5G-A关键技术方向和产业进展.pdf

5G-A关键技术方向和产业进展5G-Advanced技术地位：承前启后承前：5G-A进一步提升了5G的网络能力，丰富了5G的应用场景启后：5G-A将对一部分6G关键技术进行提前验证，为6G标准制定和技术落地积累重要经验Rel-15Rel-16Rel-17Rel-18Rel-19Rel-20Rel-212027201720182019202020212022202320242025202620285G5G-A6G5G-A技术演进围绕3个原则问题与需求需求既兼顾商用痛点，又兼顾未来涌现的新需求当下与未来技术既兼顾已经部署技术继续挖掘潜在性能，也要兼顾新的技术趋势网络与终端既考虑网络与终端间的能力呼应，也考虑终端自主性能力扩展的诉求下行10Gbps 上行1Gbps千亿物联 超越联接稳定时延 十倍能效卓越网络、智生智简、低碳高效三大方向引领5G可持续发展3UDD（双工融合）内生确定（ToB网业融合）X-Layer（ToC网业融合）通感一体（通信感知融合）空天地一体（星地融合）5G+AIeIoT智简行业网网络节能智能中继/协作反射节点下行百Mbps 上行百Mbps十万联接密度亚米定位精度需求引领：凝聚产业共识，发布5G无线技术演进白皮书，推动5G演进需求形成共识技术引领：提出5G-A三大方向，引导R18立项，主导UDD、X-Layer、eIoT、通感一体等关键技术产业引领：联合发布5G-A业界首批产业样板，实现业内对5G-A关键技术可行性的首次验证5G-A双链融合行动计划构建5G繁荣生态联合产业发布5G无线技术演进白皮书业界首个关于5G演进的文献2021年2月2021年8月发布5G演进创新链和产业链双链融合行动计划发布样机第一阶段成果业内对5G-A关键技术可行性的首次验证2022年6月2021年8/10月联合举办5G-A创新产业峰会2022年12月2021年12月2023年5月发布5G-A新能力与产业发展白皮书发布5G-A 业界首批产业样板联合产业发布5G-A双链融合行动计划年鉴研究院联合北京移动发布5G-A关自主创新研发测试平台卓越网络：UDD开创频谱应用新范式，打破TDD性能天花板工业互联网是5G赋能行业的核心场景，现有TDD技术无法有效满足工业互联网低时延和大上行的共存需求提出UDD技术并主导标准，通过双工技术融合实现TDD频谱上下行同时传输、零等待时延，满足工业互联场景需求产业进展f fDtUDU挑战 满足差异化业务的共存需求 克服自干扰、交叉链路干扰问题关键技术双工技术的融合（Unified time&frequency Division Duplex），通过TDD频谱同时收发，在兼顾大速率的前提下实现0ms等待时延 多载波UDD SUL补充上行 双载波互补帧结构载波聚合 单载波UDD 基站同发同收自干扰消除 基站间/终端间交叉链路干扰抑制 工业互联场景存在低时延和大上行双重需求 低时延：端到端10ms，部分业务4ms以内 大上行：海量数据上传 双工模式变革成为进一步拓展工业互联网应用的核心攻关点之一需求与价值gNB1gNB2Inter-cell CLIUE1UE2UE3SIIntra-cell CLIInter-cell CLI技术标准：牵头3GPP R16双载波互补TDD的标准制定工作，先于电信提出的超级时频折叠技术概念担任3GPP R18双工演进报告人，继续推动和主导R19 WI立项及标准化工作样机验证:2021年12月发布2.6G+4.9G互补TDD样机，端到端4ms99.9999%2022年5月发布50MHz SUL（2.3G）+100MHz（4.9G）TDD，广域场景实现千兆上行10倍能力提升，小区峰值首次突破3Gbps2022年12月联合完成单载波UDD样机（4.9GHz 100MHz）阶段验证，端到端4ms时延99.999%，上行吞吐量达到1.4Gbps卓越网络：X-Layer跨层信息共享与协同，拓宽元宇宙之路以XR为代表的元宇宙作为5G ToC的主流特色业务，对5G网络容量挑战较大提出X-layer云边端协同渲染及网络业务双向感知理念，实现系统容量大幅提升，助力元宇宙业务规模发展XR（百Mbps、5ms时延）及元宇宙（10Gbps、ms级低时延）需要大量无线资源保障，网络容量成为瓶颈挑战产业进展单用户性能：4K 60fps速率40Mbps帧时延10ms系统能力：4.9G 100M 7D3U 5倍网络容量提升，支持20个XR终端以XR为代表的“元宇宙”数字新空间开创了ToC的巨大市场预计2025年，VR软件应用规模将达到350亿美元，活跃VR头显设备数量将达到7000万台 牵头3GPP R18 SA1/SA2 