5G の進歩と 6G の展望

       回顾移动通信整个标准的历史，ITU给3G的命名是IMT-2000，4G命名为IMT Advanced，加上5G的IMT-2020，基本是10年一个标准。正如在2013年2月，由工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立IMT-2020 (5G)推进组，在2019年，同样由工信部推动成立了立足于6G研究的IMT-2030（6G）推进组，并于今年6月正式发布了《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书，阐述了对于6G总体愿景、八大业务应用场景和10大潜在关键技术的展望。自此，从标准层面，可以说5G已经完成了第一阶段提供基本完善的标准版本工作，业界已经将目光投向了5G的演进和6G新技术的研究。在R17即将第二阶段冻结之前，我们概述下5G的进展，简单做一个总结。

01 ネットビジネス発展

       据GSA的数据，到今年5月，共166个运营商在69个国家和地区发布了3GPP标准的5G商用网络（含移动网络和FWA），77家运营商在试点、规划部署，商用5G SA网络。与此同时，133个国家/地区的436家运营商正在以测试、试验、试点、计划和实际部署的形式投资5G网络。从频段来看，主要在n77（3.3GHz，4.2GHz），n78（3.3GHz~3.8GHz）。

       中国5G建设速度领先全球。据信通院数据，截止到今年5月底，中国已建成5G基站81.9万个，尽管与4G基站544万的总数相比还很少，但已占全球建设基站总数的70%以上。与此同时，国内市场共上市5G手机337款，累计出货量接近3亿，加上海外版机型，5G手机接入终端已达3.1亿。

02 5G端末の進化

       5G终端发布数量快速增长。据GSA的数据，截止到2021年5月底，共128 家设备商宣布商用或即将推出商用5G终端设备，全球发布的5G终端设备达到822款，相比4月增长了8.7%，其中62%已经商用，达到511款，相对于上个季度大幅增长了26.5%。下图统计了自2019年3月到2021年5月发布和商用终端的数量。

       终端类别也很丰富，包括416款手机（至少350款已商用）、144款FWA CPE（56款已商用），106款模组，45款工业/企业级路由器/网关，等等。占比如下图所示：

03 5Gチップセットの進化

       作为5G终端设备的基础，芯片组在很大程度上制约了产业链的发展。全球共有高通、联发科、华为海思、三星和紫光展锐5家厂商设计和生产5G芯片组。据GSA数据统计，截止到2021年5月，5个芯片组厂家共发布了35个商用移动平台和14个商用的5G调制解调器模组。与此同时，还有4个移动平台及5个5G调制解调器模组即将商用，芯片厂家努力扩展产品范围的同时，终端厂家的芯片组选择越来越多。

       下の図は、2018 年 5 月から今年 5 月までの XNUMXG チップ セット（移動プラットフォームおよび調整器セット）の出荷数を示しており、明らかに加速が見られます。

04 5Gアプリケーションの進化

       5G ネットワークの大規模なモデル構築と商用化により、産業用回線（端末、チップ）の発展が加速されていますが、アプリケーションの面では、ユーザー数の増加速度はさらに速く、たとえば、5G のユーザー透過率は 20% を超えています。 「爆発点」は、しかし、５Ｇの流量占有率がユーザの透過率よりも低く、通信事業者が垂直トラフィック領域に焦点を合わせている、爆発的なネットワーク流量を大幅に増加させることのできる長期的な「ハンドクラス」の用途はまだ登場していない。

       行业专网是5G的重要应用领域，据美国知名调查机构Grand View Research报告，预计全球专用5G网络市场规模在2020年至2027年期间的复合年增长率（CAGR）为37.8％，到2027年达到71亿美元。随着国家和地方政策均鼓励5G和行业的结合，行业专网很自然成为运营商的重要拓展方向。2020年，国内三大运营商都都发布了5G专网产品，并和行业共同推动专网的建设，据工信部消息透露，目前“5G+工业互联网”在建项目已超过1500个，覆盖20余个国民经济重要行业。

       行业应用层面，在2019年11月发布《“5G+工业互联网”512工程推进方案》及随后的政策、产业层面的共同推动下，大量5G行业应用涌现，今年5月31日，工信部发布了《“5G+工业互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践情况》，对电子设备制造业、装备制造业、钢铁行业、采矿行业和电力行业共5个行业的案例，以及协同研发设计、远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断、厂区智能物流、无人智能巡检、生产现场检测等10个场景就行了发布，以指导行业应用的发展。

