当4K视频观看、团队在线协同办公、随时随地进行视频会议以及低延迟游戏等应用已经成为日常生活的组成部分,大家对于“5G”网络的态度也逐渐从一开始的新奇、好奇,甚至会特意去测试网速,逐渐变成了习以为常。
高速网络在体验层面带来的流畅上网体验,往往只有在遭遇网络速率瓶颈的时候,才会显现出来。比如从5G网络切换到4G网络,之前只需要几秒或数十秒就能缓存完的一整部电影,时间突然就延长到几分钟、十几分钟,在线流畅观看4K视频也成为了一种奢望,甚至原本清晰流畅的微信通话,画面中都充斥着马赛克。
数据显示,截至2023年底,中国移动电话用户规模达17.27亿户,5G移动电话用户数达8.05亿户,在移动电话用户中占比46.6%,是全球平均水平的2.5倍,2023年净增5G移动电话用户2.44亿户。当5G网络随着它的高带宽、低延迟被越来越多用户所认可,下一代更加高速的5G Advanced(以下简称5G A)网络,也已完成标准制定并将很快与用户见面。
为了能够全方位了解5G A网络涉及到的相关技术标准以及它对通信行业、用户体验的全面影响,钛媒体App与高通公司技术与标准副总裁李俨进行了深入交流。作为以通信行业起家的科技巨头,根据IPRdaily公布的全球无线通信网络技术发明专利排行榜,高通以26944件发明专利位居第一。
快10倍的5G,何时到来?
提到通信行业,排在具体技术和产品之前的实际上是技术标准,这就不得不提到第三代移动通信合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project,简称3GPP),它成立于1998年12月,是一个由全球电信标准化组织共同组建的技术机构。旨在为多种无线电接入技术(如GSM、UMTS、LTE等)和相关服务提供完整的技术规范。
3GPP的成员单位包括来自电信运营商、设备制造商、网络基础设施供应商、研究机构和非盈利组织等多个领域的公司和组织。截至2021年9月,3GPP共有662个成员单位,涵盖了全球超过90%的移动通信市场,大家熟悉的高通、谷歌、微软等,均为该组织成员。
钛媒体App了解到,3GPP基本上每隔18个月到两年开发一个新的Release(可以理解为技术规范或者技术标准),从Release 15开始,标志着全球通信行业开始进入了5G时代,而在去年年底刚刚冻结的技术标准则是Release 18,它也是5G A网络的开端。
据李俨介绍:“从技术标准的制定完成、技术冻结,到应用相关技术的产品上市并被大众所认知,往往需要至少一年半的时间。所以今天我们看到正在推动落地的下一代5G A网络,实际上它的很多技术、标准都来自于Release 18,接下来,3GPP将会开启Release 19的讨论与制定,从中可以看到关于5G A网络所蕴藏的更多应用潜力。”
对于广大消费者来说,如果5G A网络推行的比较顺利,运营商也大力投入部署的话,预计最快到明年年中,就会看到相关通信设备的部署,到时候,结合最新的智能终端,用户就能够用上5G A网络。
从4G网络到5G网络,“速率提升”是用户首先关注到的变化,也正是因为带宽和延迟表现上的升级,使得随时随地在线直播、视频会议成为可能,远程医疗、工业自动化、云服务等应用也迅速落地。
而即将到来的5G A网络,则在速率层面再次完成了突破。李俨表示:“5G A网络将有望让移动通信进入‘万兆时代’,智能终端的网速将会突破1GB/s,大概是目前5G网络的10倍。”
可能很多人对速率的纸面参数没有概念,那举几个更实际的案例,家里500M、1000M的有线宽带,缓存1部1080P电影,最快也需要几秒钟,而5G A网络不到1秒钟即可完成。使用手机、平板的时候,目前看起来是“巨无霸”体量的游戏应用,比如原神、王者荣耀,它们的安装包容量最大已经突破10GB,在5G A网络面前,下载也仅需几秒钟而已。
“去年12月,Release 19通过了16个与RAN有关的项目,其中就包括与速率提升相关的,从技术层面,想要提升速率,要么就是利用毫米波把频谱加大,要么就要围绕MIMO做更强的并行传输能力。”李俨表示。
