速的傳輸能力、超低的延遲和超大的連接規(guī)模,為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。
在5G-A千億物聯(lián)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,RedCap自然必不可少。5G RedCap,也稱5G輕量化,相較于傳統(tǒng)5G,它在保持性能的同時(shí),降低了設(shè)備復(fù)雜度和成本,為大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)部署提供了可行方案。而對(duì)比4G時(shí)代的LTE Cat.4和LTE Cat.1,5G RedCap可以支持更廣泛頻段、網(wǎng)絡(luò)效率更高、具備5G安全能力,而且可與5G網(wǎng)絡(luò)切片、5G專網(wǎng)、5G定位等技術(shù)結(jié)合。更重要的是,它可以填補(bǔ)中檔物聯(lián)空白,使5G具備了一張網(wǎng)絡(luò)適配所有低、中、高檔物聯(lián)應(yīng)用的能力。
在應(yīng)用方面,5G RedCap技術(shù)具備無(wú)需挖溝埋纜、施工周期短、成本低等優(yōu)勢(shì),在電力、工業(yè)等場(chǎng)景中展現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)傳輸和處理能力。特別是在攝像頭領(lǐng)域,RedCap的引入為城市管理、安全監(jiān)控等提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。同時(shí),RedCap技術(shù)還顯著提高了運(yùn)營(yíng)商的5G資源利用率,其高ARPU值使得網(wǎng)絡(luò)變現(xiàn)成為可能,為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了可觀的收入增長(zhǎng)。以深圳為例,RedCap技術(shù)在垃圾分類監(jiān)督中的應(yīng)用取得了顯著成效。通過(guò)RedCap攝像頭替代人工監(jiān)督,不僅大幅降低了成本,還提高了監(jiān)督的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
目前,市場(chǎng)上的5G模組成本約為500元,相較之下,RedCap模組價(jià)格大約在200元左右。據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè),隨著技術(shù)的不斷成熟和規(guī)模化生產(chǎn)的推進(jìn),到2025年,RedCap模組的價(jià)格有望進(jìn)一步降低至60元左右。而在商用化進(jìn)程方面,2023年已有兩款芯片(分別來(lái)自MTK和高通)成功問(wèn)世,并帶動(dòng)了8款模組和30款終端產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用。展望未來(lái),預(yù)計(jì)2024年將會(huì)有更多芯片廠商加入這一市場(chǎng),預(yù)計(jì)將有5款新芯片推出,同時(shí)模組數(shù)量也將增至20款,終端商用產(chǎn)品更是有望達(dá)到100款之多。在千億物聯(lián)的時(shí)代背景下,5G RedCap憑借出色的性能與成本效益,正推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展。
除了RedCap,無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)(Passive Internet of Things,P-IoT)是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在5G-A千億物聯(lián)的推動(dòng)下,P-IoT正成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。P-IoT覆蓋距離可達(dá)100米,是RFID覆蓋10倍以上,從而大大拓寬了應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí),P-IoT能夠自動(dòng)批量掃描多個(gè)標(biāo)簽,而且與NB-IoT相比,PIoT通過(guò)從無(wú)線信號(hào)或光能獲取能量以支撐信號(hào)反射,實(shí)現(xiàn)了真正的低功耗運(yùn)行。
在實(shí)際應(yīng)用中,免電池、免維護(hù)、易部署的P-IoT在工業(yè)制造、物流、能源、醫(yī)療、畜牧、倉(cāng)儲(chǔ)、交通、家居等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。以海爾典型樣板點(diǎn)為例,在上千平米廠區(qū)內(nèi),通過(guò)組網(wǎng)部署P-IoT頭端設(shè)備,就可以實(shí)現(xiàn)批量盤(pán)點(diǎn)移動(dòng)標(biāo)簽的強(qiáng)大能力。同時(shí),P-IoT標(biāo)簽的設(shè)計(jì)靈活多變,能夠根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)生活需求進(jìn)行定制化打造。針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景和特定需求,P-IoT標(biāo)簽可設(shè)計(jì)為陶瓷、塑料、抗金屬、硅膠可水洗等多種樣式,進(jìn)一步拓展P-IoT應(yīng)用場(chǎng)景。
