5G進入下半場，衛星通信和XR等領域有望取得突破

長久以來，通信產業從2G、3G、4G發展到5G，移動通信技術大概按照每十年一個代際的速度向前發展。

進入5G時代後，爲了實現全球技術演進的協同，全球最大的國際通信標準組織3GPP會定期將一批5G技術標準凍結，也就是5G Release版本。

目前5G總共規劃了6個Release版本，當下最新版本是2月底即將凍結的Release 18（簡稱Rel-18），它與隨後的Rel-19和20被統稱爲5G Advanced（簡稱5G-A）。

2月26日，在西班牙巴塞羅那開展的世界移動通信大會（MWC）上，中國移動等多家公司也發佈了5G-A的最新商用計劃。

今年是5G發展的第五個年頭，工信部一直在鼓勵推動5G-A的發展。對於用戶來說，5G-A最直觀的感受是速度的巨大提升，5G速度將達到每秒10GB。

伴隨着5G速率的進一步提升，相關應用數量在不斷增加，用戶對觀看視頻、打視頻電話等體驗的要求也越來越高。工信部在推動的信號升級計劃，就會重點提升用戶在移動過程中的信號切換體驗。

5G-A不僅是5G發展進場的下半場，也被視爲6G研究的初始階段，兩者相互交織密不可分。

從Rel-18開始，產業界已經對XR（擴展現實）、衛星通信和無源物聯網等領域進行了諸多探索，在人工智能技術加持下，這些領域將有更多成熟的應用落地。

無論是通信產業、互聯網產業還是民用航天產業，也都將受益於5G-A的技術進步，並最終改變終端用戶的體驗。

聚焦人工智能研究

在5G-A未來的發展中，行業將重點研究面向下一代無線接入網絡的人工智能（AI）和機器學習技術（ML）。人工智能有望在信道反饋、波束管理和精準定位方面發揮重要作用。

高通公司與國內幾大電信運營商、無線通信標準組織和通信企業有廣泛合作。高通技術與標準副總裁李儼告訴界面新聞，在Rel-19標準的研究中，將採用類似於生成式人工智能的概念，也就是“two side”信道反饋。

該技術能將發射和接收端數據進行結合，通過AI運算來優化對信道的識別與感知，提升用戶的網絡下行吞吐量，並減少上行開銷。

人工智能還將被應用在網絡側，來優化無線網絡的控制，提高移動性管理能力。

在5G-A階段，運營商有望藉助於AI直接和輔助定位模型，面向不同的室外和室內場景，提升定位精度，精準識別和預測用戶的切換方向，並選擇對應的基站進行監管。

這能讓基站及時接入切換進來的手機，改善用戶在物理空間移動過程中的信號切換體驗。

XR的核心難題有望被解決

目前XR最敏感的問題就是時延和掉幀問題，在Rel-19版本中將重點增強這方面的性能，極大改善XR的應用體驗。

採用多通道傳輸的方式後，將多個鏈路捆綁在一起，當一個通道出現問題時，其他通道仍然可以正常工作，從而降低整體擁堵的概率，提高可靠性。

業界還需要考慮如何在多個通道之間進行數據合併，以及在丟失包時如何快速恢復的問題。這個過程的難度很大，因爲所有操作都需要在1~2毫秒內完成，但完成後的體驗提升將是顯著的。

在高通與工體合作的XR實驗場景中，經過技術優化，一個小區能支持的用戶數量提升了3倍，這使在小區範圍內組織XR電競賽事成爲可能。

更值得關注的是，在去年蘋果發佈Vision Pro之後，如果出貨量達到預期，市場反響不錯，也將直接推動整個XR乃至元宇宙產業的發展。

衛星通信發展提速

隨着低空經濟話題這兩年越來越熱門，NTN（Non-Terrestrial Network非地面網絡）也備受關注，它主要覆蓋在空中運行的通信網絡。

目前業界主要聚焦在MEO/LEO（中/低地球軌道）衛星和GEO（地球靜止軌道）衛星兩大類。其中GEO衛星位於36000公里以上的地球靜止軌道，用戶與衛星之間的相對位置保持不變。

而LEO（低地球軌道）衛星位於500至1200公里的高度，目前比較熱門的衛星互聯網業務大多依賴於此。比如馬斯克SpaceX公司的Starlink衛星就部署在600公里高度。

低軌衛星距離地面較近，信號強度較大，需要實現大帶寬的通信，並且保持良好的通信質量。

在此前的技術方案中，產業採用的是彎管方式，即通過衛星進行信號轉發，所有的處理工作都放在地面。未來在Rel-19版本中，衛星將成爲一個基站，負責處理這些信號。

將信號處理前移有很多好處。首先能提高信噪比，提高接收的可行性。因爲轉發去衛星再發回地面會產生額外的兩倍噪聲，直接在衛星上處理只會產生一倍噪聲。

其次，星間協調將成爲可能，衛星之間能通過激光鏈路進行通信，實現空中的多傳輸體分級，讓兩個衛星進行協同。

在未來一兩年中，隨着低軌衛星數量的增加，更多民營資本開始介入衛星通信領域，未來將有能力做幾兆帶寬的網絡速率。

比如SpaceX與T-Mobile的合作，將衛星連接到手機，已經開始進行基礎短信類的測試，h甚通話能力的測試也在預期之內。而AST SpaceMobile的進度更快，已經在手機上提供大於1兆速率的上網服務以及通話服務。

無源物聯網有望成爲現實

在Release 19中也特別提出了一個概念：Ambient IoT（無源物聯網）。

在當下的通信領域，所有設備都需要配備電池，電池的體積決定了整個設備的大小。但用戶需要的某些功能其實功耗很低，自然環境中的蓄電就能滿足，不需要獨立的電池。

將自然界中的能量收集起來後，可以用反射或者放大的方式再把信號發出來。去掉電池後，僅含天線和半導體元器件的設備就能做得小巧輕薄，像印刷卡片一樣貼在任何物品上，實現類似於RFID（射頻標籤）的無源。

如果將設備的功耗做到很小，比如只有1毫瓦，就能實現在幾米範圍內的信號傳輸。在這個框架下，3GPP還允許將範圍做得更大，通過持續收集能量的方式，在固定時間之後將這些能量釋放出來，就可以傳輸得更遠。

Ambient IoT就可以實現這個更遠的傳輸，這項功能的開發對整個物聯網，尤其是低功耗、低成本的物聯網有巨大的推動作用。