國產關鍵技術持續突破，5G-A帶來的不只是10倍網速
【文/觀察者網 呂棟】
5G商用第五年，中國建設目標提前完成，通信網絡下一步該怎麼演進？如何將先進網絡基礎設施帶來的效能最大化？成為中國通信產業的必答題。
近日在中國5G發展大會上，工信部相關負責人介紹，截至今年10月底，中國5G基站總數已達414.1萬個，每萬人擁有5G基站29個，提前完成“十四五”發展目標。在國內，5G技術產業已構築起涵蓋通信芯片、終端、基站設備、設施儀表的完整產業鏈。
對普通用户來説，5G網絡帶來的最直觀感受，或許只是更快的網速。
但在B端，智能製造、智慧港口、遠程醫療、遠程教育等場景，彰顯了5G的更大價值。中國信通院等機構數據測算，5G商用五年來，直接帶動經濟總產出約5.6萬億元，間接帶動約14萬億元。2023年，中國以5G為代表的移動生態系統，創造約800萬個就業崗位。
技術的進步永無止境。尤其是當5G商用邁向縱深，更多場景、更多需求和更多痛點出現，推動着通信網絡繼續向前演進，5G-A正是在這樣的背景下成為確定性方向。
5G-A全稱是5G-Advanced，是5G向6G的過度階段，也被稱作5.5G。去年下半年以來，華為相繼完成5G-A全部功能測試和技術性能測試，在多項5G-A上下行超寬帶技術上取得重大性能突破；中興通訊也展示了5G-A十大創新產品和方案，推動技術商用落地。
作為5G的增強版，5G-A的上下行超寬帶能力提升10倍，可實現上行千兆、下行萬兆。但就像之前的通信技術演進一樣，5G-A帶來的也不僅僅是更快的網速，還有更低的時延和更高的可靠性，同時引入了諸多革命性的技術，為B端場景帶來更多賦能。
無源物聯就是5G-A的典型技術應用。
中國5G發展大會現場 圖源：觀察者網
相比傳統的有源物聯網，無源物聯網的核心在於端側“無源”，終端（標籤）無需外置電源或定期更換電池，而是通過能量採集技術量從周圍環境中獲取微能量（如射頻能、光能等），並進行數據傳輸和交互，具備低成本、低功耗、易部署和免維護等優勢。
中國移動的相關報告介紹，5G-A無源物聯網的服務架構大致可分為四個維度：
一是由無源物聯網標籤構成的“端”層，這些標籤無需外置電源，可以貼附或安裝在物品、車輛載具和人員上，且具備傳感能力，能夠監測數據；二是網絡層，無源物聯網網絡設備負責向無源物聯網標籤發射能量信號以供其工作，並接收標籤反射回的攜帶數據信號，之後通過有線或無線方式將數據傳送到無源物聯網管理平台；三是雲側，無源物聯網管理平台主要負責無源物聯網設備管理、終端數據的匯聚處理等，可實現對海量數據的快速處理和深度分析；四是應用層，基於無源物聯網數據，應用平台面向最終用户實現業務全流程管理，可將處理後的數據可視化、智能化，促進企業優化流程、提升效率，並做出更加精準的決策。
圖源：中國移動《5G-A無源物聯網應用案例白皮書》
“5G-A無源物聯網通過架構創新、算法創新、能力創新，解決傳統RFID性能受限、場景受限、自動化程度低等問題。通過連續組網、無縫覆蓋，實現‘局域+廣域’全要素、全流程、全生命週期可視化、自動化、智能化管理，可廣泛應用於各行各業資產管理、人員管理、倉儲管理、產線管理、以及環境監測等場景。”報告寫道。
在這次中國5G發展大會上，5G-A無源物聯技術也成為行業各方關注焦點。
華為無線5G-A物聯網解決方案首席陳俊在會上介紹稱，5G-A無源物聯在全產業共同努力下已經進入新的階段。相比傳統有源物聯的億級和十億級連接規模，蜂窩無源物聯的連接規模有望達到千億和萬億級，它的核心是使能“啞設備”實現基本的數字化和智能化，包括原材料、生產工具、貴重資產、快消品和包裝盒等，讓它們可以回答“我是誰、我在哪、我是什麼狀態”等等，並且可以上報最終的數量和規模等傳感信息。
