芯耀
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5G-Advanced（也就是我們說的5.5G）（見圖1）在3GPP第18版中首次被概述，它顯著提升了網絡效率、降低了延遲、提高了吞吐量并擴大了覆蓋范圍。5G-Advanced在新的人工智能和機器學習能力基礎上，增加了演進型MIMO技術以及安全方面的更新。
圖1. 5G標準的演進時間軸
憑借新的特性，5G-Advanced帶來了諸如XR、工業(yè)物聯網和智慧農業(yè)等應用。事實上，5G-Advanced已經在幫助3GPP制定新興的6G技術規(guī)范。
頻譜效率
5G-Advanced對MIMO技術進行了重大改進，提升了上行鏈路和下行鏈路的吞吐量。它使得用戶設備（UE）能夠更有效地共享相同的時間和頻率資源，從而提高了網絡容量。5G-Advanced跨越多個版本，旨在通過以下方式全面提高頻譜效率：
1、啟用子帶全雙工（SBFD）模式（圖2），有效地將TDD載波劃分為子帶，以便在相同的時隙內同時進行發(fā)送和接收。
2、簡化多傳輸和接收點（TRP）操作，改善下行鏈路中的單TRP以及上行鏈路中的多TRP操作。
3、在非理想同步和回程場景（如定時失配、可變延遲和數據包丟失）中支持相干聯合傳輸。
4、增強毫米波（mmWave）能力，重點是改善室內外部署時的移動性和穿透特性。
5、在FR1中，為降低容量（RedCap）的5G NR-Light設備支持5MHz的頻譜帶寬。
6、增強信道狀態(tài)信息（CSI）反饋，這對于改善波束成形和整體網絡性能至關重要。
7、優(yōu)化動態(tài)頻譜共享（DSS）。
探索人工智能和機器學習不斷演變的作用
先進的人工智能和機器學習能力將進一步提升5G-Advanced（以及6G）網絡的頻譜效率和性能。可能的應用包括能夠適應動態(tài)環(huán)境條件的人工智能賦能的波束管理，以及基于人工智能的切換優(yōu)化方法。人工智能和機器學習還可以通過實時預測和減輕干擾，來幫助簡化網絡切片，同時改善信道狀態(tài)信息（CSI）反饋、調制和編碼方案。
預計人工智能和機器學習將提高網絡流量預測的準確性，優(yōu)化小基站和宏基站之間的負載平衡，并且在全球導航衛(wèi)星系統（GNSS）不可用時，實現精確的室內定位推斷。最后，人工智能和機器學習的跨節(jié)點應用有望促進全網范圍的訓練、推斷以及主動式維護。
強化安全：從網絡自動化到邊緣端
5G-Advanced探討并實施了關鍵的安全改進措施（見圖2），其中包括：
1、擴展N32互連安全協議，以適應漫游中心節(jié)點和中間節(jié)點的需求。
2、更新用于邊緣客戶端與服務器交互的認證協議。
3、在云環(huán)境中通過新的自動化證書管理功能對基于服務的架構進行升級，納入了互聯網工程任務組證書管理協議的配置文件。
4、引入用于無線接口加密和完整性保護的256 位算法，包括MILENAGE認證算法的256位版本。
5、更新通用應用程序編程接口框架，以便在訪問數據之前獲得資源所有者的許可。
6、提高網絡自動化以及人工智能和機器學習方面的安全性，例如機器學習模型存儲和共享的程序、聯邦學習，以及漫游場景下的數據分析共享。
7、為UE到UE的流程以及UE到網絡的緊急服務添加安全措施。
擴展超可靠低時延通信（URLLC）、降低能力（RedCap）和海量機器類通信（mMTC）的能力
5G-Advanced力求在3GPP第17版中概述的時間敏感型網絡（TSN）能力的基礎上，進一步提升對確定性網絡（DetNet）的支持。通過增強超可靠低時延通信（URLLC）能力（見圖3），5G-Advanced 能更高效地支持關鍵任務型應用，范圍涵蓋從工業(yè)物聯網（IIoT）、聯網汽車到增強現實（AR）輔助的醫(yī)療程序等領域。
圖3. 5G與5.5G關鍵技術的對比。
5G-Advanced還擴大了對諸如智能計量、環(huán)境監(jiān)測和智慧農業(yè)等機器類型通信（mMTC）應用的支持。5G-Advanced提高了室內外設備的傳感和定位精度（有可能低至亞10厘米級別），顯著增強了導航、物流、監(jiān)測和跟蹤系統的精確性。
