楊超斌 高全中 唐臻飛 劉鳳威

華為技術(shù)有限公司 深圳 518129

1 5G-Advanced發(fā)展驅(qū)動力：產(chǎn)業(yè)價值、社會價值

全球運(yùn)營商已部署200多個5G網(wǎng)絡(luò)，覆蓋超過50%市場和7億多5G用戶[1]。其中，中國聯(lián)通已擁有117萬個5G基站，占到全球30%左右，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及以上區(qū)域高速率、高可靠的5G網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋，并推進(jìn)900MHz低頻打底網(wǎng)建設(shè)，提升農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平。中國運(yùn)營商在新型數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施行動計劃中成效顯著，未來經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展需要5G現(xiàn)有能力的不斷增強(qiáng)及并提供新的網(wǎng)絡(luò)能力，運(yùn)營商也將在新技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)投入，并保持領(lǐng)先。

無線網(wǎng)絡(luò)十年一代，每個代際的過程中都會有半代的演進(jìn)，半代技術(shù)將牽引下一代技術(shù)架構(gòu)，激發(fā)更廣闊的行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新。全球通信產(chǎn)業(yè)界已開啟了5G下一階段演進(jìn)技術(shù)研究和探索[2-3]。2021年4月，在我國企業(yè)的倡議下，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP正式確定5G-Advanced(5G-A)為5G下一階段演進(jìn)的官方名稱，從Rel-18開始標(biāo)志著全球5G發(fā)展進(jìn)入新階段[4]。5G-A將實(shí)現(xiàn)原有上、下行速率10倍增強(qiáng)，同時新增通感一體、厘米級定位、廣域網(wǎng)絡(luò)確定性體驗(yàn)、無源物聯(lián)、超低時延超高可靠性等革命性能力。

面向未來五年發(fā)展，5G-A將在中國式現(xiàn)代化和數(shù)字中國戰(zhàn)略中發(fā)揮新基建的重要作用，帶來數(shù)字經(jīng)濟(jì)紅利，深化產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，激發(fā)消費(fèi)和產(chǎn)業(yè)的升級?？梢灶A(yù)見，未來的數(shù)智社會，物理世界將與數(shù)字世界深度融合，移動互聯(lián)網(wǎng)將從2D全面走向3D，從而需要廣域大帶寬低時延的確定性體驗(yàn)，為虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)邁向規(guī)?；l(fā)展提供必要支撐。未來車聯(lián)不斷提升汽車網(wǎng)聯(lián)化、智能化水平，最終實(shí)現(xiàn)自動駕駛，也需要廣域大上行和通信感知融合的技術(shù)助力車聯(lián)的全網(wǎng)智能普及。萬物互聯(lián)走向萬物智聯(lián)，數(shù)字化成為發(fā)展核心，物理世界的設(shè)備、生產(chǎn)流程、產(chǎn)品都將數(shù)字化連接。高端智造領(lǐng)域需要從輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)入核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將國有CT優(yōu)勢延伸OT。5G-A的10倍帶寬增強(qiáng)、虛擬大帶寬、超大上行、原生智能、通感一體、無源物聯(lián)等關(guān)鍵，將實(shí)現(xiàn)萬兆下行、千兆上行，全面升級5G產(chǎn)業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)5G完整愿景并為6G做好產(chǎn)業(yè)和關(guān)鍵技術(shù)準(zhǔn)備。

5G-A是5G的演進(jìn)和增強(qiáng)，保護(hù)5G的投資，通過持續(xù)豐富業(yè)務(wù)場景和不斷增強(qiáng)新的能力，將5G的發(fā)展推進(jìn)到新的階段。5G-A在國際范圍內(nèi)已經(jīng)形成充分產(chǎn)業(yè)共識，其中中東、美國和歐洲部分國家運(yùn)營商已經(jīng)表達(dá)了商用的意愿。2023年上半年，多個主流終端芯片廠家均面向2024年可商用發(fā)布了5G-A終端芯片，5G-A產(chǎn)業(yè)生態(tài)預(yù)計2024年走向成熟。過去2年，在中國信通院帶領(lǐng)下，中國企業(yè)主導(dǎo)了R18標(biāo)準(zhǔn)立項，發(fā)布了5G-A產(chǎn)業(yè)愿景和白皮書[5-7]，并于今年啟動R18關(guān)鍵技術(shù)測試工作。中國企業(yè)在5G-A核心專利上居于絕對領(lǐng)先的地位；我國運(yùn)營商、設(shè)備商和行業(yè)伙伴在5G-A業(yè)務(wù)創(chuàng)新驗(yàn)證上成果豐碩，其中深圳市發(fā)布率先建設(shè)5G-A第一城，北京、上海、浙江等省市5G-A創(chuàng)新成果也在陸續(xù)發(fā)布之中。

