截至2023年4月,全國5G基站數為273.3萬個,占全國移動基站總數的24.5%,占全球5G基站總數的60%以上;全國5G套餐用戶數為12.13億戶,5G移動用戶數為6.34億戶,5G分流比達到52.27%。自2019年6月6日,工信部正式向中國電信、中國聯通、中國移動、中國廣電發放5G牌照,目前中國已建成規模宏大的5G網絡。四年以來,5G建設發展的成績有目共睹,但經歷了“瘋狂”的建網熱潮之后,5G基礎設施持續完善,運營商對5G投資的增速放緩,5G網絡覆蓋邁入從“廣”到“精”、從“建設”到“應用”的新階段。

新技術、新規范穩步落地,向5.5G進發!

2022年6月,5G R17標準宣布凍結,引入了RedCap終端、上行覆蓋增強、動態頻譜共享、多播廣播業務、多卡技術、衛星5G網絡、衛星NB-IoT物聯網、下行1024QAM、定位增強等一系列新技術。其中,被稱為“小5G”的RedCap(Reduced Capability)技術備受業界關注。

ITU將5G的三大應用場景分為eMBB、uRLLC和mMTC,并設立了完善的標準,但處于三者“中間地帶”的無線場景并不能被全面覆蓋。作為3GPP R17協議標準面向中高速物聯場景定義的關鍵技術,RedCap的出現正好補齊了此前缺失的“中間地帶”,可實現性能與成本的最佳平衡。RedCap定義5G輕量級終端,大幅降低5G終端成本,同時繼承低時延、大上行、高可靠、網絡切片等5G原生能力,RedCap能夠通過已有的百萬5G基站平滑升級引入,快速實現網絡廣域覆蓋,非常適合工業、可穿戴設備、汽車等移動場景。

2022年11月,中國移動攜手華為,在浙江金華完成中國移動首個5G RedCap連片組網外場測試驗證,外場驗證基于5G商用網絡(2.6G+700M),在現網19個站點批量開通RedCap,有效驗證了RedCap基礎功能、覆蓋性能、用戶共存和移動性管理等關鍵內容。2023年4月,中國聯通攜手上海汽車城等合作伙伴,在上海嘉定汽車城完成了車聯網場景的5G RedCap終端全球首商用,本次驗證基于3.5GHz商用頻譜,通過商用DTU終端實現數據采集、車路協同等5G應用部署。可以說,運營商牽頭的產業鏈協同將加速RedCap的應用落地,2023年有望成為RedCap的發展元年。

此外,隨著R17標準凍結,5G發展也正式進入了R18、R19、R20等標準為代表的5G-Advanced階段,即5.5G。當然,5G-Advanced或5.5G并非什么新鮮詞,在2020年華為就率先提出了這一前瞻性的愿景。根據ITU的定義,在5G三大標準場景基礎上,5.5G進一步增強和擴展,新增三大新場景:UCBC(上行超寬帶)、RTBC(寬帶實時交互)和 HCS(通信感知融合),將5G的“能力三角”擴充為“能力六邊形”。進行擴展后,5.5G極大地豐富5G產業空間,更貼合數字經濟和產業數字化轉型的真實需求。

在產業界的進展上,高通在2023年2月正式發布了全球首個5G Advanced-ready調制解調器及射頻系統——驍龍X75。該芯片平臺全面支持3GPP R18的特性,通過針對Sub-6 GHz和毫米波頻段的多載波聚合,可以實現10Gbps以上的下行吞吐量。華為推出metaAAU,集成ELAA、iBeam和高低頻協調技術,實現移動性和覆蓋范圍的增強。在成都的外場測試中,基于metaAAU的系統達到了10Gbps的下行峰值速率,當終端以50公里/小時的速度移動時,也可獲得3Gpbs的平均下行速率。在5G成功經驗指引和多方聯手推進下,R18標準的發展凍結與技術、產業鏈、生態各方面逐步完善,5G Advanced逐漸成為無線產業的焦點。

深挖應用潛力,“順勢而為”的通感一體化

隨著5G頻譜從傳統的Sub-6 GHz向毫米波拓展,波長的減少讓感知的能力不斷提升。在5G Advanced的新階段,通信感知一體化(以下簡稱“通感一體化”),為業界帶來了巨大的想象空間。通感一體化的目標不在于取代雷達、攝像頭或者其他傳感器,它的最大優勢在于“順勢而為”。這是因為基站作為通信基礎設施本身就是廣泛部署的,且鐵塔也具備電源、天饋、傳輸等完善資源。若僅需通過軟件升級就能獲得感知能力,何樂而不為呢?