XR及多媒体增强标准化，引领3GPP R18跨层融通技术创新和标准制定 联合咪咕、业内合作伙伴开展一系列XR样机的研发和测试工作，打造首个XR业务跨层融通产业样板通过业务、核心网和无线网的跨层信息共享和协同，实现全局性能最优 云边端协同渲染功能架构 基站基于空口链路、小区拥塞和网元算力状态动态分割渲染任务 网络和业务双向感知 业务感知网络状态：结合业务内容、码率自适应调整，适配网络的不同状态 网络感知业务信息：业务帧的完整性保护传输，不同的数据流进行差异化调度，提供端到端的“业务帧级”QoS保障关键技术需求与价值卓越网络：通信感知融合共享，催生一网多能新业态产业进展关键技术需求与价值感知是提升5G价值的重要手段，面向千行百业的广泛感知需求，通过通信和感知技术一体化设计构建低成本、亚米级精度、无缝泛在的通感一体网络，助力车联网和无人机监管车联网（道路监管、自动驾驶等)及无人机（监管、路径规划和避障）等场景存在实时通信和感知双重需求5G通过软硬件升级，实现低成本、高精度的全域感知，打造百亿级的经济和产业价值挑战 一体化空口和架构，使能一网多能 感知精度提升，拓宽应用场景通过一体化空口信号和多样化感知设计，在通信的同时使能距离、速度、角度等感知 一体化感知信号设计 通信和感知信号的灵活空口复用 多样化感知工作模式 通过自发自收和节点间协作感知多种手段，匹配不同感知应用场景，提升感知精度 灵活化感知网络架构 本地化、可独立部署、轻量化的网络架构，降低感知信号从发送到结果获取的时延 3GPP SA1场景需求SI将于2023 Q2结项，后续推动3GPP RAN和SA2 R19立项 高频(26GHz)原型样机测试验证：实现交通和无人机场景感知范围1000m，亚米级距离精度，0.2o角度精度，0.1km/h速度精度 低频(4.9GHz)原型样机测试验证：实现无人机场景1400m感知范围，交通场景SINR好点亚米级距离精度，1o角度精度卓越网络：空天地一体实现广域覆盖，使能全场景随需接入产业进展关键技术需求与价值挑战空天地一体网络是拓展现有地面蜂窝网络服务范围、赋能陆海空天泛在连接的重要手段针对传统卫星制式独立、移动卫星网络融合困难，开展面向手机直连的NTN技术研究，实现技术和产业高效融合“天地一体”是国家空间信息基础设施重点演进方向偏远覆盖海面通信一带一路公众应急通信低成本卫星物联 卫星与地面网络在架构，协议、频率设备等方面缺乏融合设计 架构融合 透明转发、基站上星 协议融合 超远距离传输、超高速移动性增强 频率融合 协同传输、动态频谱共享、同频干扰规避 设备融合 终端融合、网络设备融合通过星地网络的架构、协议、频率、设备融合，实现手机直连卫星 3GPP NTN正成为产业主流之一主流移动产业积极支持3GPP NTN传统卫星通信产业开始支持 高轨IOT NTN：2023年有望成为商用元年2022年完成全球首个运营商5G NTN技术外场验证，正开展面向商用组网的二期试验 低轨NR NTN：技术、产业快速成熟开展端到端技术验证，推进产业成熟智生智简：5G+AI构建自智网络新形态，赋能高价值业务产业进展关键技术需求与价值挑战设计支持AI数据采集、模型训练与推导、性能反馈等功能架构，探索典型用例解决方案，搭建5G与AI融合从理论到应用的桥梁 智能网络架构 提出“三层四维”分层分布式智能架构，为业务域和管理域注智赋能 智能接入网 基于AI的负载均衡、网络节能、移动性管理 智能空口 基于AI 的波束管理、CSI反馈、定位AI为通信系统复杂问题解决打开了“一扇窗”，针对千行百业需求导致的网络部署和运维复杂、基于传统通信理论难以建模和求解等需求，设计5G+AI自智网络，提升5G网络的自动化、智能化 差异化的5G需求、多样化的部署场景及频段、灵活的组网方式，为5G网络提供最优体验带来极大挑战 AI技术基于海量数据进行模型训练、推理和持续迭代，实现最优决策，提升5G网络的自动化、智能化 基于AI的智能网络功能架构设计 高质量的数据采集、特征提取 强大的算力支撑与通信+AI算法设计 中国移动作为3GPP RAN+AI的报告人，主导R17 SI和R18 标准化工作 围绕三类重点业务（大上行业务、小数据业务、云手机）和两个关键网元（智能寻呼、基于SPI计费）开展测试验证 基于AI VAE算法的i-Detection异常检测用于监测5G无线网络异常，实现正确率88%，减少工单漏派率21%基于图像识别和语义识别的慧眼智能干扰识别，用于无线干扰类型排查，实现正确率覆盖场景双90%，识别效率1100小区/s智能寻呼（节省60-70%寻呼信令量）基于SPI的计费（UPF性能提升32%）智生智简：eIoT蜂窝与无源物联相结合，开启千亿连接新空间产业进展关键技术需求与价值挑战新型无源物联网（extended