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拉菲8【QQ223345】原标题:已经商用一年多的5G,其实现在才真正起步

前言:权威的技术会议,道出了5G的短板

2020年7月1日,我们三易生活曾详细报道过由全球移动通信系统协会(GSMA)举办的5G技术大会“Thrive·万物生晖”。在那次活动中,来自全球的通信专家齐聚一堂,分享了关于5G网络建设、5G技术发展、5G商业应用的种种成果与最前沿观点。

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不过正因本身是严肃的行业学术活动,所以也绝非是“报喜不报忧”的。事实上就在此次活动中,时任华为轮值董事长郭平在讲述5G应用情况时就曾明确提到,当时的工业应用并没有能够发挥出5G全部潜力,因为它们普遍都只用到了5G的eMBB(增强型移动宽带)这一种应用场景。

拉菲8【QQ223345】如果大家有关注过5G技术,或许都知道5G有“三大应用场景”。其中eMBB正如名称所示的那样,其实主要是面向手机、笔记本电脑等消费类设备的。而5G剩下的两大应用场景,mMTC(海量机器连接)和URLLC(高可靠低延迟)才是真正为物联网、为工业机器人、为自动驾驶等等领域而来的技术。

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那么问题就来了,为什么直到2020年7月,行业领袖在介绍5G的工业应用时还会特意指出,如今的工业5G网络其实使用的是与之并不相符的消费级技术这个事实呢?

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这是因为,早期的5G技术本身就有些问题

其实在这样的尴尬局面背后,是5G技术本身制定与发展过程所埋下的伏笔。首先大家要知道,虽然我们现在经常说5G技术和5G设备发展速度很快,但实际上早在2015年6月,国际电信联盟(ITU)就已经确立了5G技术的学名是“IMT-2020”,并规定了20Gbps(两万兆比特每秒)作为5G网络的期望带宽指标。

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然而从2015年确定5G的正式名称、5G的无线电频率,以及5G的理论网速,到3GPP在2018年正式发布第一份可用的5G标准3GPP Rel-15,中间足足花了三年多的时间。

更糟糕的是,根据3GPP RAN全会副主席徐晓东,3GPP SA2工作组副主席孙滔在此前接受媒体采访时的说法,2018年的第一版5G标准(Rel-15)其实是个相当仓促的产物。它不仅没能实现ITU规定的20Gbps带宽,甚至就连本文开头所说的“5G三大应用场景”都没能完全支持。

换句话说,就是第一版的5G规范,其实是为了让各国运营商先搞出一个“能用”的5G手机网络,让普通消费者用上5G手机,推进5G在公众中的认知度再说。至于这样的5G网络成本(费用)是否够低、速度是否够快、功能是否全面、工业领域是否适合,当时其实都还没有太多的考虑。

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是的,5G标准最早的制定过程其实颇有“前期画饼、后期赶工”的嫌疑,这也直接导致了初版5G规范的不完整和不成熟。然而,对于5G芯片及5G设备的研发和生产厂商来说,摆在他们面前的,当时也就只有这么一部毛病颇多的“3GPP Rel-15”规范可用。于是乎,这自然也导致了后来工业5G设备不支持工业专用5G技术,反而是用的手机领域相关技术,以至于应用场景严重受限的结果。

5G何时才有“完全体”?软硬件条件现已齐备

从某种程度上来说,自2019年5G商用开启后最早的那一批用户们,确实是为5G的完善与建设当了“小白鼠”。但好在3GPP后续并没有让大家等太久,2020年7月4日,3GPP Rel-16标准正式宣布。相比两年前仓促的Rel-15标准,新规范不仅仅对5G手机网络的能效、信号强度、成本控制、可用频段等方面进行了针对性的补强,还终于实现了对5G“三大应用场景”中另外两项的支持。

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很显然,对于5G芯片和硬件厂商来说,3GPP Rel-16的发布,意味着他们终于可以推出功能完整,且网络表现更加强大的5G基带和5G SoC了。于是乎,七个月之后的2021年2月9日,我们迎来了全球首批符合3GPP Rel-16规范,完整支持5G三大应用场景的基带解决方案——高通骁龙X65与骁龙X62。

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骁龙X65和骁龙X62有什么特点?首先从制程和架构上来说,这两款基带都将会采用新的4nm半导体工艺,并使用新的“可升级架构”。所谓可升级架构,指的是它们可以通过安装不同的软件包,实现对不同运营商网络、5G标准的深度适配和再优化。例如假设某地某运营商在一段时间里升级了基站设备,启用了一些新的5G技术,以往消费者可能需要更换新手机才能享受到增强的网络体验,但骁龙X65和骁龙X62只用升级一下系统或固件就能直接适配新的网络,大幅降低了5G设备的长期使用成本。

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其次从网速表现上来说,骁龙X65此次率先在业内支持了1GHz频宽的毫米波网络,以及300MHz频宽的Sub-6GHz网络。这使得它成为了当前行业里唯一一款可以达到10Gbps 5G连接速率的基带方案。即便是定位较低的骁龙X62,也支持400MHz的毫米波频宽和120MHz的Sub-6G频宽,这意味着它的5G吞吐量也高达4Gbps,虽然低于骁龙X65,但依然比部分竞争对手的旗舰5G SoC网络性能还要更高。

