高通中国区研发负责人徐晧:5G Advanced 发展增速,为 6G 奠定技术基础
5 月 16 至 17 日,2024 世界電信和信息社會日大會暨系列活動在浙江寧波舉行。在 17 日下午舉行的 5G-A 建設與應用創新發展論壇上,高通中國區研發負責人徐晧發表了題為《持續推動 5G Advanced 技術演進》的演講,從技術賦能的角度闡述了高通對于包括 5G Advanced 在內的先進連接技術和趨勢的看法,以及高通在推動創新應用和場景落地方面所做的努力,并著重探討了 3CC+1024QAM、XR、子帶全雙工(SBFD)、無線 AI、A-loT 等幾個值得關注的技術領域。
當前,5G 發展已行至中場,5G Advanced 正在加速落地,不僅將進一步釋放 5G 全部潛能,還將為 6G 奠定技術基礎,加速推動未來十年的創新。在論壇中徐晧表示,作為移動通信行業的技術賦能者,高通致力于持續推動 5G Advanced 技術演進,開展關鍵技術演示,并推動相關應用場景的落地。他強調,高通在推動 5G Advanced 技術演進和商用部署的同時,也在非常積極地推動 6G 相關技術的研發。未來,高通期待與合作伙伴一起,共同推動 5G Advanced 和 6G 的發展。
以下為演講實錄:
大家好,我是高通公司中國區研發負責人徐晧。今天很高興有機會與大家分享,高通在持續推動 5G Advanced 技術演進過程中的一些觀察和取得的成果。作為移動通信行業的技術賦能者,高通致力于持續推動 5G Advanced 技術演進,開展關鍵技術演示,并推動相關應用場景的落地。
當前,我們正在經歷 5G Advanced 向 6G 演進的過渡階段。從研發的角度來說,高通在推動 5G Advanced 技術演進和商用部署的同時,也在非常積極地推動 6G 相關技術的研發。當前,行業正在開展 Release 19 標準版本的研究工作;明年 Release 20 也將正式開始推進,其中包含了更多向 6G 演進的相關技術研究工作。
從 Release 15 到 Release 19,我們已經經歷了 5 個 5G 標準版本。實際上,平均每 1.5-2 年就會出現一個新的標準版本,在每個標準版本中又包括了非常多的技術。從 5G Advanced 的商用部署情況來看,現在大家看到的很多技術演示和應用,都是從此前版本中的相應技術演進而來的。
首先我想與大家分享的是 Release 19 中涵蓋的關鍵技術。從高通的角度來說,Release 19 標準版本可以大致分成四個不同的技術演進方向。首先是持續的系統增強,包括傳統的上下行 MIMO、移動性增強、拓撲增強(例如中繼器、直連通信增強)、以及自組織網絡優化等技術。
另外三個技術演進方向相對而言更加重要。第一個方向是用例的進一步多樣化,其中 Ambient IoT(無源物聯網)是一項重要用例。目前已經有很多關于 Ambient IoT 的技術研究成果。在 5G 發展早期,NB-IoT(窄帶物聯網)和 eMTC(增強型機器類型通信)技術已經得到了初步發展;隨著 5G 技術的持續演進,NB-IoT 和 eMTC 技術逐漸發展成熟,例如實現了 NB-IoT 與 5G 的融合。行業現階段關注較多的 Ambient IoT,也將隨著 5G 向 6G 的演進持續發展。另一項重要用例是衛星通信,目前很多偏遠地區還無法實現網絡覆蓋,而衛星通信技術可以實現對這些區域的通信支持,同時也是擴大覆蓋范圍的有效方式。此外還有 XR 和元宇宙,稍后我也會詳細介紹高通在 XR 和元宇宙這一用例中取得的進展。
