一、5G 发展全面迈向 5G-Advanced 网络演进
1、5G 商用近五年以来取得的成就与面临的挑战
截至 2023 年底，我国 5G 基站数达到 337.7 万个，占移动基站总数的 29.1%； 我国5G移动电话用户数达8.05亿户（注：工信部口径），占移动电话用户的46.6%。 商用近五年来，我国 5G 发展取得了一系列亮眼成绩，但也存在一些局限性，5G 终端和网络的性能仍无法完全满足元宇宙、车联网、智能制造等新兴领域提出的 高要求，标志性现象级的 5G 应用仍待发掘。5G-Advanced（或称为 5.5G）是 介于 5G 和 6G 之间的演进技术，将主要解决 5G 商用问题，可以更好地开发和 释放 5G 网络潜能，为 6G 创新探路。
5G 商业化进程迅速，相关新业务、新应用不断涌现。To C 端，以 XR 为代表的 创新业务，需要“5G+云+终端”协同，XR 的实时渲染和 3D 重建都依赖于 5G 网络的超大宽带和低时延。To B 端，5G 已在煤矿、港口、医疗等多个行业实现 规模复制。在地下煤矿，5G 一张网连接起 100+高清摄像头、井下人员和众多传 感器，使 60%的井下工作可以在安全的井上完成；在某 5G 全连接工厂，5G 深 入 15 个生产流程，2500+生产设备通过 5G 连接，大幅提升工厂生产效率。 应用场景仍有局限，需求端亟需 5G 升级。随着 5G 新通话、裸眼 3D、远程工 业互联等新技术、新应用、新场景不断发展，对网络和算力等提出更高要求。一 方面，从 To C 端用户体验看，目前 5G 相比 4G 还未显出的明显优势，比如新兴 的 XR 领域所需的宽带实时交互对无线网络在体验、容量与稳定性提出了巨大挑 战，5G 可支持更多用户同时上网的能力在非大型场馆的场景中被忽视。另一方 面，5G 虽在机器视觉和遥控作业等 To B 场景有成功实践，但工业互联网的局面 并未真正打开。在不少工业场景中，产业应用需要大上行、低时延、确定性、高 安全、高可靠、大连接、精定位和低功耗等，在泛在连接时还要求轻量级低成本。 因此，5G 技术需要进一步升级才能支撑 5G 在垂直行业的规模拓展，在行业的 转型创新发展中逐渐发挥核心支撑作用，从而释放 5G 的最大潜力和商用价值。 5G-A 将在 5G 的基础上，更好地匹配人联、物联、感知、高端制造等场景，孵 化更多的商业新机会。
2、5G-A 演进的计划
5G-A 开启 5G 下一阶段演进。一般而言，移动通信技术的代际生命周期是十年， 在此期间通常会出现一个新的技术标准来进行平稳过度，如 2.5G、3.5G 及 4.5G 的出现都显著增强了网络性能。2022 年 6 月，3GPP 的 5G R17 标准冻结，标 志着 5G 第二个演进版本标准正式完成。2021 年 4 月，3GPP PCG 第 46 次会 议明确 5G 演进版本为 5G-Advanced（简称“5G-A”）。此外，会议还决定，5G-A 将从Release-18（简称“R18”）开始。
5G-A 在无线、固网和 IP 网络领域均已开启技术标准化进程。在无线领域，3GPP 已将 R18、R19、R20 三个版本定义为 5G-A 技术规范，其中 Release 18 版本 将于 2024 年上半年冻结，这意味着全球 5G 技术和标准发展进入新阶段。在固 网领域，F5.5G 已从产业倡议步入标准设计阶段，2023 年 11 月 30 日 ETSI 发 布《F5G Advanced Generation Definition》，2023 年到 2027 年将完成 F5G Advanced 标准制定。在 IP 网络领域，IETF、IEEE 正全面开展 SRv6、Wi-Fi 7、 800GE 等 Net5.5G 第一阶段相关的标准工作，相关标准将在 2024 年全面发布。
根据中国移动研究院，5G 国际标准从 R15 以来延续两年一个版本的节奏发布， 期间每个版本时间计划会因为新增特性的数量和体量的问题进行反复斟酌讨论。 Rel-18 作为 5G-A（5G-Advanced）的第一个版本，具有承上启下的作用，其中 的一些特性反映了现网部署的需求，也有一些则起到5G向6G演进的指向作用。
3、5G-A 演进的影响
频谱资源整合开拓，支撑 5G-A 深入推进。5.5G 的高带宽离不开频谱资源，载 波带宽需要 400MHz （Sub6GHz 频段）或 800MHz（毫米波频段）。但四大电 信运营商目前所拥有的 5G 频段较难实现 400MHz 的载波带宽。当前 5G-A 产业 正通过两大路径共同推动 Sub 100GHz 频谱走向 NR，一是通过重耕和按需整合 2/3/4G 存量频谱，二是推动毫米波和 U6GHz 超大带宽频谱走向商用。此外，2023 年 6 月，工业和信息化部发布新版《中华人民共和国无线电频率划分规定》，在 全球率先将 6GHz 频段划分用于 IMT 系统，推动该频段全球或区域频率划分一 致，为 5G-A 发展提供充足的中频段频率资源。 5G-A 性能指标全面升级。未来，一方面，5G-A 持续增强已有的能力，支撑传 统 5G 业务大规模应用；更重要的一方面，5G-A 将增加新的能力，支撑新场景 新业务的应用。5G-A 时代新的业务需求呈现更加多样及复杂的特性，对 5G 网 络能力提出了更高要求。5G-A 是 5G 网络下一步升级演进的必由之路，已在产 业形成共识，是确定性产业发展趋势。IMT-2020(5G)推进组提出 5G-A 网络能力 由速率、绿色、网络 AI、空口 AI、感知、定位和物联等七个关键指标衡量。