05 3GPP R17規格主要項目概要

3GPP R17規格主要項目概要 

       私は昨年のR16の分析文章《図解3GPP R16》中对R17の主项目进了汇总，主如下：

NR多播广播服务（NR_MBS）

       4G にはマルチブロードキャスト サービス、つまり R3 バージョンで定義されている 9GPP の eMBMS が存在しており、R14 バージョンでは、移動電子ブロードキャスト、ビデオ ポイントブロードキャスト、レポート送信、トラック サービス、パブリック セキュリティ、地上物理ダイレクト ブロードキャストなどの商用アプリケーションをサポートできます。さらに、ｅＭＢＭＳ機能が強化され、ｅｎＴＶが押し出され、デジタル電子コンテンツがどのように移動通信ネットワークを介して伝送されるかがシステム的に規定される。

       NR_MBS は、5G で多播播放サービスを提供し、中国移動通信第 4 运营商—中国電影による差分化されたアプリケーションであり、このサービスは、その時々のネットワーク需要に応じて智能に応じて提供されます。従来の単一ブロードキャストサービスとブロードキャスト/グループブロードキャストサービスを動的に切り替え、ネットワークの効率を利用しながら、単一ブロードキャスト、グループブロードキャスト、ブロードキャスト方式を融合させて「新しいブロードキャスト」を形成し、個人サービスと交通サービスのサポート能力を開拓します。

IIoT と URLLC 增强（IIoT_URLLC_enh）

主な目的は、より詳細な例の要求に対処することです。

卫星/非床网络（NTN）

山岳地帯、海上などの現場での通信課題を解決するため、R5は16Gネットワ​​ークなどの非地上ネットワークと5Gの融合を研究しており、R17はNB-IoTと非地上ネットワークの融合をさらに研究している。床面ネットワークが集まっています。

NR サイドリンク強化（D2D）

       主要包括 V2X、商业和关键通信等方面，比如在V2X中利用Sidelink接口（也称为PC5）在UE之间传输V2X消息。还包括实现一些关键用例中的通用功能，并在满足特定要求的同时，实现Sidelink的商业应用、V2X 和关键通信等应用场景之间的最大通用性。

IAB 強化（NR_IAB_enh）

       IAB、5G NR は、無線接続と折り返しをサポートする拡張 NR を介して、バンド内（接続路と折り返し路で同じ周波数セグメントを使用）とバンド外（接続路を使用）を含む光折り返し転送を代替します。 R17 の IAB は、ネットワークの配置の困難さと帯域幅を大幅に削減し、効率を向上させ、より多くのネットワークの使用をサポートする可能性があります。暗号化された潜力、移動IABなど。

MIMO进一步增强（NR_feMIMO）

さらに、MIMO 機能が強化され、より多くのアプリケーションがサポートされ、高速移動がサポートされ、FDD がさらにサポートされ、波束形状と波束管理が改善され、関連リンクなどが減少します。

動画谱共有增强（NR_DSS）

R16 をベースに、R17 はさらに優れたオーバーロード周波数方式を検討します。

71GHzのサポートを拡大

5G NR の周波数帯域は FR1 (410 MHz ～ 7.125 GHz) と FR2 (24.25 GHz ～ 52.6 GHz) です。

5G定位服务增强阶セグメント2（5G_LCS_ph2）

       R16ではLCSが強化されており、具体的にはMIMOを利用した多波束特性、信号到達時間（RTT）、信号到達時間差（TDOA）、到達角測定法（AoA）、遠角測定法（AoD）などの室内定位が実現されています。 Ｒ１７は、ＭＣＸ ＵＥが５Ｇを使用できるようにすることを目的としており、水と垂直位置サービスレベル、５Ｇ位置サービスエリアを含む、非常に低遅延で非常に高い精度で位置をサポートすることを目的としている。その位置は定位サービスによって決定されます。

终端节能增强（NR_UE_pow_sav_enh）

5G デバイスの消費電力をさらに下げる技術を検討します。

複数のUSIMをサポート（（FS_MUSIM）

マルチ USIM デバイスの使用による移動端末サービスの拡張機能をサポートします。

       その他の R17 標準研究内容には、SON/MDT データ収集增强 (NR_ENDT_SON_MDT_enh)、高能率および被覆の強化型中继 (REFEC)、ネットワーク制御型対話サービス（NCIS）、マルチデバイスおよび多身多身增强（MuDE）、マルチメディア優先サービス第二段階（MBS2）、ネット联無人机增强（CAV）、多接続双接続更一步增强（LTE_NR-DC_enh2） ）等、私たちは追加の文章で詳細な分析を行う予定です。