第二個重要的技術演進方向與全新的先進功能有關。其中,雙工演進是提高頻譜利用率的有效方式,我在稍后的分享中也會展開闡述;其次,Release 19 也將關注中高頻段頻譜,即 7-16GHz 頻段(FR3 頻段),也就是針對 Sub-6GHz 或 Sub-7GHz 以及毫米波頻段之外的頻譜進行擴展。最后是我們在 6G 相關討論中經常提及的技術,例如通信感知一體化、無線 AI / ML、網絡節能和低功耗喚醒接收機技術。接下來,我將具體介紹五個值得關注的技術領域。
第一個領域是 3CC+1024QAM。近期,高通聯合中國移動、中興通訊和小米共同完成了 5G Advanced 下行 3CC CA(三載波聚合)+1024QAM 全球首秀,實現單用戶下行速率約 5.4Gbps 的里程碑,為更多有高速率需求的應用提供可能。
第二個領域是 XR,Release 18 已經開始進行專門面向 5G XR 用例提供的系統增強特性,包括 KPI(關鍵性能指標)和 QoS(服務質量)、應用感知、能效優化和容量增強。5G Advanced Release 19 旨在進一步提升系統效率和用戶體驗,希望通過 5G 打造增強型 XR 體驗。
面向 XR 應用,我們致力于將音頻、視頻、傳感器等不同流量類型同步傳輸到 XR 終端。當前的 AI 大模型已經能夠生成多種形式的內容,比如視頻或音頻;未來我們會看到越來越豐富的 XR 內容,更多的 XR 內容也將推動 XR 應用的發展,為更多用戶帶來更好的 XR 體驗。此外,Release 19 也提出了改善調度、增強用戶面等一系列需求。
接下來為大家介紹一下高通與中國移動、中興通訊、當紅齊天合作完成的技術演示。我們攜手帶來了 5G Advanced 支持的多玩家大空間 XR 體驗,該演示也展現了 XR 商用化的典型應用場景。以 XR 游戲業務為例,一個普遍存在的痛點是,傳統的 XR 渲染算力仍舊依靠的是背包解決方案,這一方案需要通過 Wi-Fi 連接支持算力在邊緣側和云端運行,在 XR 游戲場地內能支持的用戶數量非常有限,在玩家人數較多的情況下,通過 Wi-Fi 實現 XR 多用戶連接的效果不是很理想。基于 Wi-Fi 無線解決方案,大概每次僅能維持半小時到一小時的連接,單次也只能支持大約 8 個用戶同時進行 XR 體驗。
如果我們通過毫米波網絡連接邊緣云和 XR 終端,單基站就可以支持大約 50 個用戶同時在線。在第一批用戶(前 8 個人)進入場地開始體驗之后,稍過幾分鐘就可以讓第二批用戶進場體驗了。在同樣的場地,通過 5G Advanced 優化后的 XR 業務可以實現成倍增益,通過系統層面的優化,我們可以將 XR 商業部署做得更好。
接下來再為大家講一講全雙工演進。推動全雙工演進,需要在基站和終端領域有大量的技術儲備。實際上,在 5G 網絡建設初期,全雙工就已經成為了一項重要技術;在 5G 發展后半程的技術標準中,我們更側重于發掘全雙工的關鍵應用場景。
Release 18 為面向未來的全雙工奠定了基礎,其中一大關鍵技術領域是研究子帶(subband)非重疊全雙工和動態 TDD 下的潛在增強特性。雖然目前尚未實現同時同頻全雙工,但是作為邁向同時同頻全雙工的關鍵一步,子帶全雙工技術是當前研究的重點。子帶非重疊全雙工面臨的最大挑戰是,在發射信號的同時要接收信號,發射信號功率通常比接收功率要高幾十倍甚至幾百倍,這可能導致完全接收不到信號。這種情況下,如何讓子帶非重疊全雙工技術更好地發揮作用呢?
