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来源:电子工程专辑发布时间:2023-02-172484浏览
询问 AI继近日推出全球首个5GNR-Light调制解调器及射频系统骁龙X35之后，时隔一周，MWC2023前夕，高通又推出了首个5GAdvanced-ready调制解调器及射频系统X75和X72，保持了自2019年以来，每年推出一代5G调制解调器及射频系统的节奏，意味着高通提前一年半实现了对R18的支持。目前，骁龙X75正在出样，商用终端预计将于2023年下半年发布。
从R18版(通常称为5GAdvanced)开始的5G未来版本，将带来mMIMO、UL覆盖、动态频谱共享(DSS)和综合接入回程(IAB)方面的多项改进。最重要的是，5GAdvanced将包含许多转换功能，并持续增强基于应用案例的网络支持，这些功能很可能会创造出现有5G框架无法创造的新用例和商业机会。例如室内外精确定位(精度<1厘米)、新的公共安全服务、扩展现实(XR)、通过侧链增强实现设备对设备(D2D)通信和侧链中继。
同时，5GAdvanced还将把5G连接扩展到智能手机以外的新兴设备中，包括可穿戴设备、无人机/无人机、监控和机器视觉摄像机、大规模物联网和无源物联网设备、以及无线接入网络(RANs)中的人工智能(AI)/机器学习(ML)。
ABIResearch预计，5GAdvanced将于2025年实现商业化，到2030年，75%的5G基站预计将升级到5GAdvanced，在全球消费市场上包括7600万个无线电设备、2300万个宏基带和1300万个小蜂窝基站。而企业市场采用速度较慢，只有约一半的小基站会升级到5GAdvanced，数量为1400万台(2030年)。
让我们来看5GAdvanced几个最具代表性的应用场景：
ABIResearch预计，到2030年，全球将有超过10亿部智能手机支持5GAdvanced定位，同时支持9000多万部5GAdvancedRedCap可穿戴设备和AR/VR设备，以及5.95亿部5GAdvanced个人跟踪器。
在消费者市场中，为全球导航卫星系统(GNSS)的挑战性环境，例如城市峡谷和隧道，带来定位服务将成为典型应用。这包括在公共场所(如购物中心、机场、医院、运动和娱乐场所)的室内导航和寻路，涵盖应急响应、儿童追踪、弱势人群地理围栏、宠物是否离开安全区域、提供移动障碍物的准确定位信息来增强AR/VR体验、以及比现有技术(如AppleAirTags)更便宜、更高效的解决方案进行物品追踪等。
随着“元宇宙”概念的走红，以XR为代表的新型终端引起了人们的关注。但相比智能手机，目前业内对这类终端所需的数据包类型、在什么误包率下用户体验不会受到影响等情况还不是太了解，非常需要对它们的流量需求和评估方法进行探索，对其性能进行评估。
5GAdvanced允许网络识别XR应用程序以及该应用程序的特定延迟和带宽需求，5GAdvanced的其他元素，如边缘计算、AI/ML、切片、邻近服务、安全性、实时通信和自动化等功能的增强，都可以在XR连接和使用中发挥作用。比如AI/ML将用于在负载平衡和能效方面优化网络，并可以扩展到波束管理和定位对XR移动性用例有益的内容。
RedCap设备与LTE系统的部署方式一致，例如在资产跟踪、监控摄像机和低功耗工业传感器中，具有类似XR定位的新应用程序。展望未来，随着LTE频谱被重新分配到5GNR，私有网络不但巩固了它们的连接性，还引入了其他引人注目的5G高级功能，预计很多设备将从LTE迁移到5GNRRedCap。
从2025年开始，消费者细分市场中的5GAdvancedRedCap设备数量将从2026年的4100万增长到2030年的9.72亿，个人追踪设备和无线耳机将在整个预测期内保持RedCap市场份额的领先地位。此外，精确定位将成为5G设备的一项热门功能，尤其是在远程控制应用中，预计到2030年，以智能手机为首的5G设备发货量将达到18亿。
相比此前的产品需要为Sub-6GHz和毫米波频段分别提供单独的射频收发器，此番骁龙X75将毫米波和Sub-6GHz频段支持功能融入到了同一个射频收发器里，帮助OEM厂商大幅简化了设计接口，包括面向射频前端和毫米波模组的设计。
根据高通技术公司高级副总裁兼蜂窝调制解调器和基础设施业务总经理马德嘉的介绍，此举使得PCB面积得以减少1/4，功耗降低高达20%，即使在不使用毫米波模组的情况下，也可以实现20%的功耗降低。基于毫米波的智能手机和固定无线接入等终端，通过采用骁龙X75，可将工程物料清单(eBOM)降低高达40%。
与此同时，骁龙X75还是首个采用专用硬件张量加速器(第二代高通5GAI处理器)的调制解调器及射频系统。第二代高通5GAI处理器的AI性能提升至第一代的2.5倍以上，同时引入了第二代高通5GAI套件，具备AI赋能的全新优化特性，实现更高的连接速度、移动性、链路稳健性和定位精度以及更广的网络覆盖。
软件层面，高通5GAI套件支持多个基于AI的先进功能，包括全球首个传感器辅助的毫米波波束管理和第二代AI增强GNSS定位，上述功能对骁龙X75进行了独特优化，以实现卓越的5G性能。