具体到Release 19中,5G MIMO的性能将进一步增强,首先智能终端会加入到网络分配和决策当中,这就使得基于应用层面的数据调度会更加成熟,用户的使用体验也会更好。另一个关键技术则是统一传输配置指示(TCI),它将会推动分布式基站的部署,从而让可以在写字楼、小区增设的小型分布式基站和目前的户外大型基站实现信号传输层面的协同工作。
“我们注意到在下行速率的需求以外,如今上行业务也日益增多,特别是直播、线上协同办公等业务以及物联网设备的通信等等。”李俨提到,因此,高通在在Release 17和Release 18版本上开放了终端上行链路设置双天线的能力,未来的Release 19中则会考虑进一步增加到3天线,以增强设备的上行速率。
5G Advanced,不止是快
不过,单纯的网络速率变化,对于现阶段的应用体验而言提升十分有限,毕竟大容量内容的下载并不是每时每刻的刚需,而以现阶段的5G网络带宽和延迟表现,基本不会成为应用运行中内容加载、操作互动的瓶颈。
“因此,高通在Release 18和Release 19中都增加了对元宇宙、XR和卫星直连通信的探索,另外像5G广播这种新兴技术也有望在近两年实现产业端的落地”李俨说到。
其中,元宇宙概念和XR是近几年很有应用想象力的场景应用,5G A网络能够提供更高的数据传输速率和更低的延迟,这对于元宇宙和XR应用至关重要的,因为这些应用通常需要大量的数据传输和实时交互,以提供沉浸式的用户体验。
在此基础上,考虑到元宇宙和XR还是跨技术领域的融合体,它们结合了虚拟现实、增强现实、人工智能等多种技术。随着5G技术本身的进步,包括AI的集成和边缘计算的发展,这些基础技术的进步为元宇宙和XR的未来发展提供了更多可能性。
李俨告诉钛媒体App:“与很多新兴概念场景相比,5G广播虽然是Release 14中就已经提出的技术规范,但它一直没有找到能够实现落地的场景,不过这一情况在近两年有所改变,尤其是在高通的推动下,包括作为有效的紧急通信手段、向大量用户分发视频和其他多媒体内容以及无线数字广播服务等等。”
Release 19中,另一个技术热词则是“卫星通信”,国内手机厂商努力推动的能力包括拨打卫星电话、卫星消息接收,这些功能可以帮助用户在没有信号的沙漠、海上、丛林等环境,获得紧急通信的能力。
美国一些公司也在积极寻找卫星通信的具体应用以及商业化落地能力,像星链(Starlink)、AST SpaceMobile以及OneWeb,都旨在通过低地球轨道(LEO)卫星提供全球范围内的电话、短信以及互联网服务。
李俨提到,Release 19将进一步增强卫星直连通信的功能。3GPP已经开始在平台系统下开发出卫星与手机直接通信的方法,并在Release 18中就已经有了初步的实现。
此外还包括NR-NTN(特指低轨卫星),这是一种专门为非地面网络设计的技术,主要用于卫星互联网业务,未来,Release 19中将考虑把卫星直接作为基站来使用,从而进一步提升高速网络的覆盖率、部署速度以及通过减少地面基础设施投入实现的网络运营成本效益增加。
钛媒体App注意到,Release 19中还会引入一个新概念:Ambient IoT(无源物联网),即通过利用环境中已有的能量(如光能、热能、机械能或无线电波能量)来驱动物联网设备,而无需传统的电池或有线电源。运行的技术逻辑上,它有点像RFID(无线射频识别),但Ambient IoT能够提供双向通信甚至数据处理能力而非单纯的信息回传。
“从目前的研究来看,Ambient IoT具备低功耗、全时运行、灵活部署以及应用面广的优势。”李俨表示。比如在农业领域,就可以在农田中部署Ambient IoT设备,监测土壤湿度、温度、作物生长情况等,指导农民灌溉和施肥。
除了更快的5G A网络,李俨还分享了高通以及3GPP在6G网络上的思考与布局。“从Release 20开始,3GPP将决定进入6G的研究阶段,真正的6G标准预计将从2030年开始的Release 21部署。虽然具体的6G技术特性目前尚未明确,不过我认为包括集成生成式AI、全双工通信技术、以及中高频段使用、基站节能等方面的技术研究将是6G的重点。”(本文首发钛媒体App,作者/邓剑云 编辑/钟毅)
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