FWA(Fixed Wireless Access),即固定無(wú)線接入技術(shù),是一種利用無(wú)線傳輸實(shí)現(xiàn)從業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)到用戶終端間部分或全部連接的先進(jìn)方案。作為有線寬帶的有力競(jìng)爭(zhēng)者,ABI Research報(bào)告指出,基于5G的FWA能夠提供與光纖相媲美的數(shù)據(jù)傳輸速率。FWA以其無(wú)需線纜敷設(shè)、管道挖掘等優(yōu)勢(shì),迅速部署于各種環(huán)境,滿足日益增長(zhǎng)的連接需求。在中東地區(qū),5G FWA家寬用戶已突破百萬(wàn),相較4G FWA,其ARPU提升了30~80%。而在西歐,5G FWA的應(yīng)用已延伸至SME、房車等多元化場(chǎng)景。隨著技術(shù)的成熟,F(xiàn)WA CPE類型不斷豐富,至2023年底,商用化的FWA CPE產(chǎn)品已近300款,包括華為推出的第一代RedCap CPE及Meig公司制造的傳統(tǒng)形態(tài)CPE,價(jià)格均預(yù)計(jì)在今年降至50美金。
華為在5G FWA方面積極創(chuàng)新,通過(guò)端管協(xié)同技術(shù)精準(zhǔn)識(shí)別視頻業(yè)務(wù),并為其賦予優(yōu)先級(jí)保障。在實(shí)際測(cè)試中,話務(wù)高峰期時(shí),未啟用體驗(yàn)保障的視頻業(yè)務(wù)常現(xiàn)卡頓,而開(kāi)啟該特性后,視頻流暢度大幅提升。此方案不僅提升用戶滿意度,更助力運(yùn)營(yíng)商套餐升級(jí),推動(dòng)FWA技術(shù)的長(zhǎng)期演進(jìn)。
隨著5G技術(shù)的飛速發(fā)展,F(xiàn)WA展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)。它加速了高速互聯(lián)網(wǎng)的推廣,且成本遠(yuǎn)低于光纖工程,為運(yùn)營(yíng)商提供了高效益的選擇。FWA的靈活性使其能夠迅速適應(yīng)不同場(chǎng)景,無(wú)論是城市還是農(nóng)村,都能提供穩(wěn)定、高速的網(wǎng)絡(luò)連接。未來(lái),隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和市場(chǎng)的持續(xù)拓展,F(xiàn)WA的應(yīng)用前景將更加廣闊,為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。
內(nèi)生智能,能效智綠:通信技術(shù)的新突破
隨著5G網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)發(fā)展,業(yè)務(wù)走向多樣性差異化,網(wǎng)絡(luò)走向多頻多制式共存,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需要引入智能,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用,保障toC/toB/toH等海量業(yè)務(wù)的體驗(yàn)。5G網(wǎng)絡(luò)流量還在快速增長(zhǎng),也需要通過(guò)智能化平衡網(wǎng)絡(luò)性能和能耗。內(nèi)生智能的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將具備實(shí)時(shí)感知、建模預(yù)測(cè)、多維決策的能力,以網(wǎng)絡(luò)智優(yōu)實(shí)現(xiàn)資源按需配置,達(dá)到體驗(yàn)與容量最優(yōu),以運(yùn)維智簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)自規(guī)劃自開(kāi)通自排障,以智能綠色實(shí)現(xiàn)性能節(jié)能雙優(yōu),持續(xù)深化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)智能化轉(zhuǎn)型。
其中,華為MetaAAU超級(jí)節(jié)能站點(diǎn)具備內(nèi)生智能優(yōu)勢(shì)。在外場(chǎng)搭建的真實(shí)站點(diǎn)中,我們看到,該站點(diǎn)集成了AAU、BBU和能源部分,其中MetaAAU模塊采用多天線技術(shù),不僅提升上下行覆蓋,更顯著降低了功耗。對(duì)比傳統(tǒng)AAU,新模塊節(jié)能收益高達(dá)30%。