06 3GPP R18規格主要項目概要

R18作为5G Advanced的第一个版本，正处于第一阶段提案阶段，计划将在2021年底的SA#94上结束，参考「网优雇佣军」文章《5G R18在讲什么》收集整理：

ネットワーク切片接続とサポート拡張

       ネットワーク スライスは 5G の関連機能であり、R18 では、以下を含む、ネットワーク スライスの接続と関連機能のサポートが強化されます。さまざまな種類の制限 (無線ソース、周波数セグメントなど) が存在します。 ＵＥのネットワーク切片への接続をサポートし、ネットワーク切片または割り当てられるリソースが変化した場合に、サービス中断の影響を最小限に抑え、第３の公開ネットワーク切片の制御／構成などのサービスをサポートする。

5G無線LANシステム

       電力、交通、金融などの垂直行トラフィックの時間同期の要求はますます高まっており、R16 では 5G を介して授与時間を実行する手段が提供され、5G タイミング復元システムは主に GNSS 星授与時間サービスの脆弱性を実現し、5G システムと一致する追加時間の研究を行っています。同期技術は、GNSS 衛星認証時の充電、代替、または代替として、端末ユーザーの安定した時間源として機能します。

距離に基づくサービス

       測定距離は、より広範囲の使用範囲を有する、測定距離の一種であり、R18 は、測定距離サービスの要求の関連条件を調査し、UE 間の測定距離の操作、販売業者による周波数帯域の測定距離の制御、測定距離のKPI（距離精度や方位精度など）や安全面など。

産業物通信ネットワーク現場の低消費電力高精度位置決め

高精度位置決めは、位置決めの電力消費を低減し、位置決め精度を高めることによって、プロセスプラント、井工等の危険な環境のような、より多くのプロセス相互ネットワーク環境の要求を満たすことを目的としている。

ネット外電路通信

       ネットワークに基づく通信とは別に、ＵＥとＵＥ間の直接通信を指し、オフネットワーク技術と呼ばれ、この技術は３ＧＰＰ ＭＣＸ規格に組み込まれている。 ３ＧＰＰ ＭＣＸ規格では、ネットワークが利用可能な場合には、オフネットワークを利用した通信も可能であると規定されており、Ｒ１８は、オフネットワークをベースとした将来のネットワーク通信システムを研究している。新しい例、およびQoS、优先级、UE IDと位置情報、マルチブロードキャスト/マルチブロードキャスト/シングルブロードキャスト、通信範囲、潜在的な周波数などの関連技術。

タッチおよびマルチモデム通信サービスのサポート

       触覚およびマルチモード通信とは、ビデオ、音声、環境認識、触覚などの影響を与えるユーザーのさまざまな通信チャネルを介した、超低遅延、超高可用性、安全性などのネットワーク機能を組み合わせた、真のネットワーク機能を指します。タッチおよびマルチモード通信サービスをサポートするには、5G システムが十分な要求を満たさない必要があります。 R18 は、データ ストリームのさまざまなネットワーク スピード、時間、および互換性の要件に加えて、さまざまなネットワーク ストリームの実装と実行を必要とします。可用性、安全性、秘密性、データ速度、時間、伝送間隔などの技術を指します。

他には、5G 智能電子ネットワークの通信基盤の実装、自動車の 5G 内、住宅の 5G 拡張機能、個人ネットワークなどの項目が含まれており、その後、継続的な提案および提案された研究内容を追跡し、比較分析する予定です。

07 6G愿景、应用及び潜在关键技

作为6G研究的推进组织，IMT-2030（6G）推进组，在成立一年半以后发布了《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书，据IMT-2020（5G）推进组发布《5G愿景与需求白皮书》刚过去了7年。白皮书主要内容包括：

全体愿景

移動相互接続（4G）から万物相互接続（5G）、6G時代に万物モバイル、デジタルモバイルが実現する。

社会面：

人類社会は時代とともに社会サービスの均一化、高度化、社会医療の科学化、標準化、社会のカラー化、未来社会となる未来社会の発展を迎えます。

技術レイヤー：

6Gは、人間の機械の智恵相互、智能体高効率相互通信の新しいネットワークを構築し、ネットワーク能力を大幅に向上させた上で、智慧内生、多感知、数字生、安全内生などの新機能を備えています。この電源は、空天地に統合された遮蔽のない全球を実現し、安全な「人間」の無制限の接続要求を随時満たします。