相较于 5G 技术，5G-A 技术将带来多个维度的提升，比如下行峰值速率将从 5G 初期的千兆提升到万兆（将全面支撑 XR、裸眼 3D 等创新业务需要的大带宽、 低时延等）以及上行速率将从百兆提升到千兆（满足海量数据全面上云端等需求）。
5G-A 演进将为 6G 标准制定做出积极贡献。6G 标准制定道阻且长，华为轮值董 事长徐直军曾表示，6G 现在仍是一个概念以及产业界的一个目标，需要年轻人 参与 6G 场景的想象，并表示要为 6G 有可能的到来做准备、做投资。5G-A 作为 承上（5G）启下（6G）的关键节点，其技术标准演进对于推动 6G 领域的探索 进程起着至关重要的作用。5G-A 技术的演进将对部分 6G 关键技术进行提前验 证，为 6G 发展提供有效、有用、有价值的场景。中国工程院院士邬贺铨表示， 针对 5G 市场应用出现的问题，在 6G 商用之前有必要提供 5G-A 的能力。他强 调，尽管 6G 的目标是实现无缝覆盖，但 5.5G 首先需要在热点区域或特定场景 对 5G 进行补充。作为 5G 通向 6G 的必由之路，5G-A 将对部分 6G 关键技术进 行提前验证，为 6G 标准制定和技术落地积累宝贵经验。
二、5G-Advanced 开启产业发展新赛道
5G-A 是基于 5G 的技术演进，应用场景以 5G 的三大业务场景（eMBB、mMTC 和 uRLLC）为基础进一步扩充。IMT-2020(5G)推进组提出，5G-A 在持续增强 已有能力的基础上，将增加新的能力以赋能新场景新业务的应用，将面向六大主 要应用场景，其中“沉浸实时、工业互联、千亿物联”三大方向是原 5G 能力三 角 eMBB、URLLC、mMTC 的演进升级，“天地一体、通感一体、智能上行”三 大方向则是 5G-A 新增能力。 IMT-2030(6G)则在 IMT-2020(5G)“铁三角”的基础上，向外延伸拓展出六边形。 六边形定义了六大场景，包括沉浸式通信、超大规模连接、超高可靠低时延通信、 泛在连接、通信 AI 一体化、通信感知一体化。其中，前三者分别是 eMBB、mMTC、 URLLC 的通信增强扩展场景；泛在连接是覆盖增强新增场景，需引入新架构和 新商业模式，支持地面网络和非地面网络互连；通信感知一体化、通信 AI 一体 化是业务扩展新增场景，在感知和 AI 的新功能中融入增强通信，6G 网络作为一 个分布式神经系统，可以将物理世界、生物世界和网络世界融合起来。在六边形 最外围的圆圈上，列出了适用于所有场景的四大设计原则，包括可持续性、泛在 智能、安全/隐私/弹性、连接未连接的用户。
1、沉浸实时（元宇宙）
XR 等新应用带来的虚拟体验正逐步跨越现实体验边界，实现沉浸式的实时交互。 据 Counterpoint Global XR 预测，XR 设备出货量预计从 2021 年的 1100 万台增 长到 2025 年的 1.05 亿台，增长约 10 倍。为进一步提升 XR 设备的沉浸式体验， 终端分辨率将从入门级的 4K@60fps 逐步提升至舒适级的 8K@90fps，未来面向 视网膜级体验分辨率将提升至 16～32K@120fps，并会提升为多模态 XR，达成 包含视频、触觉等多感官的更沉浸式体验。
交互式 XR 业务对无线网络在时延、速率、容量、移动性等方面提出了巨大挑战。 当前移动网络支持 4K@60fps 的 XR 视频，单用户速率需求约 100Mbps，单小 区可以支持 5~10 个用户；未来需要支持 16~32K@120fps 的 XR 视频，单用户 速率需求约 1~10Gbps，同时满足单向 10ms 级时延（双向 20ms），需要通过无 线技术突破解决体验与容量双重挑战，支撑下行超宽带需求。
5G-A 相比 5G，将带来 10 倍的网络性能提升，支持向元宇宙迈进。根据华为， 移动用户及家庭宽带用户峰值体验从 1Gbps 提升到 10Gbps；此外，时延、定位、 可靠性能力 10 倍提升。5G-A 时代，沉浸+交互体验将成为刚需，以 XR 为代表 的元宇宙将进一步拓展应用边界。ToC 领域，将从室内的场景逐步走向室外车载 XR 娱乐、AR 导航等。ToB 领域，从 XR 教育、培训等，逐步走向 XR 全息会议 与协作，网络需求也将逐步走向以 XR 全息会议为主的对称带宽。
2、工业互联
近年，制造业的创新应用层出不穷，对网络的大上行、低时延、确定性、高安全、 高可靠、大连接、精定位和低功耗等方面提出了新要求。例如，制造工厂的机器 视觉、矿业的远程控制、港口的自动化巡检、电力行业的配电自动化等。不同的 场景需求差异大、种类多，例如典型制造工厂在机器视觉应用较为丰富、上行速 率要求高，而电力行业的配电自动化则要求高精度授时能力。
5G-A 是向当代工业互联网转型的必然要求。由于移动网络本身的局限性，如上 行宽带能力不足、缺乏确定性保障机制、定位精度不足等问题，目前的 5G 网络 难以满足面向严苛的工业场景要求。5G-A 阶段网络将进一步引入新的技术及机 制，共站点共设备共运维，全面提高现有工业互联网的综合能力。
3、千亿物联
5G-A 将支持最全面的物联网能力。模组类型将涵盖从工业级高速连接到 RedCap、无源物联，从 Gbps 到 Kbps 的全系列物联模组能力，全面使能万物 智联，在各行各业实现全场景、全流程、全要素的广泛连接，为千亿连接提供最 强大的产业支持。 5G-A RedCap 降低复杂度与成本，助力实现更多场景大规模商用。3GPP 在 R17 定义了 RedCap 轻量化 5G 终端技术，但是，在 5G 阶段的最低能力配置下，峰 值速率依然能够达到 80Mbps 以上，对于低端目标场景仍能力过剩。因此，智能 电网、智慧城市等对速率需求更低、终端连接设备多样且海量、成本更敏感应用 场景的发展，对 5G RedCap 提出了进一步演进需求。5G-A 中，RedCap 的目 标速率下降至 10Mbps，成本与功耗更低，也能更好地处理不同带宽和能力的低 成本 5G 物联网终端与存量 5G 终端之间的共存，助力实现大范围商业落地。
