5G还没用上，5。5G又来了？

　　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、5GAdvanced、R17、R18的关注热潮。
　　对外行人来说，会比较迷茫
　　什么是5GAdvanced？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。
　　到底什么是5。5G
　　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23G时就开始了。GPRS就曾被称为2。5G，介于2GGSM和3GUMTS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LTEAdvanced，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5GAdvanced。
　　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56个Release。
　　这次出现5。5G，其实就是把R15R17作为5G标准的第一阶段，而R18R20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（20282030年左右）。
　　所以说，5。5G（5GAdvanced）就是5G和6G之间的过渡和衔接，大概会持续5年以上。
　　5GAdvanced被正式确定为5G演进的名称，是在2021年4月。2021年12月，3GPPSA2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5GAdvanced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5GAdvanced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）
　　5。5G包括了什么内容？
　　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，5GAdvanced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），5GAdvanced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。
　　5。5G的技术演进路线
　　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3G4G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WiFi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5GNRU（5GNewRadioinUnlicensedSpectrum）。
　　5。5G的更大垂涎目标，是6GHz频段。这块大肥肉，谁都想要，WiFi6E和WiFi7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。
　　这是基于我们手机互联网的常用数据消费习惯决定的。大家想想就明白了，我们大部分时间都是在看视频，看网页，玩游戏，所以，下行数据量需求，明显大于上行（上传）。
　　为了解决这个问题，有两个办法：一个是我以前介绍过的上下行解耦（链接），就是用覆盖能力更强的低频频段，做上行，然后高频用作下行。另一个，是在帧分配上做文章，将更多的帧用于上行，改变上下行比例。
　　值得一提的是，解决时延问题，也是主要在帧和时隙上做文章。如果把帧变得更小、更灵活，相当于汽车变摩托，就可以减小空口的时延值。
　　为了更灵活地实现上行、下行需求，3GPP还在传统FDD和TDD的基础上，搞灵活双工，捣鼓了XDD，也就是FDD和TDD混在一起用。例如下行频分，上行时分这种，把灵活性玩到极致，怎么高兴怎么来。
　　频谱换带宽之后，不可避免要遇到覆盖问题。
　　我之前文章反复提到过，频率越高的频段，波长越短，绕射能力差，覆盖距离短。2。6GHz、3。5GHz、4。9GHz，一个比一个覆盖能力差，他们要抢的6GHz，覆盖更差。
　　所以，要解决覆盖问题，又要做很多文章。
　　目前来看，主要的研发方向，就是天线技术。
　　华为的大佬说，6GHz赫兹比2。6GHz频段，在空间传播损耗上多了7个db的损耗。想要弥补这个损耗，就必须搞比现在大规模天线阵列（MassiveMIMO）更牛逼的超超超大规模天线阵列。
　　图片来自华为，ELAAMM就是超大规模天线阵列MassiveMIMO
　　192256个振子不够，直接干到700甚至1000个振子以上。通道数也要跟着飙升，192个以上。