此外,MetaAAU具備極致休眠功能,在負(fù)載降低時(shí)進(jìn)入休眠狀態(tài),剩余功耗小于5W,基于硬件架構(gòu)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)0 Bit 0 Watt的節(jié)能目標(biāo)。這一創(chuàng)新避免了粗暴下電導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)和用戶體驗(yàn)惡化,進(jìn)一步提升了節(jié)能效率,為5G-A網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維是內(nèi)生智能的關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景之一。在實(shí)際展示中,我們可以看到,IntelligentRAN的數(shù)字孿生系統(tǒng)憑借其精準(zhǔn)的建模和仿真能力,能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)物理環(huán)境在數(shù)字空間的精確還原。
該系統(tǒng)綜合考慮用戶、業(yè)務(wù)、設(shè)備、環(huán)境及網(wǎng)絡(luò)等多維度數(shù)據(jù),通過(guò)柵格粒度的信道級(jí)仿真,提供網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)感知。在AR界面中,我們不僅可以直觀查看多徑射線、基站波瓣等無(wú)線信息,而且其仿真數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的高度一致性也充分證明了數(shù)字孿生系統(tǒng)的高精度特性。
更進(jìn)一步地,數(shù)字孿生系統(tǒng)結(jié)合時(shí)空網(wǎng)絡(luò)畫(huà)像技術(shù),展現(xiàn)出強(qiáng)大的仿真預(yù)測(cè)能力。通過(guò)模擬不同時(shí)間段內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化,它能夠預(yù)測(cè)在特定場(chǎng)景下可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn),如餐廳用餐高峰期,可能出現(xiàn)的潮汐話務(wù)變化及其對(duì)用戶體驗(yàn)的影響。基于這些預(yù)測(cè),系統(tǒng)能夠提前生成優(yōu)化策略,并利用馬可尼數(shù)字化天線的方位角調(diào)節(jié)能力,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的快速優(yōu)化,從而提升用戶體驗(yàn)。
此外,數(shù)字孿生系統(tǒng)還具備多目標(biāo)尋優(yōu)的能力,為網(wǎng)絡(luò)管理和優(yōu)化提供了更全面的手段。它可以通過(guò)節(jié)能參數(shù)調(diào)整的多輪迭代仿真,找到最符合客戶意圖的節(jié)能方案,在不同時(shí)間段提供不同的節(jié)能手段實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)與能效的雙優(yōu)。這種靈活多變的優(yōu)化策略,使得數(shù)字孿生系統(tǒng)成為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化領(lǐng)域的重要工具。
“歡迎我們的無(wú)人駕駛車同事”,在 5G-A Park,我們看到了一位智能化的“華為員工”。
據(jù)工作人員介紹,這款用于無(wú)人快遞配送的車輛,配備11個(gè)攝像頭和多個(gè)激光雷達(dá),每月上傳訓(xùn)練數(shù)據(jù)超過(guò)數(shù)百個(gè)G。借助5G-A網(wǎng)絡(luò)的超低時(shí)延和大帶寬能力,實(shí)現(xiàn)AI算法的本地推理和持續(xù)優(yōu)化,遠(yuǎn)程監(jiān)控畫(huà)質(zhì)從480P提升至1080P。20ms的無(wú)線空口時(shí)延能夠大幅降低在緊急情況下遠(yuǎn)程接管的E2E時(shí)延,可靠性高達(dá)99%,讓正常行駛車速得以從10km/h提升至30km/h,大幅提升物流配送效率。
眾所周知,目前我國(guó)的快遞業(yè)務(wù)持續(xù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),據(jù)國(guó)家郵政局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2023年包裹量突破1200億件。因此,僅憑傳統(tǒng)人力配送已難以滿足需求。無(wú)人駕駛車作為運(yùn)力補(bǔ)充,通過(guò)人機(jī)協(xié)同,日配送訂單量可達(dá)500-800單,效率提升顯著。
展望未來(lái),我們有理由相信,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷推廣,無(wú)人駕駛車將成為我們生活中不可或缺的一部分,為我們帶來(lái)更加便捷、高效的物流服務(wù)。它的出現(xiàn)也將為未來(lái)的物流配送方式帶來(lái)深刻的變革。
5G-A時(shí)代,以其卓越的技術(shù)特性和廣泛的應(yīng)用前景,正逐漸揭開(kāi)未來(lái)通信技術(shù)的神秘面紗。深圳華為 5G-A Park的展示,讓我們得以一窺5G-A技術(shù)的風(fēng)采。展望未來(lái),隨著5G-A技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用場(chǎng)景的持續(xù)拓展,它將進(jìn)一步推動(dòng)社會(huì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,助力我們邁向一個(gè)更加智能、高效、互聯(lián)的未來(lái)。