无源物联将蜂窝网络和无源标签相结合，打造全场景联接底座。在不显著增加标 签的成本、功耗、复杂度、体积的前提下，增加通信覆盖距离、降低读写器间干 扰、实现低成本大规模组网、支持对标签的定位。得益于新型无源物联网技术在 通信距离、组网规模、部署成本等方面的优化，无源物联网正在仓储物流、电力、 交通、畜牧等更广泛的领域内得到应用。
4、天地一体（卫星互联网）
空天地一体化通信网络可以实现极简极智泛在接入和全域时敏服务。空天地一体 化网络由三部分组成：由各种轨道卫星构成的天基网络，由飞行器构成的空基网 络（将无线基站安放在长时间停留在高空的飞行器上来提供电信业务），以及传 统的地基网络（包括蜂窝无线网络、卫星地面站和移动卫星终端以及地面的数据 与处理中心等）。空天地一体化通信网络传输覆盖广、不受地理环境限制、时延 抖动小、可靠性高的特性可以为行业客户提供专网服务；空天地一体化通信网络 扩大了地面通信网络覆盖范围，可以为个人用户提供多样化的语音和数据业务。
5.5G 开启 NTN 研究历程，以星地融合为目标，将 IoT 泛在应用扩展到地面移动 通信信号难以覆盖之处。卫星网络标准在 3GPP、ITU-T、IETF 都有讨论，3GPP 体系称非地面网络（NTN, Non-terrestrial Network）（包括天基和空基网络）与 地面网络（TN, Terrestrial Network）。2024 年 2 月，搭载中国移动星载基站和核 心网设备的两颗天地一体低轨试验卫星成功发射入轨。其中，“中国移动 01 星” 搭载支持 5G 天地一体演进技术的星载基站，是全球首颗可验证 5G 天地一体演 进技术的星上信号处理试验卫星；“‘星核’验证星”搭载业界首个采用 6G 理念 设计，具备在轨业务能力的星载核心网系统，是全球首颗 6G 架构验证星。
5、通感一体（低空经济）
国家正大力推进低空经济发展，各层级相关政策加速落地。“低空经济”指一般 在垂直高度 1000 米以下、根据实际需要延伸至不超过 3000 米的低空空域范围 内，以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为载体，以载人、载货及其他作业等多场 景低空飞行活动为牵引，带动相关领域融合发展的综合性经济业态，涉及低空飞 行、航空旅游、支线客运、通航服务、科研教育等业务形态。2021 年 2 月，低 空经济被写入《国家综合立体交通网规划纲要》；2023 年 12 月，中央经济工作 会议进一步将“低空经济”提升至“战略性新兴产业”的高度。
低空经济产业快速扩张，其中无人机及其应用是低空经济的重要形态。低空经济 拥有独特的点对点、地域限制小、经济成本低、运行效率高等优势，开辟了全新 的消费需求。据中国民航局引用相关单位数据，2023 年我国低空经济规模已经 超过 5000 亿元，2030 年有望达到 2 万亿元。截至 2022 年底，全国的无人机运 营企业达到 1.5 万家，年产值已达 1170 亿元。注册无人机 95 万架，无人机实时 飞行约为 3.86 亿架次，累计飞行时长约为 1668.9 万小时。近日，电动垂直起降 航空器（eVTOL）“盛世龙”公开首次演示飞行，从深圳蛇口邮轮母港起飞后降 落在珠海九洲港码头，将单程 2.5～3 小时的地面车程缩短至 20 分钟，该航空器 预计将于 2026 年开启载人飞行，有望在规模化落地后将单座票价压至两三百元。 对低空经济需求的与日俱增对低空管理提出了必然要求。2023 年 5 月 31 日，我 国出台《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，提出统筹建立无人驾驶航空器一 体化综合监管服务平台，确保监管方和用户直观透明掌握统一的空域使用和飞行 态势。2023 年 11 月初，国家先后发布了《中华人民共和国空域管理条例（征求 意见稿）》和《关于明确〈无人驾驶航空器飞行管理暂行条例〉空中交通管理有 关事项的通知（征求意见稿）》。2024 年全国两会期间，全国人大代表、南京邮 电大学校长叶美兰建议，研究和出台国家低空通感网络基础设施发展方案，发挥 5G-A 优势，形成全国统一的通感基础设施网络；全国人大代表、中国移动湖南 公司总经理程伟建议，基于通信运营商信息基础设施和频谱资源，形成低空空联 网标准，加快 5G-A 等新技术规模部署，满足低空飞行器网络需求。
5G-A 为城市低空安全监管提供了技术手段。当前已有的无人机侦测装备主要为 低空雷达和无线电侦测设备，存在难以在城市部署、覆盖范围不足等问题。5G-A 的“通感一体”为低空管理中航空器的侦测提出了新路径。通过分析无线通信信 号的直射/反射/散射，获得对外界的感知，实现定位、测距、测速、成像等功能。 其次，5G-A 频段和一般雷达相比，频率较低，更容易绕过障碍物，从而实现在 建筑物较多的情况下更好的覆盖。通感算一体化基站的探测距离可超过 1.5 千米， 探测精度达到亚米级，这意味着在基站覆盖范围内，感知到的目标物位置和实际 位置误差小于 1 米。此外，5G-A 合理改造并充分利用原有 5G 基站，避免低空 专网的重复建设，极大降低管理门槛。中国工程院邬院士表示：“在不改变 5G 基站天线仰角的前提下，低空探测空间高度近 600 米，这将避免低空专网的重复 建设，有助于城市对‘低慢小’飞行物的识别和管理。”