IOT）通过使能基站天线的标签激励和反馈接收能力，实现无源标签的局域/广域组网和定位无源物联网市场空间巨大，针对传统RFID通信距离短、无法组网和定位等问题，开展蜂窝无源物联网的核心技术攻关及国际标准制定，面向仓储、物流、零售等场景，打造低成本、零功耗的万物连接能力 RFID在零售、工业、物流等行业市场巨大；预计到2030年，RFID市场将达到356亿美元 蜂窝无源物联网可克服传统RFID通信距离短、无法组网导致的人工成本高、无法定位等缺陷 提升通信距离 降低功耗与成本 支持米级精度定位 局域/广域组网 组网式架构分离式系统，降低自干扰和互干扰，可实现局域组网部署接收灵敏度提升，实现百米级反向通信 蜂窝式架构结合蜂窝技术、低功耗协议、端到端架构，支持广域组网环境采能、超低功耗通信、温湿度感知，标签能力升级自干扰消除与联合干扰抑制技术 中国移动担任3GPP 研究报告TR38.848主编，继续推进R19 SI立项 组网式：研发组网式无源物联系统，实现大中型室内场景的规模组网和连续覆盖，已在中国移动信息港、广州明珞、佛山顺威等落地试点，实现对大中型仓储、工厂、楼宇内的资产、物料及人员的管理 蜂窝式：借助网络基础设施构建“全程全网”覆盖；结合标识服务，实现资产全生命周期管理；联合产业开展eIoT蜂窝无源样机研发，通信距离相比RFID提升10倍，超过200米低碳高效：网络节能构建绿色网络，助力实现双碳目标产业进展关键技术需求与价值挑战引入新技术实现匹配业务特征的动态网络节能，风液冷散热降低机房PUE，多维能效评估机制等实现精细化节能践行国家双碳战略，实现可持续5G部署，面向当前5G网络能耗依然较高的问题，开展节能新技术、风液冷技术及多维能效评估研究，持续降低网络能耗，助力实现绿色5G网络 践行国家双碳战略，实现可持续5G部署 节省运营开支，降本增效 ITU要求未来十年内移动通信网络碳排降低45%020406080100202020252030等效温室气体排放（MTCO2)数据中心移动网络固定网络ICT各领域碳排降低目标 5G需求多样化，网络节能的同时需保证通信质量稳定性 设计网络能效综合评估机制 新技术 灵活时、频、空、功率状态转换实现动态的节能模式转换，匹配网络和业务特征，精细化节能 提出弹性小区架构，并分步推动标准引入 新散热 高集中度CRAN，研究BBU风液冷混合散热技术，降低机房空调能耗 能效评估 从网络服务和性能等多个维度综合考量5G网络能效R18 网络节能WI预计将于2024年初完成弹性小区原型样机，提升载波关断率，可实现10%+节能增益试点验证BBU风液混合柜，机房整体功耗下降11%+发布网络能效白皮书1.0，提出能效评估修正因子低碳高效：智能中继/协作反射节点，低成本提升网络覆盖产业进展关键技术需求与价值挑战通过引入网络控制的智能中继和协作反射节点，实现灵活波束赋形和协同干扰管理，低成本高效提升网络覆盖智能中继(NCR）/协作反射节点（CRN/RIS）是实现5G低成本网络覆盖的重要手段，针对5G中高频传播和穿透损耗大等问题，开展智能中继/协作反射节点的波束赋形和干扰控制研究，高效提升网络覆盖5G中高频段传播和穿透损耗大，网络覆盖受限，运营商需要低成本网络覆盖解决方案，为未来高频应用做好储备 更多基站或接入回传一体化（IAB）节点扩展覆盖，部署成本高且灵活性差 传统射频直放站灵活性差、不支持波束赋形，无法在5G中高频有效使用高频(24GHz-40GHz)中频 II(3.5GHz-8GHz)中频 I(1GHz-2.6GHz)低频(Sub-1GHz)覆盖带宽时延中等容量广域/室外覆盖大容量热点/密集城区覆盖接入与回传链路干扰控制灵活波束赋形 智能中继 基站辅助的状态转换,有效规避传统射频直放站对干扰/噪声的无差别放大 网络控制的灵活波束选择，提升毫米波覆盖 协作反射节点CRN/RIS 支持超大规模超窄波束的用户级动态波束赋形 网络控制的多节点协作，实现有效的干扰管理R18 智能中继WI将于2024年初完成中国移动作为创始单位联合发起成立智能超表面技术联盟，引导推进CRN相关的技术研究、标准化和产业落地Ka波段智能超表面CRN相控阵天线样机 大规模相控单元数量实现窄波束赋形 基站CRN协同实现动态波束选择/切换更多业务应用方加入双链融合行动，共同开展5G-A关键技术的需求甄别，持续指引技术演进走向共同推动5G-Advanced技术产业成熟以终为始与产业伙伴联合开展新技术样机开发与测试验证，实现端到端合力突破，推动技术成熟与落地应用合力突破共同推动3GPP R19标准立项，打造全球统一5G-Advanced标准标准协同谢谢！