科普：到底什么是 5.5G 和5G 的区别是什么？
文章来源：未知
作者：老铁seo
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2022-06-15 07:23:56
对外行人来说，会比较迷茫 —— 什么是 5G-Advanced？什么是 5.5G？为什么不是 6G？5.5G 和 5G，到底有什么不同？… 今天，我就试着用“说人话”的方式，把 5.5G 的来龙去脉给大家唠清楚。
到底什么是 5.5G
5.5G，大家应该都知道了，其实就是 5G 和 6G 之间的过渡阶段。
众所周知，移动通信技术差不多是每十年一代。但是，因为技术发展得实在太快，所以，整数代与整数代之间，技术差异太大。这时，就需要对中间阶段的技术进行一个命名，以显示和前代、后代的区别。
这种玩法，早在 2/3G 时就开始了。GPRS 就曾被称为 2.5G，介于 2G GSM 和 3G UMTS 之间。2G 和 3G 之间，还有个更离谱的 2.75G，也就是 EDGE。
LTE 出现的时候，因为技术指标没有达到 ITU 国际电联对于 4G 的要求，所以也被称为 3.9G。后来，基于 LTE，搞出了 LTE-Advanced，才是真正的 4G。
在 5G 还没诞生之前，行业里也搞过 4.5G、pre5G 这样的叫法，但是时间很短，昙花一现。这次，基于 5G 的演进，人们沿用了以往的习惯，所以命名为 5.5G。其实，5.5G 的本质，就是 5G-Advanced。
熟悉通信行业的同学都知道，国际标准组织 3GPP，是通过不停发布 Release（版本），来推动技术演进研究的。每个 Release 包括一堆技术，大家拼命开会，讨论敲定了技术细节，然后投票通过，就算是 Release 的冻结。
这个 Release 呢，差不多是每两年出一个。但是通信网络制式，又是每十年左右出一代。那就意味着，每一个整数代，大约要经历 5-6 个 Release。
这次出现 5.5G，其实就是把 R15-R17 作为 5G 标准的第一阶段，而 R18-R20 作为 5G 标准的第二阶段，进行细分。等到 R20 结束后，差不多 6G 就该登场了（2028-2030 年左右）。
所以说，5.5G（5G-Advanced）就是 5G 和 6G 之间的过渡和衔接，大概会持续 5 年以上。
5G-Advanced 被正式确定为 5G 演进的名称，是在 2021 年 4 月。2021 年 12 月，3GPP SA2 全会通过投票，确定了 R18 版本的 28 个研究课题，相当于确定了 5G-Advanced 的第一波关键技术。
小枣君掐指一算，R18 冻结应该是在 2023 年的年底，甚至 2024 年的上半年（考虑到疫情的不确定性）。再加上版本冻结后，产业起码要一年时间才能成熟。
所以，等到大家真正见到 5G-Advanced 落地，那也是 2025 年上半年的事。距今还有三年，大家不用太着急。
▲ R18 的时间点规划（图片来自 3GPP）
5.5G 包括了什么内容？
说完了 5.5G 的时间线，再来具体看看 5.5G 到底有什么新内容。
其实，5.5G 作为过渡，想要有什么颠覆性的变化，那是不可能的。即便是 6G，目前也看不出什么“惊世骇俗”黑科技的影子。
5.5G 的主要使命，有两个：
一是查漏补缺，把 5G 不足的地方修正一下、加强一下。二是新开副本，根据行业的发展变化，蹭一下热点，给 6G 提前踩踩雷。
5G 目前的发展情况，坦率地说，属于有喜有忧，各占一半。
商用三年，钱砸了不少，网络也基本建起来了。160 多万个站，4 亿多的用户，地级市 100% 的覆盖率，成绩可谓亮眼，放眼全球，都是无法超越的存在。
但是，在 C 端用户体验方面，用户并没有反馈明显的感知差异。5G 没有获得所期望的好评，反而还背了 4G 限速的锅。
在 B 端用户这边，5G 目前仍处于落地焦灼状态，虽然行业应用案例达到 2 万以上，但仍以集中资源重点保障的头部用户为主。很多建设资金，也是来自政府投资。说白了，5G 还是“王谢堂前燕”，没有飞入“寻常百姓家”。
5G 的问题涉及到芯片成本、外部宏观环境、企业自身管理等诸多因素，我之前专门说过，今天就不再哔哔了。
5.5G 作为 5G 的技术演进，也无法解决困扰 5G 发展的非技术性问题。所以，它只能选择视而不见，解决技术上的问题，做点能做的事情。
技术上能做的是哪些呢？说白了，还是速度、时延、连接规模、能耗等老一套。在技术指标上继续挖潜，继续挤牙膏。
在 5G 泛在千兆体验、百亿连接的基础上，5.5G 将指标进一步升级，提升为：泛在万兆体验，千亿连接。