业务面：

6G は完全な浸漬型の対話環境を提供し、仮想と深度が融合することが多くの人々に知られています。

6G の発展と駆動力

社会结构变革驱動力：

入力構造損失バランスにはデジタル技術が必要です。

人口構造損失呼唤デジタル技術引き上げ人力资本及び構成効率；

社会的治療構造の変化 社会的治療能力が逼迫している。

经济高质量公開展驱動力：

经济可能継続展は新しい技術を注入する新しい運動能力を必要とします。

サービスの全球化では、全方位情報の通信量をさらに削減する必要があります。

環境可維持续公開展驱動力：

炭酸ガスの排出を減らし、「炭酸ガス中和要求」の上昇効果を促進し、色の展開を実現します。終末期の天気や疫病などの重大な出来事は、より広範囲の感覚認識能力とより緊密な智能連携能力の確立を促します。

6G潜在的応用分野

沉浸業

1）沉浸式云XR业务、要求端から端までの時間<10ms、用体验速度Gbps量级；

2）全情報通信サービスは、ユーザーの体验速度Tbps量を要求します。

3）感官互联业务は秒単位の時間遅延、高精度位置、高安全性（隐私保护）を必要とします。

4）智慧対話トラフィックは、時間延長<1ms、通信速度>10Gbps、可搬性は99.99999%に達する必要があります。

智慧化工務

5）通信感知要求 6Gネットワ​​ークは通信信号を利用して対象物の探知、位置、認識、画像などの感知機能を利用し、無線通信を行うことができます。通信システムは、感知機能を利用して周囲の環境情報を取得し、智能が通信リソースを正確に割り当て、潜在的な通信能力を調べ、ユーザーの利用を促進します。

6）普惠智能业务は、個人および家庭用の機器、各種城市センサー、無人驾驶辆、智能机人等の新型智能终端を智能体とし、断絶的な学习、交流、合作および竪争を通じて、物理世界の运行を実現することができる。および開発された超高効率モデリングと計画、そして最も有利な戦略を提示します。

7) デジタル生成トラフィックは、物理的に世界中の物体やプロセスをデジタル化して、人と人、人と物、物と物の間でデジタル世界の映写を介して対話を実現します。デジタルネットワークは、物理世界の最適な状態を実現するために、物理的物理的またはプロセスに対して、数万の接続能力、数秒の時間、Tbps レベルの転送速度、および安全性の要求を実現します。

全域化事業

8）上部カバーは、高轨星ネット、中低轨星ネット、高空平台、無人机在圏の空间ネットを含む地上セルネットワークと相互融合し、全球フィールド覆盖の空天地一体化三立体視ネットワークを構築する。ユーザに無制限の帯域移動通信サービスを提供する。

潜在的にキーとなる技術

增强型無線空口技术：

無線空間物理層ベース技術、超大型模倣MIMO技術、全二重プロセス技術。

新物理维度無線传输技术：

智能超表面技術、道路角運動量、智能全圧無線電気技術。

太赫兹と可視光通信技術：

太った通信技術、可視技術。

クロスドメイン融合キー技術：

通信感知一体化。

内生智能の新しいネットワーク：

内生智能の新しい空間、内生智能の新しいネットワーク フレームワーク。

ウェブキー技術：

分散型自治ネットワーク フレームワーク、地上統合ネットワーク、確定ネットワーク、計算力認識ネットワーク、多モ信任のネットワーク内部安全をサポートします。

6G の研究が始まり、それまでに 5G がさらに多くの導入と応用を達成し、5G の実用化の基礎となるでしょう。

参考資料

1. GSA、「5Gデバイスリスト概要」、2021年XNUMX月

2. GSA、「LTE、5G、3GPP IoT チップセットレポート：エグゼクティブサマリー」、2021年XNUMX月

3. GSA、『ネットワーク、テクノロジー、スペクトルのスナップショット』、2021 年 XNUMX 月

4. 网优所有佣军、《5G R18在讲何何么？》、2021年XNUMX月

5. IMT-2030（6G）推进组、《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》、2021年XNUMX月

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