5G-A 更好支撑利用低空无人机开展物流配送等活动。受地形影响，低空通信/ 导航难度更高、飞行密集、地面障碍物多、气象条件更复杂，提供服务的难度更 大、成本更高、面临的安全效率挑战更多。无人配送产品与运营方之间联系主要 是通过网络，通讯的稳定性、即时性影响着安全，对网络连接的上下行带宽、业 务时延以及网络的链路稳定性提出了较高的要求。5G-A 在传输速率、覆盖范围、 连接密度、智能化等方面的优势进一步支撑无人机物流配送。 5G-A 助力低空经济成果丰硕，多处试点已完成验证。2023 年 5 月，中兴通讯 完成了业界首条“5G 通感算控一体化”低空无人机航线验证。2023 年 10 月， 中兴通讯完成了业界首个 5G-A 通感一体组网验证测试，实现了从单点技术验证 扩展到多站区域组网应用。2023 年 5 月，华为实现了 5G-A 立体感知网在低空 场景下的无人机航迹精准追踪等多场景验证，目标识别率达 100%，证明 5G-A 通感基站可实现探测面0.01m2的目标感知，准确率达99%，单站探测距离超2KM。
深圳等地正在积极试点低空经济。2023 年 10 月，深圳公布全国首部低空经济产 业促进条例《深圳经济特区低空经济产业促进条例》，作为立法重点项目并公开 征求意见。至 2022 年底，美团无人机外卖的试运行航线已在 5 个商圈落地，累 计配送订单量超 12 万单；顺丰形成了覆盖深圳全市范围的低空无人机物流网络， 2023 年 1 至 3 月，在深圳运行累计 1800 多架次，运行货物 13 万多件。
6、智能上行
网络上行需求越来越大。一方面，随着短视频、直播业务的蓬勃发展，以及终端 分辨率的不断增强，随时随地高清视频分享已成为消费者热衷的沟通方式；另一 方面，随着行业数字化、工业互联网的推进等，应用也会自下而上产生海量数据， 将大量的人和机器的信息传递上云；此外，随着智能化设备、智能化平台的普及， 对于音像数据上传至云端平台的需求也越来越多。 现有5G网络以toC eMBB业务为主，对于网络需求也以下行为主，如下载数据、 观看视频等。面向这一需求，当前 5G TDD 系统中，其主流时隙配比包括 7:3、 8:2 和 1:3 等，对下行资源的分配远远高于上行，下行能力也远远高于上行能力， 测试峰值 250~370Mbps，在满足 5G-A 上行超宽带场景的业务需求存在很大的 网络和技术挑战。
视频监控广泛应用在城市安防、智慧工地以及无人小车视频回传等场景。第一， 城市安防场景对上行带宽的要求是视频实时回传。第二，智慧工地场景的需求包 括工地出入人员实名管理、工人出勤记录管理、工地施工安全管理、工地物品防 盗等。基于无线的视频回传方案更具备灵活性，可满足建筑施工的临时性部署需 求。第三，对于无人小车视频回传而言，一个应用场景是移动视频监控，包括车 辆实时动态监控及车辆视频等数据回传。另一个应用场景是远程驾驶脱困。 视频媒体生产向分辨率更高、机位数更多、随时随地生产等趋势发展。对于专业 视频媒体生产这类业务产生的码率在 200M 以上甚至 1Gbps+，但目前这类视频 生产多采用固定机位，使用有线连接回传到导播设备，无法满足灵活部署和移动 拍摄的场景需求。专业媒体摄像机集成 5G 模组后，无需进行繁重的局域网络环 境搭建和维护，只需摄像机和编码器开机，5G 模组自动接入 5G 网络，提供大 带宽、高稳定、广覆盖的传输，制作系统和监看系统只要部署在核心网后的服务 器即可快速开展媒体生产和监看任务。 自主无人智能设备则可能未来对上行超宽带提出了更高的速率需求。中国人口和 产业结构改变正在驱动服务机器人产业自动化、智能化加速升级。与主要工作在 “无人环境”，更注重效率和精准度的工业机器人不同，服务机器人的应用场景， 需要与人近距离接触，所以更注重服务过程的柔性和安全性。一个典型的服务机 器人将具备高级 AI 环境识别能力和自主导航能力，配备 6-8 个高清摄像头、激 光雷达（选配）等以感知周围环境、MIC 阵列来聆听指令，图像数据需要实时回 传到云端。
三、5G-A 部分重点技术方向
5G-Adavanced 关键技术可被划分为网络关键技术、终端关键技术、云/边关键技 术、端到端运维关键技术和绿色节能关键技术等五个技术方向。
1、ELAA-MM 增强
超大规模 MIMO 大幅提升天线通道数，显著提升 5G 系统性能及效率。Massive MIMO（大规模多输入多输出）技术是 5G 通信系统容量和频谱利用率提高的关 键技术之一，传统的多天线技术仅仅支持最大 8 端口的水平维度波束赋形技术； 而 5G 为了提升频率效率，进一步增加基站天线端口的数目，通道数可达 32 或 者 64，天线阵子数可做到 192、512 甚至更高，其增益大大超越传统设备，使传 输的用户配对数目直线增加。与此同时，传统设备在做覆盖规划时，主要关注和 满足水平方向覆盖，信号辐射形状是二维电磁波束，而 Massive MIMO 在水平维 度空间覆盖基础上增加垂直维度空间的覆盖，信号辐射形状是灵活的三维电磁波 束，因此能深度挖掘空间维度资源，提升频谱资源在多个用户之间的复用能力， 从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅提高网络容量。
