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科普:到底什么是 5.5G?它与 5G 有何不同

2022-06-15 17:00:00 鲜枣课堂 小枣君 编辑:红豆 浏览数:29豆角网

大家好,我是小枣君。前段时间是 6 月 6 日国内 5G 发牌纪念日,加上 6 月 9 日又是 R17 标准冻结,所以行业里特别热闹,活动特别多。这些密集的商业活动,催生了大量的新闻报道,引起了全社会对 5G、5.5G、...

大家好,我是小枣君。前段时间是 6 月 6 日国内 5G 发牌纪念日,加上 6 月 9 日又是 R17 标准冻结,所以行业里特别热闹,活动特别多。这些密集的商业活动,催生了大量的新闻报道,引起了全社会对 5G、5.5G、5G-Advanced、R17、R18 的关注热潮。

对外行人来说,会比较迷茫 —— 什么是 5G-Advanced?什么是 5.5G?为什么不是 6G?5.5G 和 5G,到底有什么不同?… 今天,我就试着用“说人话”的方式,把 5.5G 的来龙去脉给大家唠清楚。

5.5G,大家应该都知道了,其实就是 5G 和 6G 之间的过渡阶段

众所周知,移动通信技术差不多是每十年一代。但是,因为技术发展得实在太快,所以,整数代与整数代之间,技术差异太大。这时,就需要对中间阶段的技术进行一个命名,以显示和前代、后代的区别。

这种玩法,早在 2/3G 时就开始了。GPRS 就曾被称为 2.5G,介于 2G GSM 和 3G UMTS 之间。2G 和 3G 之间,还有个更离谱的 2.75G,也就是 EDGE。

LTE 出现的时候,因为技术指标没有达到 ITU 国际电联对于 4G 的要求,所以也被称为 3.9G。后来,基于 LTE,搞出了 LTE-Advanced,才是真正的 4G。

在 5G 还没诞生之前,行业里也搞过 4.5G、pre5G 这样的叫法,但是时间很短,昙花一现。这次,基于 5G 的演进,人们沿用了以往的习惯,所以命名为 5.5G。其实,5.5G 的本质,就是 5G-Advanced

熟悉通信行业的同学都知道,国际标准组织 3GPP,是通过不停发布 Release(版本),来推动技术演进研究的。每个 Release 包括一堆技术,大家拼命开会,讨论敲定了技术细节,然后投票通过,就算是 Release 的冻结。

这个 Release 呢,差不多是每两年出一个。但是通信网络制式,又是每十年左右出一代。那就意味着,每一个整数代,大约要经历 5-6 个 Release

这次出现 5.5G,其实就是把 R15-R17 作为 5G 标准的第一阶段,而 R18-R20 作为 5G 标准的第二阶段,进行细分。等到 R20 结束后,差不多 6G 就该登场了(2028-2030 年左右)。

所以说,5.5G(5G-Advanced)就是 5G 和 6G 之间的过渡和衔接,大概会持续 5 年以上。

5G-Advanced 被正式确定为 5G 演进的名称,是在 2021 年 4 月。2021 年 12 月,3GPP SA2 全会通过投票,确定了 R18 版本的 28 个研究课题,相当于确定了 5G-Advanced 的第一波关键技术

小枣君掐指一算,R18 冻结应该是在 2023 年的年底,甚至 2024 年的上半年(考虑到疫情的不确定性)。再加上版本冻结后,产业起码要一年时间才能成熟。

所以,等到大家真正见到 5G-Advanced 落地,那也是 2025 年上半年的事。距今还有三年,大家不用太着急。

▲ R18 的时间点规划(图片来自 3GPP)

说完了 5.5G 的时间线,再来具体看看 5.5G 到底有什么新内容。

其实,5.5G 作为过渡,想要有什么颠覆性的变化,那是不可能的。即便是 6G,目前也看不出什么“惊世骇俗”黑科技的影子。

5.5G 的主要使命,有两个:

一是查漏补缺,把 5G 不足的地方修正一下、加强一下。二是新开副本,根据行业的发展变化,蹭一下热点,给 6G 提前踩踩雷。

5G 目前的发展情况,坦率地说,属于有喜有忧,各占一半。

商用三年,钱砸了不少,网络也基本建起来了。160 多万个站,4 亿多的用户,地级市 100% 的覆盖率,成绩可谓亮眼,放眼全球,都是无法超越的存在。

但是,在 C 端用户体验方面,用户并没有反馈明显的感知差异。5G 没有获得所期望的好评,反而还背了 4G 限速的锅。

在 B 端用户这边,5G 目前仍处于落地焦灼状态,虽然行业应用案例达到 2 万以上,但仍以集中资源重点保障的头部用户为主。很多建设资金,也是来自政府投资。说白了,5G 还是“王谢堂前燕”,没有飞入“寻常百姓家”。

5G 的问题涉及到芯片成本、外部宏观环境、企业自身管理等诸多因素,我之前专门说过,今天就不再哔哔了。

5.5G 作为 5G 的技术演进,也无法解决困扰 5G 发展的非技术性问题。所以,它只能选择视而不见,解决技术上的问题,做点能做的事情。

技术上能做的是哪些呢?说白了,还是速度、时延、连接规模、能耗等老一套。在技术指标上继续挖潜,继续挤牙膏。

在 5G 泛在千兆体验、百亿连接的基础上,5.5G 将指标进一步升级,提升为:泛在万兆体验,千亿连接

具体来说,5G-Advanced 将必须实现下行万兆(10Gbps)、上行千兆(1Gbps)的峰值速率,以及毫秒级时延、低成本千亿物联。

为了迎合现在越来越热的定位需求(尤其是室内定位),5G-Advanced 还重点强调了自己将具备更强的终端感知能力,以及高精定位能力。这些能力,意味着 5G 已经不再仅限于连接技术了,超过了通信的范畴。

专家和厂商们为了体现 5.5G 和 5G 的差异,还在 5G 传统场景三角的基础上,又升级了一把,变成了六角。新增的是 UCBC(上行超宽带)、RTBC(宽带实时交互)和 HCS(通信感知融合)。

说实在,除了 HCS 通信感知融合还说得过去之外,UCBC 和 RTBC 实际上应该还是 eMBB(超大带宽)的范畴

我们具体看看 5.5G 的关键技术。

首先看看速率。速率是通信网络的第一指标,也是人们重点关注的对象。

在目前电磁理论没有突破的情况下,5G 所有的速率优势,其实都是频谱带宽换来的。

就跟种田一样,就这么大的一块田,你不管怎么精细照料,用农药化肥、用杂家水稻,它的产量都是有限的。

调制方式已经 256QAM、1024QAM 了,再往上,对信道条件要求太高,对算力算法的消耗也很大。多址复用,信道编码,该用的也都用了,基本逼近了香农极限,实在没有多少提升空间了。

剩下唯一能做的,只能是在频谱上做文章。

要么,搞动态频谱共享,其实就是把已有的频谱“盘活”,把 3G / 4G 的频谱,灵活借用到 5G,增强带宽。

要么,搞载波聚合,利用共建共享,把大家手上所有的频谱聚集起来,实现带宽提升。

为了抢频谱,3GPP 还把主意打到了 Wi-Fi 频段上,打算在 2.4GHz 和 5GHz 这种免费频段上,抢点频谱来用。这就是 5G NR-U(5G NewRadio in Unlicensed Spectrum)。

5.5G 的更大垂涎目标,是 6GHz 频段。这块大肥肉,谁都想要,Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7 也想要,所以,争夺非常激烈。

运营商想要实现 5.5G 下行万兆的峰值速率,必须将当前拥有的频谱资源,从百兆 Hz 级别提升到千兆 Hz 级别。

从我们国家一向偏向蜂窝网络,主张国企主导的风格来看,运营商拿到国内 6GHz 频段的概率还是很大的。

再加上,我们在这个范围(中频)的可用频段资源确实很少,运营商如果不抢 6GHz 频段,未来就没有出路。

除了下行之外,关于速率的另外一个突出问题是上行。

随着视频监控回传、高清影视直播回传、3D 建模上云渲染等大上行业务需求的出现和爆发,通信行业专家们突然发现,自己对 5G 上行的需求估计不足,预留的带宽不够。

5G 的帧结构设计是可以变化的。但是,一般来说,下行和上行是 8:2 的关系。帧其实就是车厢,8 个车厢用于向下运货,2 个车厢用于向上运货。

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