具体来说，5G-Advanced 将必须实现下行万兆（10Gbps）、上行千兆（1Gbps）的峰值速率，以及毫秒级时延、低成本千亿物联。
为了迎合现在越来越热的定位需求（尤其是室内定位），5G-Advanced 还重点强调了自己将具备更强的终端感知能力，以及高精定位能力。这些能力，意味着 5G 已经不再仅限于连接技术了，超过了通信的范畴。
专家和厂商们为了体现 5.5G 和 5G 的差异，还在 5G 传统场景三角的基础上，又升级了一把，变成了六角。新增的是 UCBC（上行超宽带）、RTBC（宽带实时交互）和 HCS（通信感知融合）。
说实在，除了 HCS 通信感知融合还说得过去之外，UCBC 和 RTBC 实际上应该还是 eMBB（超大带宽）的范畴。
5.5G 的技术演进路线
我们具体看看 5.5G 的关键技术。
首先看看速率。速率是通信网络的第一指标，也是人们重点关注的对象。
在目前电磁理论没有突破的情况下，5G 所有的速率优势，其实都是频谱带宽换来的。
就跟种田一样，就这么大的一块田，你不管怎么精细照料，用农药化肥、用杂家水稻，它的产量都是有限的。
调制方式已经 256QAM、1024QAM 了，再往上，对信道条件要求太高，对算力算法的消耗也很大。多址复用，信道编码，该用的也都用了，基本逼近了香农极限，实在没有多少提升空间了。
剩下唯一能做的，只能是在频谱上做文章。
要么，搞动态频谱共享，其实就是把已有的频谱“盘活”，把 3G / 4G 的频谱，灵活借用到 5G，增强带宽。
要么，搞载波聚合，利用共建共享，把大家手上所有的频谱聚集起来，实现带宽提升。
为了抢频谱，3GPP 还把主意打到了 Wi-Fi 频段上，打算在 2.4GHz 和 5GHz 这种免费频段上，抢点频谱来用。这就是 5G NR-U（5G NewRadio in Unlicensed Spectrum）。
5.5G 的更大垂涎目标，是 6GHz 频段。这块大肥肉，谁都想要，Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7 也想要，所以，争夺非常激烈。
运营商想要实现 5.5G 下行万兆的峰值速率，必须将当前拥有的频谱资源，从百兆 Hz 级别提升到千兆 Hz 级别。
从我们国家一向偏向蜂窝网络，主张国企主导的风格来看，运营商拿到国内 6GHz 频段的概率还是很大的。
再加上，我们在这个范围（中频）的可用频段资源确实很少，运营商如果不抢 6GHz 频段，未来就没有出路。
除了下行之外，关于速率的另外一个突出问题是上行。
随着视频监控回传、高清影视直播回传、3D 建模上云渲染等大上行业务需求的出现和爆发，通信行业专家们突然发现，自己对 5G 上行的需求估计不足，预留的带宽不够。
5G 的帧结构设计是可以变化的。但是，一般来说，下行和上行是 8:2 的关系。帧其实就是车厢，8 个车厢用于向下运货，2 个车厢用于向上运货。
这是基于我们手机互联网的常用数据消费习惯决定的。大家想想就明白了，我们大部分时间都是在看视频，看网页，玩游戏，所以，下行数据量需求，明显大于上行（上传）。
为了解决这个问题，有两个办法：一个是我以前介绍过的上下行解耦（链接），就是用覆盖能力更强的低频频段，做上行，然后高频用作下行。另一个，是在帧分配上做文章，将更多的帧用于上行，改变上下行比例。
值得一提的是，解决时延问题，也是主要在帧和时隙上做文章。如果把帧变得更小、更灵活，相当于汽车变摩托，就可以减小空口的时延值。
为了更灵活地实现上行、下行需求，3GPP 还在传统 FDD 和 TDD 的基础上，搞灵活双工，捣鼓了 XDD，也就是 FDD 和 TDD 混在一起用。例如“下行频分，上行时分”这种，把灵活性玩到极致，怎么高兴怎么来。
“频谱换带宽”之后，不可避免要遇到覆盖问题。
我之前文章反复提到过，频率越高的频段，波长越短，绕射能力差，覆盖距离短。2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz，一个比一个覆盖能力差，他们要抢的 6GHz，覆盖更差。
所以，要解决覆盖问题，又要做很多文章。
目前来看，主要的研发方向，就是天线技术。
华为的大佬说，6GHz 赫兹比 2.6GHz 频段，在空间传播损耗上多了 7 个 db 的损耗。想要弥补这个损耗，就必须搞比现在大规模天线阵列（Massive MIMO）更牛逼的超超超大规模天线阵列。
▲ 图片来自华为，ELAA-MM 就是超大规模天线阵列 Massive MIMO
192/256 个振子不够，直接干到 700 甚至 1000 个振子以上。通道数也要跟着飙升，192 个以上。
振子数量越多，波束赋形越厉害，把波压得扁扁的，覆盖距离就能增强。
空口能玩的花样，真的不多。5.5G 乃至 6G 的网络核心指标，基本上就指望频谱和帧结构，前路渺茫。
