不吹不黑，5G-A是5G的正常演进

原创无线深海 2024-04-05 13:05

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5G商用已超过5个年。回首往昔的峥嵘岁月，有中美技术对抗的风云激荡，有座座基站拔地而起的豪情万丈，也收获了网速狂飙的畅快，行业应用也已“扬帆起航”驶入新蓝海。

众所周知，移动通信的发展周期律是10年一代。5年的节点，正是技术演进承上启下的“半代”更新之时。正如GPRS之于2G，HSPA之于3G一样，5G的下半场被称之为5G-Advanced，即5G-A，它既是5G的演进，也是对6G的衔接。

从国际标准组织3GPP的角度来看，5G的首个版本是R15，经过R16和R17两个版本的增强，5G标准已日臻完善。从2024年即将冻结的R18起，5G标准正式迈入5G-A新时代，因此今年也被称作“5G-A元年”。之后，R19将持续增强5G-A，并将在R20之后迎来6G。

5G-A都包含哪些关键技术和应用场景，将对我们的生活带来哪些变化？如何看待网络上对5G-A看衰的声音？下面我们就来一探究竟。

数字生活

我们经常说的5G杀手级应用特指和我们的生活息息相关的，没有5G搞不定的应用。虽然这样的应用还没有出现，但从协议演进的角度看，在5G-A阶段，XR扩展现实的应用场景和需求已经被研究透了，主要是生态构建的问题。

XR包含VR、AR、MR之类的应用，目前5G主要用在大空间沉浸式VR游戏或者VR剧场中。这是因为视频画面传输需要极大的带宽和极低的时延，主流方案是身上背一个装了高性能电脑的背包，重量大发热多，时间长了人很不舒服。由于5G速度快，时延低且可以支持大量用户同时接入，可以把视频的渲染放到云端，用户免背包，这样就可以轻装上阵。

关于大空间多人VR体验剧场，不像游戏那样对操作和互动的要求那么高，体验门槛低，如果能做出一些优秀的文旅应用，还是非常有想象空间的。并且没有了现实世界的牵绊，人在VR体验中会更加投入。详情可以见这篇文章“消失的法老，VR觉醒的拂晓之光”。

近期，国内某知名导演投资的XR企业打造了XR科幻乐园，并启动了“5G-A XR大空间对战游戏”规模落地计划。测试结果显示，在近千平米的大空间内，5G-A可支持12路XR游戏用户同时接入，平均空口时延低于10毫秒。

目前来看，VR装备价格高企，生态不甚成熟，家庭普及尚待时日，只能从上面所说的商用场景下的大空间游戏或者剧场等应用缓慢渗透。5G-A，可以提升VR的用户体验。这个市场不算大，但终归是商业模式可成立的应用。

至于目前宣传较多的裸眼3D，则更多的是从体验升级和流量激发的角度来激活5G-A的价值。

裸眼3D技术的本质是通过给两个眼睛提供定制化的略有差别的画面，再通过人脑的叠加处理，产生“3D”的幻觉。

也就是说，屏幕上的一部分像素只能左眼看到，另一部分像素只能右眼看到，为了达到跟传统屏幕一样的分辨率，理论上裸眼3D就要多一倍的像素数量。视频传输时，也要分左眼和右眼两个画面版本，网络流量需求自然也就增大了。

上面还是单人使用的场景。如果要多人同时观看，每个人站的角度都不同，需要为每个人的两个眼睛都提供不同的视频画面版本。要达到理想的清晰度，屏幕所需的像素数量指数增加，对网络流量的需求水涨船高。通常情况下，3D视频对带宽的需求是2D视频的2~10倍。

人在看视频时，不可能正襟危坐纹丝不动，为了让两个眼睛总是能看到不同的画面，眼球追踪技术必不可少。并且，眼球追踪的时延要在20毫秒以内，才能让用户感觉是流畅的。因此，裸眼3D对于时延的要求也很高。

那么，裸眼3D的体验效果怎样呢？据我在展会上有限的感受来说，原生开发的裸眼3D视频体验还可以，但需要一点点时间让屏幕完成视线的捕捉。如果头部动作比较频繁的话，效果就要差一些。但如果是简单地把2D视频转3D的话，看起来效果就非常假了。

下面说下个人观点。裸眼3D用在手机、平板电脑等小屏上，供单人或者两三个人观看的话，短期内是有希望迎来较快增长的，至于用户买不买单，就要看内容是否足够吸引人了。如果商业模式能够走通，说不准裸眼3D生态还能繁荣起来。但是，小屏幕对于网络流量需求的拉动估计不会太大，难以支撑起5G-A所宣传的万兆体验。

好了，关于数字生活方面的内容就说到这里。总结起来就是，要带来革命性的体验，终究还是要有革命性的终端和应用。5G在个人应用领域，总有些有力使不上的感觉。5G-A阶段，网络的供给能力更上一层楼，终端和应用还是在既定的轨道上缓步前行，革命谈不上，体验越来越好是无可否认的。

行业应用

关于5G在行业的应用，大体可分为两类。一类是在企业园区内部署的5G专网，另一类则是面向广域覆盖的物联网。

关于企业内部署的5G专网，如果仅仅用于园区的监控、安防、人员管理等，其实4G完全也可以做，并不能展现5G的优势。近几年经过多方不遗余力地推广，5G园区网已经有了很多的应用案例。