2 5G-A時代場景需求和網(wǎng)絡(luò)能力

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，物理世界與數(shù)字世界的融合正在各個行業(yè)走向深入，一些關(guān)鍵新型行業(yè)正在醞釀重大產(chǎn)業(yè)變革。

在移動互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，以裸眼3D為標(biāo)志的XR業(yè)務(wù)已經(jīng)到達(dá)產(chǎn)業(yè)拐點(diǎn)。我國企業(yè)在裸眼3D終端顯示、2D到3D內(nèi)容自動轉(zhuǎn)換等方面產(chǎn)業(yè)鏈整體實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵突破。國內(nèi)在裸眼3D顯示屏的創(chuàng)新全球最領(lǐng)先，預(yù)計下半年將推出支持裸眼3D的平板，預(yù)計明年底前，裸眼3D手機(jī)會發(fā)布，而裸眼3D顯示器、筆記本電腦也會在近期陸續(xù)推出。屆時，全系列的終端產(chǎn)品都將支持裸眼3D，國內(nèi)各大終端廠家都會發(fā)布裸眼3D的產(chǎn)品，移動互聯(lián)網(wǎng)將全面邁向3D時代。2D到3D內(nèi)容轉(zhuǎn)換技術(shù)成熟，解決內(nèi)容源瓶頸。華為靈境支持在云端通過AI技術(shù)將2D點(diǎn)播和直播片源自動轉(zhuǎn)換輸出為3D視頻流，有效降低了3D內(nèi)容制作成本。當(dāng)前直播類視頻轉(zhuǎn)制時延大約為5秒，明年會進(jìn)一步壓縮到150毫秒，做到了實(shí)時無感。隨著2D到3D內(nèi)容轉(zhuǎn)換技術(shù)的成熟，海量2D片源都可重用生成3D片源。裸眼3D產(chǎn)業(yè)對移動通信產(chǎn)業(yè)升級意義重大，將帶來萬億級產(chǎn)業(yè)升級機(jī)會。5G-A的10倍通信能力提升及確定性體驗(yàn)將支撐移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)向3D化和云化升級。

在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，電動化和智能網(wǎng)聯(lián)化成為不可逆的兩大趨勢，其中電動化已經(jīng)進(jìn)入成熟階段，智能網(wǎng)聯(lián)化步入加速階段，預(yù)計2025年L2/L3自動駕駛汽車滲透率超50%。大量的智能網(wǎng)聯(lián)汽車等效于“超大號的手機(jī)”， 一方面感知數(shù)據(jù)上云訓(xùn)練已是L2/L3車輛的缺省需求，單車上行流量訴求20～100GB/月，帶來網(wǎng)絡(luò)上行容量10倍以上的增長；另一方面為降低單車算力成本，云端卸載車端AI算力進(jìn)行云訓(xùn)練和云推理將在部分無人駕駛的成本敏感型車輛上率先采用，比如無人配送車、無人清掃車、無人巴士等，準(zhǔn)實(shí)時性算力需要將車端感知數(shù)據(jù)實(shí)時上傳，需要網(wǎng)絡(luò)保障35～100Mb/s以上帶寬以及控制包＜20ms可靠時延。隨著各地要求將自動駕駛從限定區(qū)域走向開放場景，車路協(xié)同重要性更為突出，在政府智能交通管理的數(shù)字孿生系統(tǒng)、無人駕駛的信息服務(wù)，后裝車輔助駕駛等方面將發(fā)揮重大社會價值。車路協(xié)同感知和控制需滿足通信DL/UL＞ 50Mbps的帶寬訴求，路側(cè)感知交通對象和事件準(zhǔn)確率需達(dá)到95%以上，高精度高可靠感知網(wǎng)絡(luò)將成為未來車聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。

2022年我國實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)超人聯(lián)”的歷史性跨越，未來數(shù)字社會走向萬物智聯(lián)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間更為廣闊。過去，多種物聯(lián)技術(shù)同時存在，包括RFID、LoRA、藍(lán)牙、NB-IoT等。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用涉及到多種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，單一產(chǎn)品/解決方案都難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化推廣，用戶定制化需求占總需求的80%以上，行業(yè)發(fā)展破碎化，競爭效率較低。同時，數(shù)字中國戰(zhàn)略需要一種廉價的類標(biāo)簽的技術(shù)提供免充電類型的連接作為數(shù)字中國的底座，滿足在海量資產(chǎn)管理、生產(chǎn)銷售全流程數(shù)字化以及智慧物流和盤點(diǎn)的需求。