5G-A 采用 ELAA-MM 技术大幅提高天线规模。5.5G 可以部署超大规模的发射 天线阵子或扩展天线口径，将通道数提升至 128/256TR 以上。其中超大规模天 线阵列（ELAA-MM, Extremely Large Antenna Array Massive MIMO）技术可以 将天线单元分布式的部署在一片区域内（比如建筑物墙壁上），避免了集中式部 署受天线面板尺寸、重量、风载的工程限制，大幅提升数据吞吐量。相比传统 5G 天线单面 128-256 个振子数，超大规模阵列天线直接将阵子数增加到 1000 余个，实现 10Gbps 的下行峰值速率。随着 5.5G 对天线规模的提升，根据概率 统计学原理，基站到各个用户的信道将趋于正交。这种情况下，用户间干扰将趋 于消失，而巨大的阵列增益将能够有效地提升每个用户的信噪比，从而能够在相 同的时频资源上支持更多用户传输。华为在 2023 全球移动宽带论坛发布了业界 首个 128T MetaAAU（振子数达 500+）、业界首个双频 64T MetaAAU 以及业界 首个2000+阵子毫米波AAU。终端方面，5.5G智能终端将从当前2T4R走向3T8R 等更多通道，并支持 4 个或更多载波的聚合，打造万兆体验终端。
极大规模 MIMO 的成本和功耗随着天线数量的增加而显著增加，需要探究新的 低成本架构以适应大范围部署。目前的天线一般需要大量的分路器、合路器、移 相器等一系列硬件，如果仍然采用这种架构其成本将会显著增长，导致其无法商 用。极大规模 MIMO 需要采用新的低成本架构，移相器需要被更低成本的方式替 代，比如智能超表面中的一些低成本硬件架构可以考虑在发射天线中使用。此外 电磁透镜也可以实现低成本的 MIMO，但是在性能方面还需继续优化。
2、UDD（时频统一全双工技术）
5G 所使用的 TDD 和 FDD 技术无法满足工业互联的极致时延需求。目前 5G 主 要采用的是 TDD（时分双工）和 FDD（频分双工）工作模式。FDD 频段的特点 是频段低，可用带宽少，能提供的速率有限，以频谱资源占用翻倍为代价，形成 了一个“伪全双工”系统。TDD 频谱则相反，频段较高，可用带宽大，但 TDD 上行和下行只能轮流使用一段频谱，时延受限于半双工的特点难以降低。
TDD 频谱是 5G 主力频谱。无线频谱的使用划分已经确定，不同的频段实际上是 和 FDD 或者 TDD 双工模式强绑定的。由于 5G 信道带宽高达百 MHz，难以找到 成对的频率资源，目前全球的 5G 频率主要是 TDD 模式，商用 5G 网络均采用 TDD 模式。以中国 3.5GHz 频段为例，上下行占比配置为 3:7（即 30%时隙用于 上行，70%时隙用于下行）。由于 TDD 模式上行和下行时分传输，这导致上行传 输过程中额外增加了等待时延。对于上行占比 30%的 3.5GHz 频段，会额外等待 0～2ms，平均等待 0.8ms。同理，在下行方向，额外等待 0～1ms，平均等待 0.2ms。TDD 频段也因为这一点不适合用于 1ms URLLC 超低时延业务。 传统 TDD 无法有效满足极致时延和高可靠需求，因此促进了 5.5G 信道的发展。 根据统计，在所有工业控制协议中，约 15%要求时延不高于 1ms、约 35%要求 时延不高于 4ms（比如机器运动控制）、约 30%要求时延不高于 10ms（比如工 业 AR）。5.5G 的传输信道需要具备极致低时延和高可靠能力以支持工业互联网 的实时应用，推动工业网络向无线化演进。另外，有些 toB 应用也会将大量的人 和机器的信息传递上云，提出了大上行的传输需求。因此，由中国移动牵头，提 出了 UDD（Unified time & frequency Division Duplex）时频统一全双工技术， 包含双载波 UDD 和单载波 UDD 技术两种。
UDD 开辟了全新时频复用模式，满足运营商的中长期部署需求，但干扰问题仍 需研究。UDD 允许基站在一个或多个 TDD 载波上进行同时收发，在保持 TDD 传统优势，可根据业务负载调整上下行资源比率的基础上，还可实现类似于 FDD 的“0ms”等等待传输时延，支持大下行 UE（用户终端，User Equipment）、大 上行 UE、低时延 UE 高效共存，为重叠覆盖区域内不同用户提供“千人千面” 的通信能力服务，“一网多能”满足“复合”业务需求，助力行业数字化转型升 级，满足运营商的中长期部署需求。但 UDD 时频统一全双工仍需解决诸多问题。 尤其是单载波时频统一全双工，子带全双工的上下行的子带是紧密相邻的，并不 像传统的 FDD 的上下行频段有几十 M 的双工间隔，因此会导致严重的收发间干 扰。包括子基站侧的上下行自干扰、基站间或终端间的子带间交叉链路干扰甚至 终端侧的上下行自干扰等新的干扰类型，仍需业界持续深入研究。
3、RIS（智能超表面）
智能超表面（RIS, Reconfigurable Intelligent metaSurface）作为一种新的超 材料技术，可以通过控制电路将散射在空间中的无用的多径信号向目标方向进行 反射，从而提高信道容量和传输速率。当信号从发射端到达接收端时，可能遇到 障碍物、反射、折射等导致信号多次传播和反射，称为多径效应。由于不同路径 的信号在到达时刻和衰减程度上存在差异，这可能导致信号的衰落、相移和干扰 增强。典型的 RIS 是由 3 层介质板以及 1 控制器组成的无源可重构反射超表面， 通过智能控制电路可以动态控制电磁单元的特性，实现空间电磁波的智能控制， 进而形成可控的电磁场。在无线环境中各类物体的表面部署 RIS具有以下优势：
低功耗、低成本、低热噪声：智能超表面更接近于无源器件，RIS 除控制器 如 FPGA 等小型有源器件外，无需功放、馈线等器件，也无需射频及基带处 理，仅需要通过功率很小的控制信号即可实现对电磁单元的特性调整，因此 有望实现低功耗，低频段样机的器件和控制功耗有望优化在 5 瓦以内。无需 复杂的射频和基带处理电路，硬件成本可以更低。RIS 通常不需要功率放大、 下变频等对接收信号进行处理，而仅仅改变信号的方向，因此热噪声低，因 此智能超表面可以实现绿色低成本的网络覆盖。