目前,通感一體化的初期應用場景是感知即服務(利用蜂窩通信信號同時實現感知功能,包括蜂窩網輔助的定位與跟蹤性能增強、區域成像、無人機監控與管理等)。業界實現的方案是:在傳統的Sub-6G頻段,通信和感知都采用OFDM連續波;在毫米波頻段,通信繼續采用OFDM,而感知則采用雷達的波形。無論是Sub-6G還是毫米波,通信和感知均以時分的方式進行,并且通信的時隙占比遠大于感知。

通感一體化仍處于3GPP R19立項研究中,但其已成為5G-Advanced邁向6G的關鍵技術與核心愿景,已經吸引了不少廠商投入研究開發。2023年5月,中興通訊聯合粵港澳大灣區數字經濟研究院、中國聯通、天空飛車共同啟動了業界首個“5G-A通感算控一體化”低空無人機場景測試合作,通過監控后臺可以高精度地感知到無人機飛行高度、經緯度、方位角、航行軌跡等關鍵指標。測試廠商NI攜手清華大學、東南大學等科研機構,研發基于USRP平臺的智能超表面(RIS)方案,構建面向通感一體化的智能超表面定位系統,在通信方面,可以實現21dB的毫米波接收信號功率增強;在感知方面,可以達到厘米級的室內實時定位精度。羅德與施瓦茨在通感一體化的研發過程中,推出了雷達目標模擬器ARGE800A,可實現對多個目標對象的距離、角度、速度等參數的模擬,從而驗證被測系統高精度定位的能力。

每年翻一番,5G To B專網迎接發展高峰期

技術、場景、生態、行業、政策、標準等方面的繁榮發展,使得無線通信的發展日新月異。如今,在5G To C的基礎上,新一輪5G創新開始轉向行業應用的關口,即To B應用的價值。截至2023年5月,中國已累計建成5G行業虛擬專網1.6萬余個,5G應用創新案例5萬余個,覆蓋工業、港口、能源、醫療等國民經濟97個大類中的一半以上。5G專網正在企業生產管理等流程中發揮積極作用,幫助企業實現降本增效,最終賦能數字化轉型的目標。數據表明,2021年中國5G專網市場總收益為60億元,預計2026年總收益將達到2361億元,2021至2026年的年復合增長率高達108.2%。

5G專網在3GPP規范標準中就是NPN概念,即非公共網絡,是區別于電信運營商公網,為特定用戶/組織提供服務的網絡。5G專網賦能垂直行業的數字化轉型,需要率先解決5G核心網的諸多挑戰,例如輕量化。中興通訊推出ZXUN i5GC行業專用5G核心網(industry 5GC)產品,實現極致輕量化和行業特性增強,提供全場景5G行業專網解決方案,既滿足運營商對設備的專業通信要求,又滿足垂直行業對5G獨立專網的獨享需求。海能達在5G輕量化核心網、拓皮基站和O-RAN小基站等產品也已經正式商用,配合運營商為部分工業、礦業等行業客戶提供網絡解決方案。

全球5G專網市場潛力巨大,越來越多產業鏈玩家已加入5G專網的應用浪潮。寧德時代攜手中國移動打造了橫跨6省市全國最大5G專網,將5G充分融入生產應用場景,采用2.6GHz+4.9GHz雙頻組網,兼具覆蓋能力與網絡性能,是國內首次規模商用5G UPF+方案,實現了最高安全等級的5G專網。中國上海商飛獲得工信部發放的國內第一張企業5G專網的頻率許可,主要用于5G智慧工廠以及智能制造領域服務的廠區內專屬頻段。西門子宣布在2023年夏季正式推出5G專網系統,包括核心網和無線接入網的所有組件,將自身的大量、種類各異的工業應用場景經驗與優勢,賦能5G+工業的細分領域。

2G時代的標志是語音和短信、3G時代是圖片、4G時代則是視頻和直播;而5G時代,從個人場景到行業應用,目前還未被定義、甚至可能無法定義。在中國這一最領先的5G商用試驗田,各行各業不斷加強ICT技術與自身產業的融合,共同推動數字經濟持續高質量發展。在7月即將開展的2023慕尼黑上海電子展上,邀您一起見證5G新周期的無限可能!

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