面向工業(yè)生產(chǎn)制造，5G具備8～20ms@99.99%高可靠低時延能力，已成功用于人機(jī)遠(yuǎn)控場景，包括智慧港口、遠(yuǎn)程煤礦采集等應(yīng)用。無線要進(jìn)入高端制造核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)無人場景工廠自動化，還需要網(wǎng)絡(luò)提供1～4ms@99.99%的URLLC增強(qiáng)能力。另外當(dāng)制造產(chǎn)線上部署的工業(yè)級攝像頭達(dá)到一定密度和數(shù)量時，需要2～5Gb/s的超大上行能力。定位在垂直行業(yè)中是剛需，如汽車制造、3C制造等重要制造領(lǐng)域，根據(jù)不同場景，定位精度要求從米級到厘米級，電池壽命要求從數(shù)天到數(shù)年不等。

5G-A基于5G的演進(jìn)和增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)10倍通信能力提升，支持“下行萬兆+上行千兆+確定性體驗(yàn)”，并支持無源物聯(lián)、通信感知一體化。上述關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)能力將支持中國式現(xiàn)代化在6G到來之前使能互聯(lián)網(wǎng)走向3D化、智慧道路交通和低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模發(fā)展、無源物聯(lián)支撐數(shù)字中國戰(zhàn)略走向更高階段，幫助我國產(chǎn)業(yè)及關(guān)鍵企業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)3D化、云化、生產(chǎn)物流環(huán)節(jié)全面數(shù)字化并大幅提升效率，在智慧交通、低空、海洋經(jīng)濟(jì)、智能制造全5G化等領(lǐng)域奠定產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略優(yōu)勢。

3 5G-A關(guān)鍵技術(shù)

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP確定Rel-18是5G-A第一個版本，并將持續(xù)演進(jìn)到Rel-19、Rel-20等多個版本[4]。2022年初全球各大運(yùn)營商、設(shè)備商、芯片廠商、終端廠商、工業(yè)界伙伴已開始5G-A關(guān)鍵技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作[8-9]。一方面面向第二章所述的5G-A場景和能力需求，研究和開發(fā)面向五大產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)；另一方面通過技術(shù)本身的持續(xù)進(jìn)步，最大化運(yùn)營商頻譜利用率，大幅降低運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和維護(hù)的成本。圍繞上述兩個方面，5G-A孵化出許多全新關(guān)鍵技術(shù)。這些關(guān)鍵技術(shù)包括高端制造低時延大帶寬技術(shù)、通信感知一體化、毫米波及超大陣列天線、全頻譜融合和解耦、綠色節(jié)能、網(wǎng)絡(luò)智能化、厘米級高精度定位等關(guān)鍵技術(shù)。下面對上述5G-A十大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡要介紹。

3.1 高端制造低時延大帶寬技術(shù)

當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的固定TDD配比會引入額外的空口等待時間，從而增加端到端時延，且下行時隙占多數(shù)，上行時隙比例少，上行覆蓋顯著小于下行覆蓋。5G-A提出了以互補(bǔ)TDD等為代表的高端制造低時延大帶寬技術(shù)，可打破傳統(tǒng)TDD與FDD雙工技術(shù)的邊界，融合兩種技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)柔性的上下行空口資源分配，提升上行覆蓋并降低空口時延。

互補(bǔ)TDD在相鄰的頻率上同時進(jìn)行上下行傳輸，這樣在同一時間上既有下行又有上行，上下行時隙個數(shù)可以一樣多。一方面高層到達(dá)的下行數(shù)據(jù)隨時能夠傳輸，上行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也能夠隨時傳輸，因此大大降低了業(yè)務(wù)傳輸?shù)目湛跁r延和反饋重傳時延，上下行時延可低于4毫秒；另一方面，上行可用的時隙數(shù)可以達(dá)到100%，與4∶1的下行上行配比相比上行可以提升覆蓋7dB。

中國聯(lián)通、華為、長城精工強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，完成了技術(shù)和生態(tài)四大突破：1)基于聯(lián)通3.4G 7∶3+3.3G 3∶7頻譜，采用互補(bǔ)TDD，空口幀發(fā)送0等待，實(shí)現(xiàn)4毫秒5個9穩(wěn)定時延；2)首次實(shí)現(xiàn)R18 5G與工業(yè)協(xié)議之間的協(xié)同XSO，讓業(yè)務(wù)包與空口資源協(xié)調(diào)，連接數(shù)提升3到8倍;3)聯(lián)合鼎橋推出首個URLLC工業(yè)模組，支持互補(bǔ)TDD/XSO的同時，支持OpenCPU RTOS，首次實(shí)現(xiàn)一個模組內(nèi)加載多種工業(yè)協(xié)議，打破傳統(tǒng)有線模組多協(xié)議多模組的現(xiàn)狀；4)推出首批國產(chǎn)化5G工控設(shè)備，內(nèi)置5G模組，填補(bǔ)生態(tài)空白。