以第二代AI增强GNSS定位为例，测试数据显示，它能够带来高达50%的定位追踪精度提升，尤其是在人流密集的城市峡谷环境、停车场或者周围有很多建筑物遮挡的环境；而AI辅助毫米波波束管理则能够融合从调制解调器及射频和传感器所获得的所有信息，从而实现更好的毫米波波束处理性能，带来高达25%的接收功率提升，以提高毫米波链路的稳健性。
为了支持更卓越的频谱聚合和容量，骁龙X75支持从600MHz至41GHz的全球5G频段，其中包括从600MHz到7GHz的Sub-6GHz频段，以及从24GHz至41GHz的毫米波频段，能够通过更多方式实现数千兆比特5G传输速度。
例如，面向Sub-6GHz频段，骁龙X75首次支持下行五载波聚合、FDD+FDD上行载波聚合以及FDD上行MIMO；面向毫米波频段，骁龙X75支持十单载波聚合。面向Sub-6GHz和毫米波频段，骁龙X75支持更高阶的调制方式，包括在Sub-6GHz频段支持1024QAM，在毫米波频段支持基于十载波的256QAM。
在上行链路方面，骁龙X75通过以下四个特性实现了出色的上行链路性能：
在回应“为何此次X75没有像以往一样对上行和下行最高峰值速率进行披露”时，马德嘉回应称，高通这次将重点放在了如何通过不同的方式实现峰值速率上，而并不是只谈论峰值速率。也就是更关注平均数据传输速率的提升，以及更加灵活地实现更高的峰值数据传输速率。这样一来，无论运营商采用哪种频段及频段组合，X75都能够助力运营商以更灵活的方式实现更高的峰值数据传输速率。
能效方面，第四代高通5GPowerSave和高通射频能效套件(QualcommRFPowerEfficiencySuite)能够延长电池续航；第四代高通SmartTransmit能助力快速、可靠、远距离的上传，目前也已包含对SnapdragonSatellite的支持。此外，第二代高通DSDA还支持在两张SIM卡上同时使用5G/4G双数据连接。
搭载骁龙X75的第三代高通固定无线接入平台是全球首个全集成的5GAdvanced-ready固定无线接入平台，不仅支持毫米波、Sub-6GHz，还支持Wi-Fi7以及10Gb的以太网能力。
该平台基于高通QTM567毫米波天线模组实现增程毫米波，从而扩大网络覆盖范围。QTM567毫米波天线模组是大功率天线模组，能够提供40到50dBm的功率，这对固定无线接入网络部署非常必要，能够进一步扩大毫米波的网络覆盖范围。此外，这款平台能助力扩大Sub-6GHz频段的网络覆盖范围。第三代高通5G固定无线接入平台支持8路天线接收和PC1.5（相当于29dBm功率等级）。
“我们也希望推动5G固定无线接入在全球范围内的普及。第三代高通5G固定无线接入平台支持的第二代高通动态天线控制能够增强自安装功能，该平台还支持全球操作系统，例如OpenWRT和RDK-B，从而真正推动这款平台在全球范围内的应用和普及。”马德嘉说。
即将开始的Release-18是5GAdvanced的首个标准版本，加强端到端5G系统基础和将5G扩展至几乎全部终端和用例，是其核心使命，而以下三方面的趋势最值得关注：
一是移动宽带演进以及进一步向垂直行业的扩展。推进5G的发展，行业还是继续坚持标准制定、推广普及、持续增强的计划——不光要做人与人之间、物与物之间的通信，还要不断地向垂直领域扩展，把5G做得更好。
二是当下的商业需求以及更长远的5G愿景。在推动5G商用的过程中，如何达到一个比较好的平衡——既能够在商用部署中创造5G价值，又可以有序推动5G向6G演进，始终是行业在讨论和制定5GAdvanced标准中思考较多的问题。
三是全新的终端加上网络的演进。现代通信涉及到终端、网络、基础设施、核心网等一系列关键要素，不能只关注端到端的演进，而忽略更多来自网络和架构方面的演进。
图源：高通
5GAdvanced同时也是为6G做准备的一个重要里程碑。未来的6G将专注于分布式智能、物理世界和虚拟世界的融合，以及在整个网络中充分利用人工智能/多媒体语言。目前正在讨论一些通往6G的主要研究方向，包括：AI/ML赋能的端到端通信、全新的无线电设计、可扩展的网络架构、使用量子通信或区块链来提高6G系统的安全性和可靠性等。
马德嘉表示，骁龙X75旨在将5GAdvanced扩展至手机以外的全部关键垂直领域，通过与广泛领域的OEM厂商开展合作，推动骁龙X75的采用，这些领域包括智能手机、移动宽带服务(热点、固定无线接入和路由器等)、汽车、卫星通信、计算、工业物联网和消费级物联网、企业专网等。
3月29日，AspenCore将在上海举办国际集成电路展览会暨研讨会（IIC Shanghai 2023），同期举办的“射频与无线通信技术论坛”邀请到国内外多家优秀射频设计和系统方案商，欢迎感兴趣的朋友到场交流。点击或扫码报名：https://m.zhundao.net/event/342548?track=0135
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