实现信号传播方向调控：将智能超表面部署在基站和覆盖盲区/弱覆盖区域之 间，使得传输信号能够到达目标区域，可以用于覆盖增强，提高室内信号质 量，满足 5G-A 网络的无缝覆盖需求。
面向业务动态调控智能超表面：按需动态构造信道相关性较低且有效路径更 多的无线传播环境，实现业务按需覆盖。智能超表面厚度薄，重量小，可以 附着在环境的各类表面，从而降低选址和部署复杂度。
当前，RIS 技术存在两种技术演进方向：
基站-RIS 协同部署方案：为了解决固定 RIS 波束覆盖范围/增益受限的问 题，业界提出了基站-RIS 协同部署方案。通过波束扫描/切换的方式实现 分时覆盖，从而有效提升 RIS 的覆盖范围，低成本和功耗解决高频段覆 盖空洞问题。
RIS 创新解决方案：为了解决单个 RIS 板覆盖的面积相对有限的问题， 业界提出了 RIS 翅膀解决方案。将 RIS 板部署在有源天线单元（AAU） 两侧，对于直线传播路径占优场景，通过部署 RIS 板扩大信号发射角度， 提高了各个天线之间的空间复用能力，从而获取较高的信道增益。
4、厘米级高精度定位
多样化场景需求带动 5G-A 定位技术演进。定位作为面向行业的关键服务能力之 一，基于蜂窝网、GPS、北斗、蓝牙、UWB、Wi-Fi 等技术所提供的定位能力已 被广泛应用于垂直行业的各个领域中。随着后续业务的发展，在网络边缘提供低 时延高精度的定位能力尤其重要。未来的网络场景如车联网要求定位精度达到厘 米级，且其置信度在 90%以上；企业工业园区场景要求位置数据不出园区，且进 一步降低定位时延。作为垂直行业中的刚需，定位在如车联网，智能工厂等不同 的场景在定位精度、终端功耗、时延和完好性等指标有不同的需求。 5G-A 持续演进定位能力。定位能力的提供与精度优化一直是 5G 研究的重要课 题之一，目前历经 Rel-16/Rel-17 两个版本的迭代演进，已经完成了 5G 定位的 端到端系统与协议设计。但由于垂直行业多种多样的行业需求，定位技术也有进 一步演进升级的需求——比如如何在终端电池供电持续工作 1 年的条件下让定 位精度达到 0.2m、定位 E2E 时延控制在 10～100ms；比如如何满足部分设备 （AGV 等）需要的厘米级跟踪精度要求。为应对不同定位场景和业务需求，5G-A 定位技术演进产生了下述八个潜在关键技术方向。
5、通信感知融合
4G 和 5G 均支持的 UE（User Equipment）定位本质上也是一种感知，即对联网 设备 UE 的位置的感知。5G-A 和 6G 支持的感知的范畴将进一步扩大，感知目 标不仅包括连接的目标如 UE，也包括未连接的目标如人体，天气等；不仅包括 对位置的感知，还包括对呼吸心跳频率、物体材质、移动速率、手势、姿势、降 雨量等的感知。 六大技术方向促进通感一体化实现。在 6G 移动通信系统中，更高的频段（毫米 波乃至太赫兹）、更宽的带宽、更大规模天线阵列使高精度、高分辨感知成为可 能，从而可以在一个系统中实现通信感知一体化（Integrated Sensing and Communication, ISAC）。一方面，整个通信网络可以作为一个巨大的传感器， 网元发送和接收无线信号，利用无线电波的传输、反射和散射，可以更好地感知 和理解物理世界。另一方面，感知所提供的高精度定位、成像和环境重构能力可 以帮助提升通信性能，例如波束赋形更准确、波束失败恢复更迅速、终端信道状 态信息（Channel State Information, CSI）追踪的开销更低，实现“感知辅助通 信”。目前，基于 5G-Advanced 空口的 ISAC 关键技术的研究已经启动，从六大 技术方向力图突破当前 5G 系统的局限，以实现全面的通感一体化。
通感一体化波形设计：在 5G-A 通感标准化中，波形设计可以分为两个 主要研究方向：基于现有波形的一体化波形适配性研究，新型通感一体 化波形设计及研究。基于现有通信和感知波形，如 OFDM、FMCW、LFM 等，通过分析这些波形在通信和感知的能力，形成单一波形或者复合波 形，从而实现通感融合波形的需要。
多天线技术：方位向的位置精度受限于天线阵列的孔径，因此，在硬件 技术上需要采用大规模的天线阵列以提升方位向的位置精度和波束增益。 目前，主流技术方向包括高隔离大规模天线阵列、天线分组和虚拟子阵 列、稀疏 MIMO 阵列。
AI 和算力技术：5G-A 的蜂窝通信网络中的接入网和核心网都具备强大 的运算处理能力，因此可以采用内嵌 AI 的高维超分辨感知技术和通感融 合算力技术，排除噪声干扰，以提高目标特征的分辨能力和识别准确率， 并且根据每种感知技术或算法的特性和需求，以及网络的总体运算资源 状况，制定出最合适的资源分配方案。
组网技术：组网技术是一种将多台电子设备连接在一起，形成可互相通 信和共享资源的网络系统的技术。通感一体化的组网架构主要包括了网 络大脑、感知控制功能、通信控制功能、计算控制功能、用户控制功能 等功能实体，以及计算节点、通信节点、感知节点和终端节点等资源实 体。
时频域感知资源分配技术：通过时域、频域或空域通信和感知分离设计， 可以有效避免感知与通信间的相互干扰，同时可以通过合理分配资源尽 可能保证通信用户、感知用户以及一体化用户间的公平性，便于通感业 务的协调联动，进而提升通感系统的整体性能。
通感融合信道建模：信道建模是指无线信号从发送端传输到接收端的过 程。传统的信道建模方法可能无法满足 5G-A 的需求。5G-A 需要重新思 考传统的随机信道建模方法，针对感知评估需求做出创新，具体模型方 向包括随机信道模型、确定性信道模型，以及混合信道模型。