不过话说回来，泛在万兆下行的场景到底有多少，我还是非常怀疑的。去年云宇宙爆火，带动了 XR 产业。即便是 XR，也用不到万兆。
万兆需求有可能存在的，我能想到的，只有全息通信。说实话，这玩意我觉得还很遥远。
说完了无线空口，我们再来看看别的。
承载网就不说了，传输技术一向都是自己玩的，和 3GPP 没啥关系，5.5G 也没怎么提及。想要了解这部分知识，可以看我之前单独分析过传输技术的演进走向。
重点再看看核心网。
在 5.5G 里，核心网的发展方向还是老调重弹的“云网融合”、“云网一体”。现在算力网络很火，也有带动 5G 云核心网发展趋势的一些微妙变化。
5G 目前已经实现了核心网的云化、虚拟化。SBA 架构已经落地成型。从效果来看，好处并不是很明显。照我个人的看法，其实还是伪虚拟化，厂商强绑定。
运营商正在做的是，是融合。也就是说，将 2/3/4G 核心网，全部融入到 5G 云核心网里面，简化网络架构，减小网络运维负担。
在云网融合的大趋势下，运营商很有将电信云彻底与互联网云合并的冲动，但是步子有点大，不是太敢这么干。毕竟电信业务是自己的根基，万一出问题，担不起这个责任。
在现有云化的基础上，运营商也在考虑进一步推动云原生，希望让自己的云变得更灵活，更适合开发和测试。云原生还有一个好处，就是可以通过软件优化，进一步提升硬件资源的利用率，也就是提高投资回报率（还是为了省钱）。
核心网深入云化，据说也是实现网络内生安全的一个前提条件。
我对内生安全了解的不多，但是我一直觉得这个概念比较悬乎。我觉得所有的安全都应该是基于算力的，单纯从架构上进行设计改进，就能实现安全，是一件无法想象的事情。（改天专门聊一下这个话题。）
提到云核心网，就不得不提到边缘计算。
边缘计算是云计算算力的下沉，它给运营商打开了一个全新世界的大门。运营商们突然发现，原来自己网络的各个节点上，都可以部署算力。由此，孵化出了很多的应用场景。尤其是面对企业 toB 专网方向，边缘计算可以满足很多低时延、大带宽场景的要求，所以发展前景广阔。
互联网厂商和运营商，都盯上了边缘计算这块大蛋糕，运营商手里有网，互联网厂商手里有云技术，所以互有攻守。
有一个技术，在无线接入网、承载网、核心网都有落地，而且是现在通信行业研究的热门，那就是 AI 人工智能。
AI 是个万金油。它是算力的一种表现形式。
通信领域各个环节的技术，发展到最后，都是数学和计算。例如高阶调制（1024QAM 以上），例如无线网络优化、仿真，例如承载网 SDN 的路径规划，再例如核心网的切片编排、资源调度。
5.5G 阶段，各个通信企业会继续加强 AI 的投入力度。有的是为了实现更强的算法，提升网络指标，改善用户体验。有的是为了搞模型，优化网络，实现网络自管理、自主故障恢复，减少网络运维成本。也有的是为了节能省电，判断负荷变化，动态调整功率。
未来几年，相信会有大量的“AI + 通信”案例出现，网络的运维模式可能会发生颠覆性的变化。
除了增强自身已有的能力之外，5.5G 还在试图探索更多的应用领域。
其中，就包括高精度定位、测距和感知增强。这类的需求主要来自车辆定位管理、物流跟踪以及资产管理。主要应用的方向是卫星无法覆盖的室内场景，以及卫星和其它技术无法达到的高精度场景。
在专家们的设想中，5G 不是仅仅用于通信的，还可以像雷达一样，对环境进行感知，捕捉和测算出目标对象的距离、速度和形状。这就是所谓的“通感一体化”。
空天一体化，也是 5.5G 的研究重点。限于篇幅，改天专门再聊吧，先挖个坑。
最后我想说一下无源物联网。
前面我说过，5.5G 也是要蹭热点的，元宇宙要蹭，无源物联网也要蹭。
我以前曾经详细介绍过无源物联网（链接）。其实说白了，就是终端不带电源、电池。通过网络，去“照射”终端，让终端像公交卡 RFID 技术一样，感知网络的“照射”，做出反应，从而反馈数据。
它具备低成本、零功耗、易部署的优势，将来我们所有的零售商品，都可能搭配无源物联网技术，实现商家对商品的管理。
这个技术也没有想象得那么简单，除了空口需要更简洁的协议之外，安全认证、网络架构优化，都有很多的工作要做。5.5G 潜在的竞争对手也很多，在无源物联网方面，自己不一定占优势。
结语
好了，洋洋洒洒说了那么多，大家应该对 5.5G 有所了解了。它的关键技术其实还有很多，但大致方向我基本上都已经提到了。
5.5G 的发展思路，和前几年我们研判 6G 时的预测，基本是一致的。
概括来说，就是能力强化、引入 AI、以及功能融合。让自己变得更强、更易于维护、更绿色环保、更省钱省人力，这样才能更好地发挥自己联接力的价值，为算力服务，为数字化转型服务。
R18 目前已经上路，5.5G 究竟何去何从，让我们拭目以待吧。
