5G-A都有哪些关键技术？

本文转自：人民邮电报

5G开启万物互联和人机深度交互的新时代，满足增强移动宽带、海量机器类通信和超高可靠低时延通信三大类应用场景，将提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和百万级的连接能力。在5G系统设计时需要充分考虑不同场景和业务的差异化需求，通过统一、灵活和可配置的空口技术框架，满足多样化场景、灵活系统设计、大规模天线及新型技术提升系统性能要求。随着网络信息技术的发展，5G无法满足全息通信等业务的高速率低时延要求，5G-A作为5G技术的演进和升级，能够支持10倍网络能力提升，支撑全场景物联和泛在智能，同时增强对工业互联网、车联网等垂直行业的支持。

5G-A标准规划稳步推进

3GPP于2018年6月发布5G独立组网标准R15版本，构建了5G系统的基础架构，重点满足增强移动宽带业务需求，R16和R17为5G标准增强版本，其中R16完善了5G三大类应用场景的能力，并对垂直行业的业务进行了拓展，Rel-17则进一步提升了5G系统的行业能力。5G-Advanced是基于5G的技术演进，2021年4月，3GPP初步确定以5G-Advanced作为5G网络演进的理念，将从R18开始逐步为5G-Advanced完善框架和充实内容，3GPP已经在2023年第二季度完成R18架构和关键技术标准，将于2024年6月完成整个R18标准，2023年第四季度，3GPP启动了5G-A R19架构标准制定。R18是5G-A的第一个版本，涉及AI、机器学习（Machine Learning，ML）、通感、XR多媒体增强以及网络大数据智能分析等场景，R19版本将对相关场景的技术路线演进做进一步研究讨论，这些工作旨在探索5G更广阔的前沿技术，并且为6G积累更多的理论和实践经验。

5G-A关键技术从三角形扩充到六边形

5G-Advanced在5G的三大业务场景的基础上进一步扩充到六大业务场景，以应对日益复杂的应用场景和业务需求，从支撑万物互联到使能万物智联。包括上行超宽带大幅提升现有通信网络的上行传输性能，实现高清视频上传、机器视觉等业务，宽带实时交互支持更大带宽和低时延通信，使能沉浸式互动业务增强，通信感知融合将传统通信和感知业务相融合，赋予无线通信网络全新的业务能力。5G-A将为5G发展定义新的目标和新的能力，为用户提供更加卓越的业务服务，促进5G产生更大的社会和经济价值，同时也在5G和6G发展之间起到承上启下的作用，一方面持续发展演进5G网络能力，另一方面探索和储备未来6G的发展技术。

5G-A持续增强宽带业务能力，提升用户体验。为更好地支持以XR为代表的新业务，5G-A要支持更高的频谱效率，进一步提升网络覆盖能力和终端节能的能力。在增强宽带能力方面，一是提升频谱效率，主要包括多天线增强、大上行技术的应用研究等；二是业务能力提升，主要是高效支撑毫米波等更多宽带业务，提升终端能力，潜在关键技术包括XR/CG增强、QoE增强、UE节能增强等；三是提升系统部署灵活性和效率，潜在关键技术主要包括网络节能技术、移动性与覆盖性能增强等；四是非地面通信的增强，需要进一步完善NTN透明方式的性能和功能、基于信号再生方式研究与标准化以及天地网络融合一体化组网研究等。

5G-A进一步增强垂直行业能力以加强融合应用，包括支持更多垂直行业专业类型的终端、对垂直行业业务能力的增强技术，如上行能力增强、定位增强等，以及更灵活的组网方案。一是进一步降低轻量级UE的复杂度，将5G应用扩展到对成本、能耗、数据速率等要求更低的市场，并支持更丰富的物联网终端类型，包括新物联网终端、低功耗定位终端、面向工业场景终端等；二是提升定位精度，支持更多定位场景；三是增强车联网和多种新终端直通应用场景的性能与功能；四是考虑更多行业应用场景的低时延高可靠业务的增强。

5G-A利用人工智能技术增强无线侧和核心网侧的功能与性能。从应用来看，5G引入AI各类场景，将5G应用与网络资源进行智能化适配来保障业务质量，因此无线技术引入诸如基于AI的大规模天线设计、无线资源调度、定位技术和移动性管理等技术用于提高网络效率，而网络技术引入支持AI的核心网架构，智能网络切片和基于AI的多接入网协同等技术用于提升网络能力。随着AI技术与算力的快速发展，5G引入AI技术，不断构建5G智能运维，可使5G更加智能、高效，同时应用与5G网络智能化适配实现高质量的多样业务。

5G-A支持通信感知一体化，在无人机、汽车、工厂的自动导航车、室外和室内的人、公路和铁路的危险物等目标物体的感知、检测和跟踪方面有非常广泛的应用，为各类用户带来更丰富的通感互联体验，主要包括定位感知类、模式感知类和重构感知类。5G-A将启动通信感知融合的信道建模的研究。通感信道模型首先聚焦0.5-52.6GHz频段，包括6种感知模式，即单基站感知、单UE感知、基站-基站感知、基站-UE感知、UE-基站感知、UE-UE感知。

5G-A技术将持续增强

2023年12月，3GPP已经启动5G-A第二版本（R19）的标准工作，一方面基于现有功能和网络能力的持续增强，不断提升运营商网络的容量、覆盖等关键KPI，进一步提升用户体验，重点标准化多天线增强、全双工等；另一方面，进一步支持垂直行业能力、虚拟现实、绿色节能等应用场景，重点标准化低功率唤醒信号、网络节能、虚拟现实XR增强技术等，同时面向6G的前瞻准备，挖掘具有潜力的候选技术，推动5G-A网络向6G的演进，重点标准化无线AI、通感融合以及7-24GHz等新频段的研究。

（作者单位为中国信息通信研究院移动通信创新中心）