他還提到，從行業需求出發，華為持續突破蜂窩無源物聯關鍵技術：在覆蓋側，基於運營商頻譜做了大功率基站和pRRU小站，能夠多頭端聯合供能和激勵，使能下行鏈路極大提升；在標籤側，設計了先進的蜂窩信道編碼以及更高效率的調振技術；在接收側，基於分佈式的聯合接收，提升上行解調的靈敏度，最終達成在室內條件下超過100米的覆蓋能力。
“行業比較關注的還有盤存準確率，現有技術只能達到95%左右，距離滿足行業需求還有一定距離。通過蜂窩網絡的Super Cell架構，我們可以聯合多頭端做分佈式調度，保證以不同的角度給標籤提供能量和下行信號，再結合多層立體的無線資源管理算法，最終達成準確率超過99.9%。在一些場景下，無源定位能力也是剛需，我們通過多頭端場強定位，疊加指紋匹配定位，再加上參考標籤，能提供基本的無源定位能力，進一步基於天線陣列支持到達角AoA的定位，能進一步提升定位精度，擴展剛需應用場景。”陳俊説道。
圖源：觀察者網
技術的理解是有門檻的，但實際應用效果是直觀的。隨着中國移動等三大運營商的5G-A商用逐步展開，一批無源物聯應用案例已經開始落地，並取得了可圈可點的成果。
浙江公牛集團通過部署5G-A無源物聯網模具定位管理系統，實現了模具管理的智能化和精細化。系統可進行全量模具的即時盤存與區域級精確定位，盤點時間從傳統的人工操作小時級縮短至2分鐘，並能夠提供3-5米級的精確定位，管理效率提升500%。得益於管理的自動化與高效性，公牛集團降低了模具丟失的風險，年均節省管理成本預計達100萬元。系統與公牛現有的模具管理MES系統無縫對接，支持模具全流程自動化管理，實現出入庫信息的動態刷新，確保模具的狀態、位置等信息即時更新，極大提高了管理的精度和即時性。
雲南楚雄復烤廠肩負着當地煙草行業的煙葉復烤加工任務。通過引入5G-A無源物聯技術，該廠極大提升了作業效率和精確度。一是通過全倉自動盤點技術，實現全庫上萬件煙框物料的快速盤點，盤點時間從至少1天縮短到5分鐘，顯著提高了盤點的速度和準確性。二是實現貨物自動化出入庫識別和跟蹤管理，出入庫準確率由95%提升至99%以上，大幅提升了企業的生產和管理效率；三是通過技術創新，解決了無源物聯技術在堆疊場景下的應用難題，實現了貨物在空間中的定位信息識別，找料時間由平均1小時大幅下降至5秒。
圖源：觀察者網
很顯然，5G-A無源物聯已經開始賦能行業，但這一切似乎才剛剛起步。今年被行業定義為5G-A商用元年，未來如何進一步推動技術落地，仍有諸多問題和挑戰。例如如何快速推進國際標準制定、如何進一步降低芯片等技術成本、如何探索更多應用場景等等。
在這次中國5G發展大會上，中國信息通信研究院首席專家續合元表示，5G-A首次將無源物聯技術引入蜂窩網絡，併成為5G-A在國際標準、產業升級、應用推廣過程中關注的重點技術，取得積極進展。下一步，要加速5G-A無源物聯標準研製，構建5G-A無源物聯驗證體系，探索5G-A無源物聯應用場景，進一步激發5G-A無源物聯發展潛能。
中國移動智能連接部總經理全建斌指出，政策支持、產業創新需求、輕量化低成本解決方案是5G-A無源物聯的關鍵要點。而中國電信研究院移動研究所副所長謝偉良表示，蜂窩無源物聯網應基於統一的技術標準，聚焦產業力量，優先定位差異化市場尋求突破。
事實上，無源物聯只是5G-A引入的諸多新技術之一，其他還包括通感一體、內生智能、確定性時延、精確定位等等，這些技術進一步拓寬了5G的應用範圍，能更好地匹配人聯、物聯、車聯、高端製造、感知等場景，包括網聯無人機、地空通信、虛擬／增強現實等。
今年6月，5G R18標準已經正式凍結，為5G-A提供了第一個版本的國際標準，為有關各方豐富和發展5G-A技術，並開發5G-A產品提供了根本依據，將進一步推進5G網絡面向5G-A演進。在行業人士看來，R18是5G進入下半場的發令槍。在技術和標準方面，我們應推動R19標準化，銜接6G提前佈局R20；推進近期技術形成面向落地的技術方案，對於6G中比較成熟的技術可考慮提前在5G中引入，實現6G技術5G化。