隨著全球5G網絡進入規模化商用與深度拓展階段,移動通信產業正將目光投向5G演進的下一個關鍵里程碑——5G Advanced(通常也被稱為5.5G)。本白皮書旨在系統梳理與展望2021年及未來幾年內,5G Advanced在網絡技術層面的主要演進方向、核心技術特征及其對未來數字社會與千行百業的潛在影響。
一、演進背景與驅動力
5G Advanced并非對5G的顛覆,而是在Rel-15/16/17基礎上持續增強與擴展。其驅動力主要來自三方面:業務需求深化,如XR(擴展現實)、全息通信、工業互聯網高精度控制等應用對網絡帶寬、時延、可靠性及智能化提出了更高要求;技術內生動力,包括人工智能與通信的深度融合、頻譜效率的持續提升、網絡能效的極致優化等內在需求;第三,產業生態擴展,5G需要從服務于消費互聯網和部分垂直行業,向使能萬物智聯的廣闊天地邁進,實現空天地一體化覆蓋與全場景服務。
二、核心關鍵技術演進方向
1. 極致性能增強:
* 超寬帶與頻譜演進:通過更寬的頻譜帶寬、更高頻段(如毫米波、太赫茲探索)的使用以及更先進的頻譜聚合技術,目標實現下行10Gbps、上行1Gbps的峰值速率體驗。上行能力的大幅提升是滿足行業上行業務爆發的關鍵。
- 確定性與低時延:面向工業控制、車聯網等場景,通過網絡切片增強、空口調度優化、確定性時延保障等技術,實現亞毫秒級時延與99.9999%以上的超高可靠性。
- 智能化與自動化:
- AI/ML原生網絡:將人工智能/機器學習深度嵌入空口設計、網絡運維與管理全流程。例如,利用AI進行信道狀態預測與智能波束管理、基于數據驅動的網絡節能、智能故障預測與自愈等,實現網絡從“自動化”向“自治化”演進。
- 全場景融合與擴展:
- 通信感知一體化:利用無線信號本身具備的感知能力,在網絡提供通信服務的實現對環境、物體、動作的高精度感知(如成像、測距、測速),為智慧交通、智慧家居、健康監測等開辟全新應用范式。
- 天地一體網絡:將地面5G網絡與衛星通信(特別是低軌衛星星座)進行有機融合與統一設計,構建無縫覆蓋全球、支持泛在接入的空天地一體化信息網絡,消除數字鴻溝。
- 物聯網深度演進:面向海量物聯網,進一步降低終端復雜度與功耗(RedCap等),并增強對無源物聯網(環境取能通信)的支持,真正實現萬物互聯。
- 綠色節能與可持續發展:
- 通過智能關斷、符號/通道級節能、新材料與新架構等軟硬件協同創新,顯著降低網絡整體能耗,使能比特能效的十倍提升,助力全球碳中和目標。
三、網絡架構與能力開放
5G Advanced將繼續深化云原生、服務化架構,并增強網絡能力開放。網絡將更加“彈性”與“開放”,能夠通過API將網絡切片、定位、服務質量保障等能力靈活、安全地開放給第三方應用與垂直行業,促進應用與網絡的協同創新,加速產業數字化轉型。
四、與展望
5G Advanced標志著5G技術從“能力構建”階段邁向“能力釋放”與“價值創造”的新階段。其演進路徑清晰體現了移動通信技術向 “更強性能、更智能、更融合、更綠色” 方向發展的趨勢。預計在3GPP Rel-18及后續版本中,上述關鍵技術將逐步標準化并走向商用。對于運營商、設備商、應用開發者及垂直行業而言,提前布局5G Advanced關鍵技術研究、標準推動與試驗驗證,將是抓住下一輪數字經濟浪潮、構筑未來競爭力的關鍵所在。5G Advanced不僅是技術的演進,更是連接賦能智能世界、催生全新商業與社會形態的基石。