3.2 通感一體

通感融合一體是5G-A階段的新發(fā)展方向，包含無人機(jī)監(jiān)控、智慧交通和智慧工廠等重要應(yīng)用場景。5G-A通感融合使能通信與感知共設(shè)備、共頻譜、共空口和共站址部署，讓通信網(wǎng)絡(luò)衍生出極具競爭力的感知能力。為此，需要在同時同頻高隔離全雙工、智慧超分辨、空口元融合和群域感知四大技術(shù)方向上實(shí)現(xiàn)突破。

1)同時同頻高隔離全雙工：在AAU有限天面內(nèi)，通過在電路域的高隔離設(shè)計，大幅降低收發(fā)自干擾，讓AAU能夠以較高的發(fā)射功率工作在同時同頻收發(fā)模式下進(jìn)行感知，以實(shí)現(xiàn)公里級距離的目標(biāo)探測能力。

2)智慧超分辨：采用更先進(jìn)的超分辨算法對目標(biāo)單一維度信息實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化的提取，并通過引入AI算法將各個維度，如距離、速度、角度乃至微多普勒信息進(jìn)行聯(lián)合處理，將目標(biāo)的分辨識別能力提升4倍。

3)空口元融合：通信與感知以空口最小資源單元為粒度進(jìn)行資源復(fù)用，在時間域上做到符號級，頻率域上做到子載波級，在整個頻譜資源中僅抽取少量的資源單元用于感知，實(shí)現(xiàn)通信與感知的極高效復(fù)用，在中輕載場景下幾乎能夠不影響通信用戶的體驗(yàn)速率。

4)群域感知：利用多站點(diǎn)對重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行多角度探測，一方面，能夠降低環(huán)境遮擋概率，大幅提升目標(biāo)的探測成功率，另一方面，能夠彌補(bǔ)方位向位置精度低的短板，使得其在水平面兩維的位置精度逼近距離向，將感知位置精度提升至分米級。

3.3 毫米波及超大陣列天線

為滿足日益增加的用戶體驗(yàn)需求，5G-A網(wǎng)絡(luò)需采用更高頻段用以擴(kuò)展頻譜資源。5G時代的MM技術(shù)的覆蓋能力已經(jīng)難以在高頻段達(dá)成邊緣用戶速率目標(biāo)，未來大規(guī)模多天線陣列的必然趨勢是走向超大陣列天線技術(shù)(Extremely Large Antenna Array Massive MIMO，ELAA-MM)，實(shí)現(xiàn)10dB以上的上下行覆蓋能力提升。同時，混合波束成型架構(gòu)在獲取大陣列覆蓋收益的同時避免了傳統(tǒng)架構(gòu)數(shù)字通道過多帶來的高成本與高功耗。

一方面，可以部署集中式ELAA-MM，即每個基站的天面部署更多的無源陣子(例如768陣子)和更多的通道數(shù)(例如128收發(fā)通道、256收發(fā)通道)。另一方面，還可以通過分布式ELAA-MM將超大規(guī)模的天線陣子拆成多個分布式M-MIMO模塊，來實(shí)現(xiàn)泛在萬兆連續(xù)體驗(yàn)。具體地，分布式ELAA-MM可以將用戶周圍所有的基站形成聯(lián)合發(fā)送，從而將多小區(qū)干擾轉(zhuǎn)換成有用信號，使能無干擾網(wǎng)絡(luò)，大幅提升用戶體驗(yàn)速率。

ELAA-MM也是毫米波演進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前毫米波的主流應(yīng)用場景包括熱點(diǎn)覆蓋、FWA、定位、感知以及工業(yè)控制等，為充分發(fā)揮毫米波的頻譜價值，5G-A毫米波應(yīng)持續(xù)提升覆蓋，逐步邁向邊緣速率Gb/s的廣域eMBB連續(xù)組網(wǎng)，關(guān)鍵技術(shù)方向包括高集成度天線陣列設(shè)計、測量與數(shù)傳波束解耦、射頻非理想對抗技術(shù)等。

3.4 廣域確定性網(wǎng)絡(luò)