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最重要的是,由于骁龙X65和骁龙X62是行业中首批根据“完全版”5G规范3GPP Rel-16开发的基带方案。这意味着它们不仅可以被集成到手机SoC里使用,同时也可以用于真正的5G车载自动驾驶方案、用于5G工业机器人设备、用于5G物联网体系。毕竟相比于当前其他只有高网速,没有低延迟、没有大连接特性的5G基带,骁龙X65和骁龙X62也解决了工业5G、企业专用网5G,以及智能驾驶5G使用场景“缺芯”,只能用手机5G基带临时顶上的尴尬。换而言之,对于这些领域来说,它们真正的5G体验革命从现在才算是刚刚开始。

未来5G网络将走向何方?毫米波和AI天线或是重点

不难发现,无论是高通骁龙X65还是骁龙X62,在基础性能与应用场景方面相比此前基于“半吊子规范”3GPP Rel-15的那些5G基带,有着巨大的进步。但是除了网速更快和应用范围更广之外,作为业内首批基于新版5G规范的基带方案,骁龙X65和骁龙X62实际上还进一步透露了关于未来5G网络和5G手机的更多细节。

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首先不得不提的一点,就是骁龙X65和骁龙X62不仅都同时支持毫米波和Sub-6GHz网络,而且通过搭配新的QTM545毫米波天线模组,这两款基带芯片甚至还增加了对41GHz毫米波频段的支持,同时吞吐量也有明显的提升。

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为什么基于3GPP Rel-16新规范的基带,要格外注重毫米波网络性能?原因很简单,一方面是因为在目前的技术条件下,Sub-6GHz频段本身已经成为5G带宽进一步上升的瓶颈,要想实现5G带宽的进一步提高,毫米波网络必不可少。就拿我国来说,最迟到2022年,运营商就会正式使用毫米波5G网络来服务北京冬奥会。因为现有的Sub-6GHz频段不够快,无法满足届时8K+5G多机位直播的带宽需求。

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另一方面来说,在3GPP Rel-16中也首次提出了被称为“NR-U”的5G新频段方案。简单来说,这是一种运行在WiFi、对讲机等其他设备“免许可频段”上的5G网络。由于NR-U频段不同于商用5G网络频段,因此其与这类5G网络不连通,同时还可以实现更大的带宽和连接数,更适合用于自动化工厂和企业内部加密网络等使用。

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但问题就在于,NR-U 5G网络主要有两个频段,其中6GHz-7GHz频段会与WiFi 6E以及未来的WiFi7技术冲突,只有60GHz以上的毫米波频段,才能够具备更“干净”的频谱资源。因此在3GPP Rel-16中也明确提到,60GHz以上的NR-U方案会是未来的重点方向,也会成为未来5G精准定位、5G边缘计算等应用的工作频段。换而言之,作为首批基于Rel-16新规范的5G基带产品,骁龙X65与骁龙X62格外发力对毫米波网络的支持,自然也就是因为它原本就是新版5G规范力推的方向。

其次大家要知道,对于如今的5G设备来说,“提升网速”的方式除了使用本身频宽更大的毫米波频段外,还有一个重要方式就是载波聚合,简单来说就是通过多个天线模组的网速叠加,让设备带宽更高。但是这样一来就会产生一个新的问题,那就是手机内部天线数量多了之后,就不可避免地会被握持手机的手所遮挡。

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在以往的设备上,解决天线遮挡问题的办法,是通过预设数个天线工作模式(比如横屏模式、竖屏模式、游戏模式等等),然后通过传感器对握持姿势进行判断,从而切换天线工作模式。但是用户捏握手机的方式是不同的,而且传感器的检测结果并非100%准确,这就会存在天线模式切换错误,导致手机信号表现下降的可能性。

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针对这一点,高通在骁龙X65与骁龙X62上首次引入了“AI辅助信号增强”技术。通过将AI模式引入到天线工作模式的检测以及手机握持姿势的判断过程中,使得未来的5G手机将能够以快得多的速度,选择最优的天线组合。这样一来,不仅5G手机的网速和信号会得到强化,更重要的是多天线协同工作的能力也会大幅提升,从而为实现5G“载波聚合”提供优质的设备基础。

众所周知,如今大家所能用到的5G网络,峰值带宽大概是在1Gbps左右,不仅并未与家用有线宽带拉开差距,甚至也并没有催生真正现象级的“5G应用”。

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但如果5G网络的带宽猛增十倍到10Gbps,如果它同时能够连接的设备数量变成现在的成千上万倍,如果它的网络延迟从现在的30毫秒左右降低到10毫秒以内,如果它的应用范围从现在的主打手机变成真正的“万物互联”呢?

很显然,3GPP R拉菲8【QQ223345】el-16规范才真正定义了5G完全体的新标准。而以这一全新标准为基础的高通骁龙X65和骁龙X62基带,也将成为5G真正能够惠及各行各业,并改变大家未来生活的关键所在。

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