全球移动通信技术标准的更新,总是以十年为周期,从2019年中国5G正式发牌算起,中国进入5G时代已经第五年了。这五年里我们见证了5G从无到有,从点到面的发展:数据显示,截至今年5月,中国5G基站总数超过284万,县级以上行政区覆盖率达100%。5G的大规模部署,对中国的经济增长产生了重大影响。
去年6月,全球5G标准的第三个版本——3GPP Release 17正式冻结,这标志着以R18、R19、R20为代表5G第二阶段即将开启。进入5G赛道的下半程,新一轮5G技术将从何创新?高通引领的5G Advanced技术给出了答案。
在5G时代,高通(Qualcomm)作为全球领先的无线通信技术公司,在连接方面积累深厚、技术领先,从3G、4G到5G,高通的创新发明推动了每一代移动通信技术的发展,持续展现出卓越的领导力。
早在2016年10月,高通就在当年的5G峰会上发布了全球首款5G调制解调器——骁龙X50,一经发布便受到了全球18家移动运营商的青睐;而后首款7纳米基带芯片骁龙X55更是实现了5G毫米波和6GHz以下频段的支持;得益于高通领先的5G连接技术,如今各大手机厂商基于骁龙5G芯片打造的手机终端,能够为消费者提供更快速流畅的5G体验。
除了我们熟知的5G芯片提供商,高通还是首批参与并推动5G标准制定的公司之一。高通的技术贡献帮助确立了5G的关键技术要素,例如毫米波频谱利用、MIMO(多输入多输出)技术和新型调制解调技术。
随着5G技术演进的第一阶段顺利完成,高通也针对下半程5G的新发展做出了思考。“如果将5G发展比作一场足球赛,现在则到了中场换人的时刻,需要新力量加入。”在2023年上海世界移动通信大会(MWC上海)上,高通公司技术标准副总裁李俨曾经这样比喻,而以Release 18标准为代表的5G Advanced技术,正是这股新力量。
根据《5G-Advanced网络技术演进白皮书(2021)》介绍,5G Advanced具备着智慧(AI)、融合(Convergence)和更丰富使能(Enabler)的特征,能够实现10倍宽带能力的提升,移动用户的下载速率将由1Gbps提升到10Gbps,有效服务沉浸实时应用。
5G Advanced技术被视为5G进一步演进的关键一步,而高通在该领域的领导地位毋庸置疑。高通中国区研发负责人徐晧表示,在现有5G技术基础上,高通领衔的5G Advanced将支持更多扩展特性,比如面向较低复杂度物联网终端和更多领域扩展的NR-Light(也被称为RedCap)、增强的工业物联网、非地面网络等,这将使5G走进更广泛的行业和应用,也为即将到来的6G技术奠定了基础。
随着ChatGPT的爆火,AI大模型的运算应用需求激增,这对移动通信技术提出了新的需求。目前生成式AI正以前所未有的速度发展,但现有模型AI处理必须分布在云端和终端进行,才能实现AI的规模化扩展并发挥其最大潜能。
其中无论是为 AI 模型优化参数的 AI 训练,还是执行该模型的 AI 推理,至今都一直受限于大型复杂模型而在云端部署,这些模型的推理成本将随着日活用户数量及其使用频率的增加而增加,最终导致云端推理的成本达到一个新高,规模化扩展难以持续。
高通深耕AI研发已超过15年,他们认为终端和云端协同工作下的混合AI才是AI的未来。与仅在云端进行处理不同,混合 AI 架构可以在适当的场景和时间下分配 AI 计算的工作负载,以提供更好的体验,并高效利用资源。在一些场景下,计算将主要以终端为中心,在必要时才向云端分流任务。因此混合 AI 架构能够在全球范围带来成本、能耗、性能、隐私、安全和个性化优势。
针对混合AI架构运算需求,高通率先提出打造“以终端为中心的混合AI”解决方案,并且在今年2月15日,正式推出了全球首个5G Advanced-ready调制解调器及射频系统——骁龙X75。骁龙X75引入了全新架构、全新软件套件和多项全球首创特性,在网络覆盖、时延、能效和移动性等方面有了更大突破。