廣域確定性網(wǎng)絡(luò)通過對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木?xì)化控制，可以保障確定性、低時延、低抖動、高可靠、大帶寬等QoS指標(biāo)，達(dá)到可預(yù)期、可規(guī)劃的通信服務(wù)質(zhì)量。如第二章所述，虛擬現(xiàn)實(shí)場景大容量低延時應(yīng)用將逐步給當(dāng)前的5G網(wǎng)絡(luò)帶來巨大挑戰(zhàn)。在移動網(wǎng)絡(luò)中，有限的時頻資源、信道的時變特性以及業(yè)務(wù)到達(dá)的隨機(jī)性使得確定性QoS難以保障。為此，5G-A通過站內(nèi)協(xié)同、多點(diǎn)聯(lián)合分布式協(xié)同技術(shù)和跨層感知調(diào)度等增強(qiáng)技術(shù)，有效解決這些痛點(diǎn)問題，面向元宇宙，構(gòu)建10Gbps@5ms能力，打造強(qiáng)交互沉浸式體驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。

1)基站內(nèi)資源池化：網(wǎng)絡(luò)高效統(tǒng)一控制載波池化，通過一體化頻譜管理，提升頻譜利用效率，確保業(yè)務(wù)的大帶寬和低時延需求。具體地，將多個離散頻段通過Gigaband超寬頻和全信道一體化設(shè)計，如一體化控制信道與數(shù)傳、一體化公共信道與接入、一體化導(dǎo)頻與信道獲取、一體化小區(qū)管理等關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)全頻譜融合成一個虛擬大載波，獲得50%體驗(yàn)收益。

2)多點(diǎn)聯(lián)合分布式協(xié)同技術(shù)：通過站點(diǎn)間的協(xié)作，降低信號干擾和移動切換時延，保障業(yè)務(wù)的高可靠和低時延需求。具體地，通過分布式大規(guī)模天線(Massive MIMO，MM)增強(qiáng)技術(shù)，使能多站相干傳輸和多站聯(lián)合干擾抑制，提升有用信號強(qiáng)度，降低站間干擾，同時提高傳輸流數(shù)。此外，通過預(yù)配置候選小區(qū)、波束測量和上報等增強(qiáng)技術(shù)，使能0毫秒小區(qū)切換與波束對齊，快速恢復(fù)大容量低時延業(yè)務(wù)傳輸，降低移動切換時延對業(yè)務(wù)的影響，提升用戶體驗(yàn)。

3)端管云協(xié)同：通過應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層的相互感知以及協(xié)同，使得網(wǎng)絡(luò)傳輸匹配業(yè)務(wù)特征，保障業(yè)務(wù)的低時延和低抖動需求。具體地，應(yīng)用獲得網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，調(diào)整信源編碼方案，匹配網(wǎng)絡(luò)能力，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞和丟包造成的用戶體驗(yàn)急劇下降。網(wǎng)絡(luò)通過智能的感知技術(shù)或者與業(yè)務(wù)層交互獲得業(yè)務(wù)流的特征信息，例如業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的重要性、媒體單元(例如視頻幀)級別的QoS需求等，并根據(jù)業(yè)務(wù)流的特征信息優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)調(diào)度，例如通過一些差異化和精細(xì)化的調(diào)度等技術(shù)保障用戶體驗(yàn)。

3.5 大上行網(wǎng)絡(luò)

如第二章所述，智慧車聯(lián)、有源物聯(lián)對上行業(yè)務(wù)容量和覆蓋提出了巨大挑戰(zhàn)。上行智選頻譜接入、用戶為中心的基站聯(lián)合解算和多頻超寬帶AAU等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)5G-A上行1Gb/s的大上行網(wǎng)絡(luò)。

1)上行智選頻譜接入：頻域聚合更多頻譜是提升上行容量與體驗(yàn)最有效的方式。然而，智能終端一般只支持兩個射頻鏈路。5G-A的靈活上行頻譜接入技術(shù)通過配置、激活、傳輸能力解耦，使典型智能終端可以同時接入配置更多上行頻譜資源，包括TDD、FDD和SUL頻段。網(wǎng)絡(luò)基于各頻段的業(yè)務(wù)量、TDD幀配置和信道等條件動態(tài)智選配置頻段的子集，并相應(yīng)地切換用戶射頻鏈路進(jìn)行傳輸以適配各頻負(fù)載，進(jìn)而提升系統(tǒng)容量和用戶體驗(yàn)速率。

2)用戶為中心基站的聯(lián)合解算：空域部署更多天線也是提升上行容量與體驗(yàn)最有效的方式。尤其是考慮到天面尺寸受限，可以通過多TRP聯(lián)合接收，高分辨率預(yù)編碼和高階空分復(fù)用實(shí)現(xiàn)大上行網(wǎng)絡(luò)。具體地，網(wǎng)絡(luò)部署一組TRP，每個UE發(fā)送的上行信號由以UE為中心的多個TRP進(jìn)行接收并解算，網(wǎng)絡(luò)利用多TRP多UE的信道狀態(tài)信息為每個TRP的設(shè)計接收權(quán)重，而后將多TRP更多天線的接收信號匯聚起來進(jìn)行聯(lián)合解算。在此基礎(chǔ)上，考慮到更多天線和多用戶干擾，采用收發(fā)聯(lián)合設(shè)計的方式可以更好地實(shí)現(xiàn)UE間的干擾抑制。