對于可穿戴設備、工業(yè)物聯網傳感器和視頻監(jiān)控5G RedCap（降低能力）應用，5G-Advanced旨在增強第17版中引入的關鍵能力，重點是進一步降低設備復雜度（天線數量）和功耗。第18版中的關鍵特性包括20MHz或5MHz的帶寬（在頻率范圍1，即FR1內）、全雙工/半雙工和時分信號復制、64階正交幅度調制（可選256階）以及最高10Gsps的最大數據速率（下行鏈路和上行鏈路）。5G-Advanced還探索了RedCap的新用例，包括用于工業(yè)質量控制的視頻監(jiān)控，并討論了針對時間關鍵型通信的上行鏈路能力的改進。
此外，5G-Advanced為環(huán)境物聯網設備（見圖 4）引入了新目標，這些設備可從射頻波、光或運動中獲取能量。環(huán)境物聯網有望支持廣泛的用例，從工業(yè)無線傳感器網絡和智能物流（倉庫和存儲設施）到供應鏈跟蹤等領域。
圖4. 展示環(huán)境物聯網設備各種能量收集方式的示意圖。
加速擴展現實（XR）技術的應用
擴展現實（XR）涵蓋了增強現實（AR）、虛擬現實（VR）和混合現實（MR），它為游戲、培訓甚至復雜的醫(yī)療程序提供了沉浸式和交互式的體驗。5G-Advanced增強了對XR應用的支持，改善了上行鏈路和下行鏈路的調度，并更有效地分配了帶寬和功率。5G-Advanced中探索的XR 關鍵特性包括：
1、使用戶設備（UE）的非連續(xù)接收（DRX）與 XR 流量的周期性保持一致，以節(jié)省電量。
2、利用搜索空間集組（SSSG）切換和物理下行鏈路控制信道（PDCCH）跳過機制來優(yōu)化容量。
3、實施具有多個物理上行鏈路共享信道（PUSCH）間隔的配置許可周期，允許用戶設備（UE）指示未使用的時段，以便由下一代基站（gNB）重新分配。
4、利用跨層協作技術，對XR視頻流中特定幀的傳輸進行優(yōu)先級排序。
5、支持XR服務所需的多個數據流（音頻、視頻、控制信號和信息收集信號）的同步傳輸，將各種服務流之間的時間差降至最低。
彌合5G與6G之間的差距
移動網絡運營商期望5G-Advanced 的新功能能夠拓寬他們所提供服務的范圍和規(guī)模，從醫(yī)院中的超可靠低時延通信（URLLC）服務，到覆蓋數百英里農田的海量機器類通信（mMTC）智慧農業(yè)網絡。借助5G-Advanced，移動網絡運營商可以為自動駕駛汽車、智能電網以及倉庫和港口等物流設施提供無縫的專用網絡連接。最新的5G標準還將幫助移動網絡運營商及其客戶更有效地遵守服務水平協議，并滿足不斷提高的服務質量指標。
5G-Advanced有望彌合這兩個標準之間的差距（見圖5），幫助行業(yè)為21世紀30年代6G基礎設施和設備的廣泛部署做好準備。盡管6G仍是一個新興標準，但它將建立在5G-Advanced的關鍵創(chuàng)新成果之上，這些創(chuàng)新成果可實現高效的頻譜管理、擴大覆蓋范圍、超低延遲以及更高的吞吐量。
圖5. 5G-Advanced使5G更接近6G。
在3GPP的引領下，5G-Advanced 的開發(fā)工作與早期的6G探索工作同步進行。對于5G-Advanced，3GPP將專注于進一步完善用于融合通信與感知的信道建模，利用子帶全雙工技術提高容量并降低延遲，在更高頻率范圍內驗證3GPP信道模型，以及在高中頻帶頻譜（7GHz至16GHz）擴展先進的MIMO技術，以便更高效地支持廣域覆蓋。
總結
5G-Advanced顯著提升了網絡效率、降低了延遲、提高了吞吐量并擴大了覆蓋范圍。作為仍在開發(fā)中的最新5G標準，它引入了許多新的創(chuàng)新成果，例如演進型MIMO技術、新的人工智能和機器學習能力，以及更新后的安全協議。5G-Advanced優(yōu)化了URLLC、降低RedCap和海量機器類通信（mMTC）技術，同時通過在公共和專用5G網絡上提供更具沉浸感的體驗，加速了擴展現實（XR）技術的應用。值得注意的是，3GPP已經在5G-Advanced的關鍵技術基礎上為6G做準備，為21世紀30年代即將到來的6G標準的廣泛實施鋪平了道路。