无论是生成式AI还是混合AI,未来终端和云端之间的连接都需要非常可靠的连接和超低时延,而这些正是通过5G Advanced和之后的6G才能实现。骁龙X75搭载了首个面向5G的张量加速器,即第二代高通5G AI处理器,AI处理器能力提升至前一代的2.5倍。高通将5G与AI相结合,通过AI处理器能力的提升,增强终端侧的AI处理能力,从而分流更多云端的负载。
此外,骁龙X75具备全球首个面向毫米波频段的十载波聚合,支持QAM-256,具备全球首个Sub-6GHz频段下行五载波聚合、FDD+FDD上行载波聚合、FDD上行MIMO,支持1024QAM,能提供无与伦比的频谱聚合和容量。8月9日,高通又宣布骁龙X75实现高达7.5Gbps的下行传输速度,创造Sub-6GHz频段全球最快的5G传输速度纪录。此次连接基于5G独立组网(SA)网络配置进行终端测试,通过在单个下行链路中使用由四个TDD载波信道聚合组成的载波聚合实现300MHz频谱总带宽,以及1024QAM技术实现这一速率。这在一定程度上可以更好的助力混合AI愿景加速落地。
高通技术公司部署的边缘侧终端规模十分庞大,在5G Advanced时代,高通将以领先的AI能力促进5G与终端侧AI协同发展。高通AI引擎是其终端侧AI优势的核心,目前搭载高通AI引擎的产品出货量已超过20亿,赋能极为广泛的终端品类,包括智能手机、XR、平板电脑、PC、安防摄像头、机器人和汽车等等。
高通AI引擎由多个软硬件组件构成,能在骁龙和高通平台上实现终端侧AI加速。比如针对智能手机终端硬件方面,高通AI引擎采用异构计算架构,打造出性能卓越的高通 Adreno GPU 和高通Kryo CPU芯片,能够进一步优化智能手机和其他边缘侧终端上的AI用户体验。
除此之外,高通开发的AI加速解决方案也在汽车、XR头显与眼镜、PC以及其他物联网终端得到广泛应用。其中,高通5G无界XR技术的部署,为增强现实应用提供了更广阔的发展空间,使得用户在体验虚拟与现实融合的同时,感受到更加真实、流畅的连接体验。
为了让OEM厂商和开发者能够更加方便地创建、优化和部署AI应用,高通还开发了高通AI软件栈,将自己所有相关的AI软件产品集成在统一的解决方案中,让 AI 开发者能够充分利用高通 AI 引擎性能。一次创建,即可跨不同产品部署,高通AI软件栈将进一步促进AI在多终端的扩展应用。
徐晧表示,凭借在无线连接、高性能低功耗计算和终端侧AI领域的深厚积累,高通打造了领先的技术路线图,将先进的移动技术扩展至几乎所有类型的终端,今后高通将持续与其他合作伙伴共同努力,赋能智能网联终端新时代的到来。
目前5G Advanced仅仅只是在5G阶段取得了突破,距离6G时代仍有很长的路要走。不同于传统移动通信网络技术仅能提供单一的通信能力,6G可融合感知、计算、AI、大数据、安全等多种能力,这是5G网络目前难以支持的。
具体来看,6G拥有比5G快上数十倍的数据传输速率、亚毫秒级别的低延迟以及更强的安全性;6G网络架构将全面融入AI技术,通过与AI技术的多层级深度融合,可以在没有人工干预的情况下进行网络自治、自调节以及自演进。
徐晧认为,在从5G到6G的演进过程中需要持续研究以下六个方面:AI原生的端到端通信、扩展至全新频谱、融合世界、可扩展网络架构、空口创新以及通信系统的可靠性。基于高通在通信领域强大的技术积累,其研发的6G技术将在5G技术优势的基础上进一步推进,成为未来智能连接的重要驱动力,为全球用户带来更加智能、高效的通信体验。
高通在5G Advanced技术方面的持续领导力为混合AI实现,以及智能连接的发展开辟了新的篇章。我们相信,通过将5G与AI相结合,高通将为用户带来更智能、更强大的连接体验;在强调6G技术优势的同时,高通也会继续发挥领导力,将5G Advanced扩展至更多元化的行业中去。