全球5G标准又有大动向：
北京时间6月9日，在匈牙利布达佩斯召开的3GPP RAN第96次会议上，5G R17标准正式冻结。这意味着，5G标准演进的第一阶段圆满结束（即5G R15、R16、R17的标准已完成）。 都说时间检验真理，那么把时间套用到无线通信界，或许也能看出5G进化的底层逻辑。3G启动从2000年伴随新世纪的曙光到来，4G的发令枪打响于2010年，5G的元年可从2020年算起——在这样的节奏下，相信谁都能看出一个共识：无线通信标准这件事，每十年就会按部就班、守着年历演进。不过事实真如此吗？先说结论，标准的演化并非不鸣不飞，只等到一个年代节点，才一鸣惊人。实际上，标准迭代工作是循序渐进的，且在这过程中，经常会出现一些——剧透。 在无线通信十年一代的「大版本」之间，每过一段时间，都会有一个中间「小版本」出炉。小版本的更新，就因为版本号之“小”，很容易被忽视，然而，小版本才是那个预言家，其所预言的某个新特性，才是撬动哪个新应用、挖掘出哪个新场景的关键点，更是面向下一个大版本“草蛇灰线、伏脉千里”的技术伏笔。R17作为5G进化的一大步，似乎就具有这样的潜质。 5G的小版本演进——从R15到R20一共有6个阶段。较早的是2017年到2019年完成的R15和R16，这两个版本又被称作5G的“基础标准“和“完整标准”，最新的R17则是5G“增强版本”。但从R18到R20，标准命名就会改换门庭为“5G-A”（5G-Advanced，即第二轮5G创新，更先进的5G），超越5G的一般概念范畴。因此，在5G标准的更新周期中，R17充当了一个承上启下的角色，它既宣布了5G标准上半场的收尾，又吹响了业界迈向5G标准下半场（5G-A），甚至迈向6G的号角。5G是一个庞大的系统工程，从研发、标准化、工程设计、产品推出到商用落地，融合了行业很多从业者的努力。如果我们把眼光放长远一点，要想让技术真正落到实处，就需要产业界上下拧成一股绳。从这个角度看，R17非常值得分析。
01
更快的时间，更短的反射弧
通信标准的演化，不是空穴来风，它的灵感来源，总是与解决某个问题而相伴相生。
R17所包含的内容很多，但万变不离其宗，「快」是最绕不开的根本目标。快，要解决的关键问题是「数据膨胀」。 联合国一份报告曾做过统计，从1980年代以来，全世界存储数据信息的能力大约每40个月就要翻一番。而随着智能手机的普及，移动数据流量更是起了带头大哥的作用，每年都要增长近一倍。 因此，尽管网速从未停止增长，但即使是最普通的消费者，也会抱怨，网速永远不够快。在指数级增长的数据传输需求面前，“网速“和“数据量”之间的“速度差”持续存在。这个“追击问题” 该如何求解？作为5G标准演进的推动者之一，高通公司中国区研发负责人徐晧指出，从大方向上，答案其实很简单，那就是开拓更高的「频谱」，比如毫米波。 高通的思路是，通信技术的本质是用电磁波传输信息。而要增加无线传输速率，也就只有两种方法，一是增加频谱利用率，二是增加频谱带宽。在频率利用率总会达到极限的情况下，将频谱扩展到毫米波，是提高5G速率的不二法门。 所以，高通在R17版本上的第一个关键发明领域，就是支持毫米波频段的扩展，定义了一个被称为FR2-2的全新独特频率范围（从52.6 GHz到71 GHz）。更关键的是，频段包括了全球免许可的60 GHz频段（57 GHz至71 GHz），这会让公共网络和企业专网的5G部署变得更加容易。但是，仅仅是“网速之快”还不够，与之相呼应的，还要一个强调“反馈时间”的“时间之快”，类似人体的“反射弧”——时延。在5G三大场景里，它又被称为URLLC（高可靠低时延）。低时延几个字看起来专业，但其实国内几亿 “农药玩家” 大概都遭遇过时延之痛。因为一旦他们游戏画面的右上角，一个表示通信时延的数字变红，就意味着自己将无法顺利控制角色，被击杀就在一瞬间了。如果玩家在手游这个基本消费级场景都需要低时延，未来在AR/VR元宇宙中的娱乐互动场景，想避免画面跟不上导致的头晕，就更需要低时延了。 而在工业互联网等产业互联网场景中，企业用户对时延的追求更是达到了极致。在制造业工厂中，工业机器人的协同管理，和产品线的实时控制，往往要求时延达到“个毫秒级”。对于时延的问题，毫米波同样有用武之地。“快”和“低时延”保证了网络中的个体体验，让每一个用户有更好的通信感受，让每一个物联网单元有更高的使用效率。但对网络而言，还有一个更重要的命题要解决，那就是如何提高网络的总体经济价值。和它关联的名词叫规模，和它关联的规则，叫梅特卡夫定律。
02
规模之王，价值之王
梅特卡夫定律由学者乔治·吉尔德在1993年提出，但最终以计算机网络先驱、3Com公司的创始人梅特卡夫命名。其内容是：一个网络的价值，等于该网络内的节点数的平方，而且该网络的价值与联网的用户数的平方成正比。也就是说，一个网络的用户数目越多，那么整个网络和该网络内的每台电脑的价值也就越大。