但要让5G从园区的边边角角深入到工厂的生产线，真刀真枪地去控制那些精密且昂贵的装备，就需要具备确定性的服务能力。确定性的服务能力最核心的点就是网络的时延都在限定的范围内，时延大了自然不行，小了也不行，时大时小老是抖动更不行。5G-A就是要通过和其他技术结合，去解决这个确定性的问题。

那么，企业的生产线是不是一定就要用5G-A呢？不用当然是没啥问题的，这么多年都这么过来了，有很多的技术都可以保证网络的确定性。有了5G-A，企业就多了一个选择，这个选择可以让设备摆脱线缆的束缚，俗称“剪辫子”，让组网更简单更便捷，产线调整的灵活性也更高了。

5G-A和企业的需求这么双向奔赴，专网的建设和应用是未来可期的。只是，这个过程相当缓慢，需要企业在数字化转型战略及投入产出比上综合考虑，并不是标准完成了，政策指引了，就能来个跨越式发展。

下面，我们再说5G-A面向广域覆盖的物联网。

物联网对速率和时延的要求不高。低速物联网，几十上百kbps的速率，秒级的时延就已经满足要求；中高速物联网，几十上百Mbps，上百毫秒的时延对于大部分应用来说也够用了。

低速物联网有NB-IoT，中高速物联网有4G LTE也足够了。那还要5G-A做啥？

本质上就是，4G已成为过去时，5G终将全面取代4G，在标准上，就要为这个目标铺路，5G不能留下能力死角。

物联网应用除了对速率和时延的要求不高之外，最突出的特点是对成本极为敏感。而5G初期由于死磕性能，终端要支持100M带宽，高阶MIMO，高阶调制等，成本很高，于是在R17 还引入了RepCap技术，这个名字看起来高深莫测的术语其实不过是“降低能力”的缩写，意在打造一个“5G版本的4G”。

随着RepCap在5G-A的演进，终端成本会更低，网络也开通RepCap也没有太多成本，好处是增加了更多类型终端接入的可能性，让网络的利用率更高。投入巨额成本建设的5G网络，应该物尽其用才能发挥最大价值。

边界拓展

在传统的无线通信行业里面，通信就是采用电磁波来传递信息的。然而电磁波的应用方向可以有很多种，比如雷达就是发射电磁波然后通过接受反射信号来探测物体，这也叫做感知。

既然通信和感知这两件事情电磁波都可以做，为什么不能在基站上都实现了？

这就是通信感知一体化技术，简称通感（ISAC）。通感是真真正正在5G-A阶段引入的全新能力，可以解锁我们之前想象不到的应用。

比如，借助路边的基站，无需摄像头就可以实现车流的统计，甚至还能精细感知每一辆车和行人的行动轨迹，并给后方车辆发送“鬼探头”警告。桥梁有了微形变，基站可以长期通过通感技术来进行监测。在医院，室内小基站可以检测病人的呼吸是否正常，是否摔倒。在空中，基站可以实现无人机的检测和管理，实现定位、轨迹跟踪、电子围栏等应用。

这里面值得一提的是“低空经济”。无人机除了常见的航拍能力之外，还可以进行物流运输、农林防护、应急救援等应用。和我们的生活最为密切的是无人机送快递、送外卖等等，没有了地面复杂环境，无人机往往更为高效。通感技术，作为无人机管控的基础技术之一，拥有很大的想象空间。

此外就是地面通信和卫星通信的融合：空天地一体技术，也叫非地面网络（NTN）。

由于地球上绝大部分区域都是海洋，陆地上适宜人居住的土地也不多，这么多年经历了5代的地面通信建设，其实也只覆盖了不到10%的地球表面。

虽说绝大多数人的生活半径也就方圆几公里，但海洋沙漠总有人涉足，通信的需求还是有的，有了空天地一体技术将5G和卫星结合起来，普通手机就可以直连卫星，不管在哪里都不失联，开启“消费级”卫星通信时代。

并且，对于广阔的无人区域，可能有不少的监测和考察的需求，很多物联网设备都需要联网才能回传数据。有了非地面网络，可以低成本实现无死角全球覆盖，对于海洋经济的发展也有很大帮助。

最后我们再说下人工智能在5G-A中的应用。

随着生成式AI引发的热潮，万物皆需AI赋能成为了共识。那移动通信怎么和AI结合呢？目前业界研究的方向是通过AI来辅助网络资源的高效分配，提升网络运维的自动化能力等，最核心目标的是将AI算法融入5G-A网络物理层算法，用来提升5G空口的功能和性能。

虽说5G自身变得越来越智能了，但对于普通用户能感受到的，本质上是ChatGPT、文心一言、Sora等各种AI大模型应用，5G在其中起到的仍然是管道的作用。

写在后面

时代的洪流滚滚向前，5G向5G-A的演进亦是大势所趋。探索技术创新，向6G投石问路也是必须的。

我们要明确的是，不同于4G到5G的代际更新，5G-A仍然是5G，技术体系和网络架构都没有变化，只是对已有的功能进行了增强，并补足了一些空缺，并引入了突破服务边界新功能。

因此，5G-A的绝大部分能力，都可以通过软件升级实现，如RedCap，3CC等，规模开通并无不可。对于5G-A等需要新硬件才能支持的能力，按需建设就好，没必要全国覆盖。对于行业应用，必然会考量投入产出。

因此，大可不必骂“5G才花了那么多钱，又拿5G-A骗钱”，这就是5G正常的延续。

延伸阅读：

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