3)多頻超寬帶AAU：終端上行多頻發(fā)送以及上行多站多頻點(diǎn)協(xié)同接收對站址資源和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來了極大挑戰(zhàn)；通過多頻超寬帶AAU，可整合上行多頻段的多天線接收能力，在有限的站址資源下且無需面對各頻點(diǎn)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，最大化提升網(wǎng)絡(luò)的上行能力；進(jìn)一步，結(jié)合多流抗干擾接收機(jī)，提升各頻段上行頻譜效率，最終兌現(xiàn)5G-A上行容量和上行邊緣體驗(yàn)的提升。

3.6 無源物聯(lián)

無源物聯(lián)技術(shù)可支持終端免電池工作，是未來蜂窩物聯(lián)網(wǎng)達(dá)成千億綠色連接的使能技術(shù)，在工業(yè)制造、物流、能源、醫(yī)藥、畜牧等行業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。為支持終端通過環(huán)境能量采集供電，無源物聯(lián)終端工作功耗需相對現(xiàn)有LPWA終端降低100倍，達(dá)到1毫瓦以下。在此基礎(chǔ)上，蜂窩無源物聯(lián)網(wǎng)還需支持與5G網(wǎng)絡(luò)共部署，覆蓋能力匹配目標(biāo)應(yīng)用場景室內(nèi)外5G基站的通信距離，并提供定位功能。關(guān)鍵技術(shù)方向包括微瓦級終端功耗調(diào)制技術(shù)、微瓦級終端功耗信道編碼、異步終端高效資源復(fù)用、多維度融合定位等。

3.7 全頻譜融合與解耦

5G-A全頻譜融合與解耦技術(shù)可以將多頻段的若干載波從物理和邏輯上變成一個載波，實(shí)現(xiàn)基于全頻段的極簡大容量高體驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，多頻段極簡部署，多頻段極簡運(yùn)維。一方面，基于網(wǎng)絡(luò)Gigaband超寬頻技術(shù)，從5G各頻獨(dú)立模塊、器件到以5G-A多頻超寬頻、多天線電路級元器件的融合作為基礎(chǔ)，一次性實(shí)現(xiàn)多頻從模塊融合到信道融合，保證N個頻段，1份通信塔上天面，1份運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)5G-A極簡、綠色部署和運(yùn)維。進(jìn)一步地，基于多頻全信道一體化技術(shù)，從5G的多頻獨(dú)立信道到5G-A將多個離散頻段統(tǒng)一聯(lián)合管理，多頻共享控制、公共、數(shù)據(jù)、導(dǎo)頻等信道信號，去冗余開銷，降低系統(tǒng)開銷、簡化流程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量大幅度增長。第三，基于全頻段解耦技術(shù)，從5G終端多頻邏輯信道與物理射頻基帶綁定到5G-A終端多頻邏輯信道與物理射頻基帶解耦，使典型有限成本、尺寸規(guī)格和功率的移動手機(jī)接入運(yùn)營商全頻譜，動態(tài)智選頻段并相應(yīng)地切換有限的基帶射進(jìn)行傳輸，適配各頻負(fù)載、上下行配置和信道，高效使用各頻譜資源，包括TDD、FDD和SUL頻段，實(shí)現(xiàn)上行1Gb/s體驗(yàn)。