　　振子数量越多，波束赋形越厉害，把波压得扁扁的，覆盖距离就能增强。
　　空口能玩的花样，真的不多。5。5G乃至6G的网络核心指标，基本上就指望频谱和帧结构，前路渺茫。
　　不过话说回来，泛在万兆下行的场景到底有多少，我还是非常怀疑的。去年元宇宙爆火，带动了XR产业。即便是XR，也用不到万兆。
　　万兆需求有可能存在的，我能想到的，只有全息通信。说实话，这玩意我觉得还很遥远。
　　说完了无线空口，我们再来看看别的。
　　承载网就不说了，传输技术一向都是自己玩的，和3GPP没啥关系，5。5G也没怎么提及。想要了解这部分知识，可以看我之前单独分析过传输技术的演进走向。
　　重点再看看核心网。
　　在5。5G里，核心网的发展方向还是老调重弹的云网融合、云网一体。现在算力网络很火，也有带动5G云核心网发展趋势的一些微妙变化。
　　5G目前已经实现了核心网的云化、虚拟化。SBA架构已经落地成型。从效果来看，好处并不是很明显。照我个人的看法，其实还是伪虚拟化，厂商强绑定。
　　运营商正在做的是，是融合。也就是说，将234G核心网，全部融入到5G云核心网里面，简化网络架构，减小网络运维负担。
　　在云网融合的大趋势下，运营商很有将电信云彻底与互联网云合并的冲动，但是步子有点大，不是太敢这么干。毕竟电信业务是自己的根基，万一出问题，担不起这个责任。
　　在现有云化的基础上，运营商也在考虑进一步推动云原生，希望让自己的云变得更灵活，更适合开发和测试。云原生还有一个好处，就是可以通过软件优化，进一步提升硬件资源的利用率，也就是提高投资回报率（还是为了省钱）。
　　核心网深入云化，据说也是实现网络内生安全的一个前提条件。
　　我对内生安全了解的不多，但是我一直觉得这个概念比较悬乎。我觉得所有的安全都应该是基于算力的，单纯从架构上进行设计改进，就能实现安全，是一件无法想象的事情。（改天专门聊一下这个话题。）
　　提到云核心网，就不得不提到边缘计算。
　　边缘计算是云计算算力的下沉，它给运营商打开了一个全新世界的大门。运营商们突然发现，原来自己网络的各个节点上，都可以部署算力。由此，孵化出了很多的应用场景。尤其是面对企业toB专网方向，边缘计算可以满足很多低时延、大带宽场景的要求，所以发展前景广阔。
　　互联网厂商和运营商，都盯上了边缘计算这块大蛋糕，运营商手里有网，互联网厂商手里有云技术，所以互有攻守。
　　有一个技术，在无线接入网、承载网、核心网都有落地，而且是现在通信行业研究的热门，那就是AI人工智能。
　　AI是个万金油。它是算力的一种表现形式。
　　通信领域各个环节的技术，发展到最后，都是数学和计算。例如高阶调制（1024QAM以上），例如无线网络优化、仿真，例如承载网SDN的路径规划，再例如核心网的切片编排、资源调度。
　　5。5G阶段，各个通信企业会继续加强AI的投入力度。有的是为了实现更强的算法，提升网络指标，改善用户体验。有的是为了搞模型，优化网络，实现网络自管理、自主故障恢复，减少网络运维成本。也有的是为了节能省电，判断负荷变化，动态调整功率。
　　未来几年，相信会有大量的AI通信案例出现，网络的运维模式可能会发生颠覆性的变化。
　　除了增强自身已有的能力之外，5。5G还在试图探索更多的应用领域。
　　其中，就包括高精度定位、测距和感知增强。这类的需求主要来自车辆定位管理、物流跟踪以及资产管理。主要应用的方向是卫星无法覆盖的室内场景，以及卫星和其它技术无法达到的高精度场景。
　　在专家们的设想中，5G不是仅仅用于通信的，还可以像雷达一样，对环境进行感知，捕捉和测算出目标对象的距离、速度和形状。这就是所谓的通感一体化。
　　空天一体化，也是5。5G的研究重点。限于篇幅，改天专门再聊吧，先挖个坑。
　　最后我想说一下无源物联网。
　　前面我说过，5。5G也是要蹭热点的，元宇宙要蹭，无源物联网也要蹭。
　　我以前曾经详细介绍过无源物联网（链接）。其实说白了，就是终端不带电源、电池。通过网络，去照射终端，让终端像公交卡RFID技术一样，感知网络的照射，做出反应，从而反馈数据。
　　它具备低成本、零功耗、易部署的优势，将来我们所有的零售商品，都可能搭配无源物联网技术，实现商家对商品的管理。
　　这个技术也没有想象得那么简单，除了空口需要更简洁的协议之外，安全认证、网络架构优化，都有很多的工作要做。5。5G潜在的竞争对手也很多，在无源物联网方面，自己不一定占优势。
　　结语
　　好了，洋洋洒洒说了那么多，大家应该对5。5G有所了解了。它的关键技术其实还有很多，但大致方向我基本上都已经提到了。
　　5。5G的发展思路，和前几年我们研判6G时的预测，基本是一致的。
　　概括来说，就是能力强化、引入AI、以及功能融合。让自己变得更强、更易于维护、更绿色环保、更省钱省人力，这样才能更好地发挥自己联接力的价值，为算力服务，为数字化转型服务。
　　R18目前已经上路，5。5G究竟何去何从，让我们拭目以待吧。