6、确定性网络
引入确定性网络，5G-A 助力实现全面工业互联。我们熟悉的以太网数据通讯是 一种“尽力而为”的机制，在丢包率、传输时延等方面都体现出不确定性。而工 业网络对不确定性的容忍度极低。确定性网络服务是一种可以提供“准时、准确” 数据传输的网络服务，其核心目标是高质高效地满足业务需求和关键服务体验指 标。确定性技术引入移动网络是实现工业互联的重要基础能力之一，可以增强 5G 网络无处不在的连接、通信和算力服务，以灵活、安全和统一的方式将人、 机器、产品和各种其他设备连接起来，满足工业系统灵活性、多功能性、资源效 率、成本效率、工人支持以及工业生产和物流的质量等需求。 确定性网络关键技术方向主要包括网络架构关键技术、空口关键技术、网业协同 联合优化技术。确定性网络①通过引入 TSN 协议族、MEC 边缘计算，及支持 Ethernet 类型的数据报文等网络架构关键技术，实现高效、可靠、安全的网络架 构；②通过双频互补 TDD 技术等空口关键技术提高空口的数据传输速率，实现 低时延、大容量的数据传输能力；③通过 XSO 业务编排、深度包压缩及动态 QoS 等网业协同联合优化技术，根据业务需求动态调整网络资源分配，从而提高网络 的整体性能和效率。
7、无源物联
5G-A 新定义了蜂窝无源物联技术，以应对中低成本免电池终端以及 passive loT 等物联场景。该技术包括以下主要方向：
研发极简空口技术，以支持超低成本免电池终端：对于可穿戴设备和物 联网终端来说，设备的功耗至关重要。需要通过研究低功耗唤醒技术和 新的无线通信技术，实现微瓦级的终端待机功耗，提升终端设备的电池 寿命。
增强蜂窝无源物联空口链路的信号传输能力，实现 5G-A 网络下区域性 连续覆盖：不同类型的基站在覆盖范围、供电方式和辐射大小等方面都 有很大差异，蜂窝无源物联空口链路需要匹配不同类型基站的覆盖要求， 可以采用调制、信道编码、重复/窄带传输等技术，提高无源物联设备的 覆盖能力。
发展多样网络架构，支持业务灵活性：蜂窝无源物联的网络架构需兼顾 不同应用的特点和需求，如传感应用业务模型多样性以及终端移动性管 理等。网络架构需具备物联终端管理、控制面和用户面融合传输架构、 轻量化安全机制以及支持无核心网和有核心网部署方式等基本能力。
8、节能技术
设备级节能技术是 5G-A 网络演进中的重要方向，通过关闭部分无线能力，降低 网络冗余容量。无线软件节能技术包括时域、频域、空域等方面，在保证预定指 标的前提下，通过多维智能化关断设备机制，实现 5G-A 网络的能耗降低。时频 域方案优化了公共信令的发送方式：在多载波场景中，系统信息块和同步信号块 通过锚载波发送；在单载波场景中，节能载波只发送参考信号（DRS），并基于 用户的上行唤醒信号发送公共信令，以减少无用功耗。空域方案可以通过天线自 适应，关断部分空域通道来降低功放和通道功耗。动态通道关断可以提供更精细 粒度的调整；功率域方案可以利用数据传输在频域上的资源冗余，将数据分配到 多个频率带或子载波上进行传输，降低基站发射功率密度，达到节能目的。
创新站点架构和资源协同，实现 5G-A 基站的高效节能。5G-A 通过站点架构创 新，如全室外免空调站点、C-RAN 架构下 BBU 集中部署、引入清洁能源，降低 非功能性设备的能耗，提升站点能效。在基站组网场景下，考虑基站间资源协同 和灵活的组网模式，实现绿色网络节能。在业务量较低的场景，引导业务至覆盖 层基站，实现容量层较大比例的时域关断率。在高负载、高业务量等组网场景， 降低基站设备基础功耗，支持基站快速休眠和唤醒等节能功能，实现节能目标。
利用 AI 和大数据，实现网络级智能节能和优化全网运行效率。5G-A 将引入基于 人工智能、大数据分析等智能化节能技术，通过采集运营商的基站运行指标、工 参等数据，按场景、地理栅格等对基站进行分类分级的智能化管理。根据 AI 智 能化节能技术方案，可以自动生成节能策略并下发给基站执行，从而达到全天候、 跨厂家、多网协同的网络级智能节能目标。
9、网络智能化
5G-A“内生智能”驱动，全面提升网络性能。随着 ICT 基础架构的智能化变革， 5G-A 无线网络首次构建“内生智能”的核心能力，对无线网络的各层各面进行 结构性重构，为多种业务需求 eMBB、大上行、XR、通感一体、定位等提供关 键使能技术。内生智能的能力依托于网络架构、协议框架、关键技术、软硬件实 现、数据分析等多个维度共同构建。5G-A 智能化网络在原有网络架构的基础上， 通过逻辑节点的内嵌式智能功能，以及新一代基站（gNB）和用户设备（UE） 之间新型的协作等级，以跨域协作的方式提供网络内生智能的能力。并在网络架 构中引入数据、模型和算力三个新的要素，以实现更好的网络性能。
网络内生智能的发展为无线网络带来四大能力： 主动感知：传统方式以被动的后验测量为主，无法满足快速准确预测的要求。 通过 AI 技术强大的信息挖掘能力，从海量数据中提取隐藏的规律，达到“未 测先知”的主动感知，极大提升网络预测和决策的准确度和预见性。 持续自学习：面对复杂多变的环境和业务诉求“算法自学习，模型自演进”， 通过强化学习、多任务学习、元学习等多种机制，重构 RAN 空口和网络的 算法架构，达到“千站千面，网随人动”的全场景动态自适应能力。 网络孪生：网络孪生是无线网络数字孪生化的具体体现，构建物理实体的无 线网络和数字虚拟的无线网络之间的交互式镜像，为无线网络的自动化智能 化运行提供规划、设计、优化和验证的平台。 高效推理：智能化网络的高效运行对于网络侧和终端侧的高效推理能力提出 挑战。构建轻量化、低功耗、多元化的计算方式和软硬件平台是智能化网络 商用部署的关键要素之一。