从以万台计算的主机网络，到几亿规模的PC互联网，再到几十亿规模的移动互联网，充分验证了梅特卡夫定律有效性。 但是，在全球智能手机用户接近40亿的情况下，我们还有可能让网络规模更大吗？5G专家的答案是，依然有可能。虽然消费者用户已经逐渐饱和了，但是物联网设备正在迎头赶上，这就是通信人经常会提到的一句口号：万物互联。 实际上，物联网设备规模，也已经早早超越了人际网络，根据全球移动通信系统协会（GSMA）数据显示，在2020年，全球物联网设备连接数就超过了126亿个，未来三年这个数字还要再翻一番，达到246亿个。井喷式的数据，或将带来井喷性的挑战，而R17对此也有应对之策——扩大物联网设备的支持种类。 在5G标准支持下，如果说数据流量是机器的“食物”，那么设备就是食物链的顶层。面向eMBB/URLLC（高带宽、低时延）特性的高性能终端，包括新型智能手机，有VR、AR眼镜，以及某些高性能工业设备。 而处于信息食物链另一端的则是eMTC/NB-IoT（广物联）设备。这类终端的复杂度低，时延不敏感，对带宽要求也不高。典型代表，譬如采集电表数据的表计行业终端，实现共享单车连接的低端资产跟踪设备，和低端的可穿戴设备等。 对此高通的思路是，在R17中引入了一项新技术NR-Light (5G RedCap)，让处于中间位置的终端运行得更好，兼顾了性能与功耗等平衡。其中就包括工业传感器、监控摄像头、智能电网等工业设备，也包括高端可穿戴设备、高端物流跟踪设备等。参差多态，方是幸福本源。显然，当高、中、低不等水平要求的终端，都有了更好的标准特性支持，我们所预言的万物互联，才有可能真正实现，或者说才得以更高质量的实现。
03
突破极限，天地一体
移动互联网的出现，让麦克卢汉的地球村设想得以实现。每时每刻，移动网络的信号都在你我头顶上空传递。
但是，支撑这些信号传递的基站天线，其底座总离不开大地的支撑。在一些特殊场景中，比如在海洋海岛，或者偏远山区等地带，基站无法建设之地，就成了网络无法覆盖的“连接不毛之地”。 这个局面，也将在R17发布后发生改变。据高通介绍，在R17中，面向「移动宽带」和「低复杂度物联网」两个使用场景，有两个项目都是努力将卫星通信，引入到5G通信的框架中来。其中第一个项目采用5G NR框架来进行卫星通信，实现了从地面到卫星的固定无线接入(简称FWA)回传，能够为智能手机直接提供低速率数据服务和语音服务，即移动宽带。而第二个项目，则侧重支持低复杂度eMTC和NB-IoT终端卫星接入，从而扩大网络覆盖范围。从去年开始，全球海洋贸易物流，就成为全球产业链稳固与否的焦点，卫星通信接入之后，就可以在5G全球资产追踪（例如海上集装箱）等场景中发挥关键作用。我们在一开始就谈到，R17，是宣告5G-A到来，甚至是通向6G绕不开的关键点。业界也普遍认为，天地一体网络，将有可能成为未来6G的核心愿景之一。而卫星通信能力，也将在5G-A中持续演进，成为3GPP R18工作计划的一部分。图：高通推动5G NR Release 17中的五大关键技术发明04
无标准，无应用；无协作，无生态
标准，是无线通信的基础。但是标准是否够分量，最关键还是应用落地。这就导致每次提到5G，就一定有个老生常谈的问题 “5G的杀手级应用是什么？”
对于此，高通徐晧的看法是，当每一代移动通信技术商用时，杀手级应用都需要一定的时间来酝酿。从技术侧来说，5G已经做到了更高的速率、更低的时延和更高的可靠性，假以时日，杀手级的应用一定能够被孵化出来。 历史经验，同样能证明上述说法的逻辑。世界第一个3G牌照发放于1999年的芬兰，成为当时世界上第一个发放"通向未来"的移动牌照的国家。但是，3G移动互联网的黄金年代，要从2007年第一代iPhone被乔布斯呈上舞台才开始。抖音，已经成为一款风靡全球的短视频社交软件，它的上线时间是2016年；王者荣耀，是全球最火爆的手游APP，它的上线时间则是2015年。与4G的最早启动节点，它们的发布都有5年左右的时间差。从这个角度看，或许，新一代杀手级应用的新场景，已经在世界某个角落露出了它的苗头，只是我们现在还无法看得非常清晰。不过，众所周知的是，5G的新场景，新应用，将会从传统的移动消费互联网，延伸扩展到行业端的产业互联网。这就要求通信技术力量，和传统行业力量有更深入的合作和交流。以高通公司为例，这家通信技术公司从一开始就明晰5G的愿景不止于智能手机领域，而在于支持更大的生态系统和更多垂直行业。 因此，对高通来说，也不会仅把自身精力仅停留在发明上，而是通过“发明-分享-协作”的商业模式，将创新与商业伙伴分享，帮助合作伙伴打造出更吸引人、更有针对性的产品，使整个产业受益，从而建立一个良好的产业生态系统。具体而言，高通曾推出5G领航计划，带动了一批国产手机品牌发展壮大与全球5G商用加速。着眼于物联网的机会，高通又在2020年，与中国移动、移远通信、广和通、芯讯通、美格智能、有方科技等20多家产业生态伙伴联合发起了5G物联网创新计划。可以说，有生态强，才有5G强。没有生态之协作，也难有应用之开拓。不积跬步，无以至千里。有了3G、4G的历史经验，我们目前虽然尚不清楚5G杀手级应用的具体样貌，但是可以肯定的是，全新的应用、全新的终端形式和全新的使用场景，必将伴随新技术和技术背后的推动者而来。
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