第一種方式是收發天線隔離,實驗室測量數據表明,天線隔離能夠實現 80-90 dB 的隔離。第二種方式是利用上下行頻率隔離,這就是剛才提到的在不同子載波之間的隔離,通過這樣的方式能夠達到超過 40 dB 的隔離。以上兩種方式加起來能夠實現 120 dB 的隔離。最后一種方式則是自干擾抑制,這取決于接收信號的終端功能,比如通過手機端或者基站端可以進行一定的干擾消除。
此外,在今年的 MWC(世界移動通信大會)巴塞羅那期間,高通還帶來了另外兩種干擾消除技術的演示。第一項演示是通過智能調度使得用戶終端(UE)之間能夠更好地進行干擾消除。對于距離非常近的兩個 UE,將其調度到不同的子載波或不同的時域來進行干擾消除;另一項演示是通過收發波束消零(Beam Nulling)技術來降低 gNB 間的跨鏈路干擾,抑制來自另一個 gNB 或另一個 UE 的信號干擾。
AI 方面,我們今天也談到了很多相關技術。Release 19 標準討論中有五個 AI 相關的重點技術方向,其中三個聚焦物理層,分別是信道反饋、波束管理以及精準定位。這三項基于物理層的關鍵技術方向在 Release 19 標準討論當中是非常主流的項目。另外兩項技術方向則聚焦網絡端,一個是利用 AI 和 ML(機器學習)實現網絡端性能的優化,另一個是利用 AI 和 ML 來增強 5G NR 的移動性。AI 的優勢在于,針對傳統通訊技術沒有辦法解決的問題,AI 可以克服這些挑戰。
高通研發部門還進行了一項 OTA 實驗,研究 AI 如何賦能更高效的毫米波波束管理,比如更快地定位 UE。傳統的方式是,先通過一個寬的波束定位 UE,再借助多個較窄波束的波束反饋來確定 UE 位置。借助 AI,我們能夠直接從寬波束反饋的信息當中,通過 AI 和 ML 預測來找到窄波束的位置。高通研發部門進行的相關實驗對比了寬波束、寬波束 + 窄波束以及寬波束 + AI 這三種方式,數據表明,寬波束 + AI 和寬波束 + 窄波束這兩種方式,能實現幾乎一致的吞吐量。在吞吐量大致相同的情況下,AI 賦能的毫米波波束管理能夠更好地降低終端和基站的功耗,這是利用 AI 提升系統管理效率的很好示例。
在物聯網領域,我們也可以看到非常多的技術,例如 eMTC、NB-loT、RedCap(也被稱作 NR-Light),以及當前行業較為關注的 Ambient IoT。大家可能會問,在 5G Advanced 或者是在 6G 中,Ambient IoT 最顯著的技術優勢是什么?實際上,Ambient IoT 的使用成本不見得比 NB-IoT 低。Ambient IoT 最大的優勢是無需供電,也就是不需要換電池。如果 Ambient IoT 技術的使用成本能夠繼續下降,再結合該技術無需電池供電的優勢,我們就可以把這項技術應用到倉儲和物流行業中 —— 這是當前較為重要的應用場景。此外,我們還會在各種物聯網應用場景中同時采用 Ambient IoT、NB-loT、eMTC、RedCap 等技術,通過使用這些面向不同層級物聯網終端和服務的技術,實現對物聯網應用場景的全方位覆蓋。
除上述提到的五個值得關注的技術領域,還有一個很重要的技術領域,我在今天的分享中沒有詳細闡述。當前,除了將移動通信技術運用于各類終端中,還出現了很多終端側生成式 AI 賦能的智能終端,包括 AI 智能手機、支持大模型功能的智能網聯汽車、人形機器人、AI PC 等。面向這些終端,我們開展了相應的技術研發并推出了相關產品和解決方案。我們希望通過各類觸手可及的終端,讓更多人能夠享受到終端側生成式 AI 賦能的出色體驗。
近兩年我們可以看到,智能終端產業鏈上的幾乎所有企業,都在非常積極地推動大語言模型(LLM)、多模態模型(LMM)、大視覺模型(LVM)和其他 AI 模型在智能手機和其它終端類型上的應用。未來,終端側生成式 AI 能夠助力實現更加豐富的功能,比如利用 AI 生成視頻和更清晰的圖像、利用 AI 與機器人進行對話等,終端側生成式 AI 有望為智能終端產業開辟更多全新的應用場景。
今天由于時間原因,我重點介紹了五大值得關注的技術領域,但與此同時,我們也在推動更多技術創新和演進,例如在 5G Advanced 階段,我們正推動先進的毫米波部署,包括通過無線 AI 進行互操作性測試。在今年的 MWC 巴塞羅那期間,我們還展示了全球首個為運行于 13GHz 頻段而打造的超大規模 MIMO 天線原型系統,助力無線通信行業探索利用中高頻段新頻譜,為 6G 時代的到來做好準備。
此外,我們還在面向數字孿生網絡的實時 OTA 測試平臺中,展示了物理空間高保真建模、射頻傳播和網元動態如何提供更佳的用戶體驗和新功能,并展示了通往亞太赫茲之路的多項技術演示。同時,我們還致力于將 5G 擴展至移動寬帶之外的服務,包括先進的汽車連接、無界 XR、廣域物聯網 RedCap 演進、太空 5G 通信(5G NTN)以及 5G 廣播。未來,我們期待與在座的各位合作伙伴一起,共同推動 5G Advanced 和 6G 的發展,謝謝大家。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的高通中国区研发负责人徐晧:5G Advanced 发展增速,为 6G 奠定技术基础的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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