四、5G-A 产业生态主体动态
1、政府
我国移动通信技术实现从“1G 空白”“2G 跟随”“3G 突破”“4G 同步”到“5G 引领”的跨越发展，加快 5G 网络建设的支持政策陆续出台。2024 年 3 月 8 日， 工信部部长金壮龙十四届全国人大二次会议第二场“部长通道”上表示，要巩固 提升信息通信业的竞争优势和领先地位，适度超前建设 5G、算力等信息设施。 要继续推动工业互联网规模化应用，促进 5G 赋能“千行百业”；同时，要强化 5G 演进，支持 5G-A 发展，加大 6G 技术研发力度。2023 年 10 月，工信部副 部长张云明在 2023 年中国 5G 发展大会上表示，要前瞻布局 5G-A 技术研究、 标准研制和产品研发，加快推进 5G 轻量化（RedCap）技术演进和商用部署， 持续开展 5G 新技术测试验证，加快推进产业成熟。
2、三大运营商
面向 5G 未来发展，全球运营商正积极布局。2023 年 10 月 11 日，在迪拜举行 的第十四届全球移动宽带论坛 MBBF 期间，全球领先的 13 大运营商联合发布首 波 5G-A 网络，标志 5G-A 从技术验证步入商用部署，开启了 5G-A 新时代。
中国移动董事长杨杰在2023年6月GTI峰会上表示，应在5G基础上围绕5G-A、 6G、云、算力网络等技术上持续创新。在 2024 年 2 月巴塞罗那 MWC 期间，中 国移动宣布 2024 年将在超过 300 个城市启动全球规模最大的 5G-A 商用部署， 持续释放 5G 潜力，共创 5G 新价值。中国移动计划建设部总经理李强在 2024 年 2 月巴塞罗那 MWC“5G 超越增长峰会”上表示“中国移动将从 2024 年起构 建 5G-A 商业模式，完善基础设施，推广应用场景，加强产业生态，争取到 2026 年底实现 5G-A 的全量商用。”
在网络方面，中国移动将在 2024 年内实现 RedCap、三载波聚合规模商用， 全面推动通感一体、无源物联网、网络智能化、XR 增强、工业互联网五大 技术试商用部署；
在资费方面，中国移动将结合 5G-A 的网络特性和覆盖情况，探索多量纲的 计费模式，满足特定业务、特定客群的信息服务需求；在终端方面，中国移 动将结合 5G-A 的网络制式，联合国内外终端、芯片厂商，加速推动手机、 PC、XR、手表等泛终端适配 5G-A 网络，持续丰富 5G-A 制式终端品类和 供给；
在产品方面，中国移动将结合 5G-A 的网络优势，持续丰富 5G 新通话、云 手机、云电脑等规模商用产品功能和体验，不断打造 VR、裸眼 3D、元宇 宙等创新型产品。
中国电信董事长柯瑞文在 2023 年 6 月上海 MWC 开幕式演讲时表示，将持续推 进 5G 核心技术攻关，为 6G 的研究工作提供基础，推动制定全球统一的 6G 国 际标准。中国电信 5G 共建共享工作组总经理黄礼莲在 2024 年 2 月巴塞罗那 MWC 期间表示，中国电信坚持创新引领，持续加强 5G-A 新技术创新实践，牵 头 30 余项 3GPP 国际标准，形成 600 余项专利，联合华为等厂家持续创新试点， 保障网络演进领先。
中国联通时任董事长刘烈宏在 2023 年 6 月上海 MWC 开幕式发言中强调，需要 在 ToC 方面加快 5G-A 万兆体验商用，在 ToB 方面尽快推动 R18 完成标准制定， 推进芯模端产业化，加速 5G-A 商用进程。中国联通举办“5G-A/6G 创新技术发 布会”，会议以“通感万物，智算未来”为主题，与合作伙伴一起分享 5G-A 发 展经验，展望 6G 未来愿景。中国联通董事长、时任总经理陈忠岳在 2023 年 7 月“2023 全球数字经济大会”主论坛上提到，中国联通携手行业伙伴，共同推 动 5G-Advanced 技术不断成熟，为连接千家万户、千行百业提供更多创新方案。
3、中兴与华为
2021 年 6 月，中兴通讯发布了 5G 新生长，并提出“1+2+3”的能力框架。着力 于打造以芯片、算法、架构为内核的创新根基，“智能”和“安全”为内生基因， “性能增强”、“效率提升”和“边界扩展”为发展方向的 5G 产业战略。基于此 战略，中兴通讯将持续孵化和迭代创新技术，解决问题，兑现 5G-A 价值。 2023 年 7 月 5 日，2023 全球数字经济大会主论坛上，中兴通讯董事长李自学先 生呼吁，未来已来，我们要以高瞻远瞩的视野和大胆的实践，引领数字科技的自 主创新，大力投入 5G-A、通感算控等前瞻技术的研发，持续向高价值区跃迁， 不断夯实信息基础设施底座，为数字基建加速部署提供坚实的支撑。
2023 年 6 月 28 日，华为轮值董事长孟晚舟在上海 2023 MWC 大会上发表了“拥 抱 5G 变革”的主题演讲。她表示：全球 5G 商用 4 年来，正持续引领价值创造， 而 5.5G 是 5G 网络演进的必然之路；面向未来，科技走向复杂大系统，需要依 据场景特征，匹配关键技术，并实施系统工程，持续构筑 5G 的商业成功。 2023 年 10 月 10 日，华为轮值董事长胡厚崑在迪拜召开的第 14 届全球移动宽 带论坛 MBBF 上，宣布将在 2024 年推出面向商用的端到端 5.5G全套网络设备。 这意味着，市场将迎来新的移动通信时代。
4、其他厂商
在 5G-Advanced 领域，全球领先的通信设备厂商均在积极布局和推动技术进步。 对于 5G-A 面向的六大主要应用场景和多个关键技术方向，各大厂商也已经开始 了相关探索，进行场景验证测试并开展应用实践。
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