3.8 綠色節(jié)能

綠色節(jié)能技術(shù)作為5G-A的標(biāo)志性特征之一，是大幅度降低5G-A部署和運(yùn)維成本、支撐可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)移動通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)在時、頻、空、功率等多個無線資源維度的分布特征，以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷狀態(tài)變化的情況，在保證預(yù)定指標(biāo)的前提下，通過性能近于無損的時域/頻域/空域/功率域等多維智能化節(jié)能機(jī)制(Multiple x-Dimension Enhancement，MxE)，實(shí)現(xiàn)5G-A網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中能耗增幅遠(yuǎn)低于業(yè)務(wù)量增幅，從而助力實(shí)現(xiàn)我國“2030碳達(dá)峰、2060碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)。具體而言，在時頻域，由于同步信號、系統(tǒng)消息等公共信令需要持續(xù)發(fā)送，通常會占用較大比例的基站設(shè)備能耗。因此5G-A系統(tǒng)可通過載波間互助增強(qiáng)(MCE—Multiple Carrier Enhancement。5G-A系統(tǒng)對頻譜資源進(jìn)行了整合和創(chuàng)新應(yīng)用，從而增加了時頻域調(diào)整的自由度)，把公共信令集中于“錨點(diǎn)載波”，“節(jié)能載波”則只承載用于小區(qū)發(fā)現(xiàn)、測量的基本參考信號，這樣可大幅度節(jié)省基站整體功耗。進(jìn)一步地可采用基站和終端“同步”的不連續(xù)發(fā)送/接收(DTX/DRX)機(jī)制，進(jìn)一步節(jié)省靜態(tài)基礎(chǔ)功耗。在空域，可在匹配業(yè)務(wù)負(fù)載的情況下，5G-A系統(tǒng)可關(guān)斷部分空域通道節(jié)省能耗(MTE—Multiple TRX Enhancement。5G-A系統(tǒng)由于配置了更多的中射頻通道，因此具備較高的空域靈活度)。通道關(guān)斷不僅可以降低功放功耗，還可以降低通道的功耗。進(jìn)一步，動態(tài)通道關(guān)斷還可以提供更精細(xì)粒度的調(diào)整。但是這會打亂系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定性，基站的通道配置動態(tài)變化會影響無線測量無法快速收斂穩(wěn)定。因此，動態(tài)通道關(guān)斷需要解決測量、上報不準(zhǔn)確等問題，需要針對不同通道關(guān)斷情況下，設(shè)計更加精準(zhǔn)的測量、上報等新方案，實(shí)現(xiàn)性能無損空域關(guān)斷的目標(biāo)。在功率域，利用數(shù)據(jù)傳輸在頻域上的資源富余，將數(shù)據(jù)傳輸擴(kuò)展至頻域資源，從而降低基站發(fā)射功率的譜密度，達(dá)到節(jié)能目的(MPE—Multiple Power Enhancement。5G-A系統(tǒng)更為豐富的無線資源為這一“資源換功率”方式提供了極大的潛力)。動態(tài)功率回退的性能方面也受到測量和上報不準(zhǔn)確問題的影響。因此，需要強(qiáng)化優(yōu)化不同功率回退場景的精準(zhǔn)測量和上報方案，實(shí)現(xiàn)性能無損功率回退的目標(biāo)。

3.9 網(wǎng)絡(luò)智能化

隨著ICT基礎(chǔ)架構(gòu)的智能化變革，5G-A無線網(wǎng)絡(luò)首次構(gòu)建“內(nèi)生智能”的核心能力，對無線網(wǎng)絡(luò)的各層各面進(jìn)行結(jié)構(gòu)性重構(gòu)，使能無線網(wǎng)絡(luò)的極致性能、極簡運(yùn)維和敏捷業(yè)務(wù)，為多種業(yè)務(wù)需求eMBB、大上行、XR、通感一體、定位等提供關(guān)鍵使能技術(shù)。內(nèi)生智能的無線網(wǎng)絡(luò)在原有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，賦予各個邏輯節(jié)點(diǎn)內(nèi)嵌式智能功能，增加gNB和UE之間端到端的跨節(jié)點(diǎn)協(xié)作，并且在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中引入數(shù)據(jù)和模型兩類新型智能要素的管理流程。這些架構(gòu)變化為無線網(wǎng)絡(luò)帶來三大能力：1)主動感知，通過對于網(wǎng)絡(luò)海量數(shù)據(jù)的分析和挖掘，提取隱藏的規(guī)律，極大提升網(wǎng)絡(luò)預(yù)測和決策的準(zhǔn)確度和預(yù)見性；2)持續(xù)自學(xué)習(xí)，面對復(fù)雜多變的環(huán)境和業(yè)務(wù)訴求“算法自學(xué)習(xí)，模型自演進(jìn)”，為用戶量身定制相應(yīng)的智能算法，達(dá)到“千站千面，網(wǎng)隨人動”的全場景動態(tài)自適應(yīng)能力；3)網(wǎng)絡(luò)孿生，構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字虛擬鏡像，提供智能規(guī)劃、設(shè)計、優(yōu)化和驗(yàn)證的交互式平臺。

內(nèi)生智能網(wǎng)絡(luò)在三個層面體現(xiàn)價值。1)極致性能，從多維度提供更優(yōu)性能，包括容量提升20%，邊緣覆蓋能力提升3dB，體驗(yàn)增強(qiáng)50%。通過模型驅(qū)動的解析方法和數(shù)據(jù)驅(qū)動的AI/ML方法有機(jī)融合，智能空口技術(shù)在抗干擾信道估計、高精度CSI碼本反饋、移動性信道預(yù)測、免掃描高頻波束管理、室內(nèi)高精度定位等各方面發(fā)揮重要作用。2)極簡運(yùn)維，通過運(yùn)維大數(shù)據(jù)分析提前發(fā)現(xiàn)故障根因的規(guī)律，自動達(dá)成準(zhǔn)確迅捷的根因定位、主動預(yù)測預(yù)防故障發(fā)生，將被動的故障響應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥墓收项A(yù)防，逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的“零故障”。3)敏捷業(yè)務(wù)，通過意圖驅(qū)動、知識圖譜學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)站點(diǎn)規(guī)劃、業(yè)務(wù)快速分析和預(yù)測等技術(shù)，使能智能化的業(yè)務(wù)敏捷上線，實(shí)現(xiàn)上線到全網(wǎng)開通 “零等待”。

3.10 厘米級高精度定位

定位在車聯(lián)網(wǎng)和智能工廠等垂直行業(yè)中是一種剛需能力。不同的場景在定位精度和終端功耗等指標(biāo)上有不同的需求，例如部分設(shè)備(如AGV)要求到厘米級的跟蹤精度，而部分物料因?yàn)閿?shù)量大，更換電池成本高，要求電池使用壽命從數(shù)月到數(shù)年。為應(yīng)對上述各定位場景和業(yè)務(wù)需求，基于超寬帶信號和極致節(jié)能技術(shù)，5G-A定位技術(shù)將實(shí)現(xiàn)米級精度至厘米級精度的跨越，且達(dá)成電池使用壽命10倍提升。基于載波聚合的超寬帶定位技術(shù)，將多個載波帶寬聚合的方式提高定位精度。其基本出發(fā)點(diǎn)是通過傳輸和接收多個載頻上的定位信號，利用PRS/SRS載波帶寬聚合的方式，提高對信號到達(dá)時間的測量精度。低功耗高精度定位技術(shù)進(jìn)一步通過降低終端功耗手段，如降低深睡電流、通信與定位帶寬解耦、減少尋呼監(jiān)聽，降低物聯(lián)網(wǎng)終端與網(wǎng)絡(luò)信令交互，減少狀態(tài)轉(zhuǎn)換等多種技術(shù)組合，以滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等場景所要求的定位精度和功耗要求。

4 5G-A時代行動倡議

5G-A將開啟5G發(fā)展的新篇章，也是從5G發(fā)展到6G必由之路。6G目前還具有三大不確定性：標(biāo)準(zhǔn)分裂的不確定性、產(chǎn)業(yè)節(jié)奏的不確定性、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)價值的不確定性。5G-A產(chǎn)業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)逐步走向成熟，5G-A第一個標(biāo)準(zhǔn)版本Rel-18將在2024年上半年凍結(jié)，5G-A是確定性的產(chǎn)業(yè)趨勢[10]。因此大力發(fā)展5G-A是應(yīng)對復(fù)雜和不確定的6G形勢的有力手段。5G-A技術(shù)在加快成熟，國內(nèi)外的運(yùn)營商、設(shè)備商、終端及芯片廠商等紛紛進(jìn)行了原型機(jī)的開發(fā)與測試，也開展了應(yīng)用的使用與合作。5G-A的新頻譜也將發(fā)放，包括毫米波頻譜在中國在內(nèi)的全球多個國家的發(fā)放，推動6GHz頻譜在WRC-23的IMT標(biāo)識。5G-A的發(fā)展和成熟將為消費(fèi)元宇宙、智慧車聯(lián)、全場景物聯(lián)、高端制造、云補(bǔ)端等關(guān)鍵場景應(yīng)用提供關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，為深化社會的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化提供新動能。

產(chǎn)業(yè)界應(yīng)做好充足的準(zhǔn)備，大步跨入5G-A時代。本文倡議如下：1)在5G-A關(guān)鍵新場景和新應(yīng)用，鼓勵企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用的研究、使用的嘗試，促進(jìn)新商業(yè)機(jī)會成熟，豐富5G-A價值應(yīng)用；2)在毫米波、6GHz等新頻譜上持續(xù)不懈創(chuàng)新，形成技術(shù)優(yōu)勢；3)加速存量頻譜向NR的重耕，形成新的價值和新的應(yīng)用；4)研究6G技術(shù)的5G化，加快技術(shù)的成熟，以5G-A的確定性應(yīng)對6G的不確定性；5)提前做好終端、模組、芯片廠家和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的協(xié)同發(fā)展，根據(jù)5G-A產(chǎn)業(yè)節(jié)奏，積極開展測試，推動5G-A在2024年成功商用。