5G-A通识课第2课 | 5G-A相比5G多了啥

阅读本文前请先行阅读 5G-A通识课第1课|为什么需要5G-A

《5G-A通识课》是我本人原创的5G-A通识课程（写到哪儿算哪儿，最多不会超过5篇），叫通识课的意思就是希望谁都能看懂。

课程当然全部免费，如果您觉得有帮助到您，希望能分享文章到朋友圈或者微信群，更多的阅读量绝对是我更新的动力。当然也欢迎直接打赏。

第一课说到5G-A相比5G取得了一些较为显著的技术能力突破，因此被称为A，即Advanced，更为先进的5G。

那5G-A到底取得了哪些突破呢？

首先是通过3CC（后面再介绍）技术实现通信速率或者说通信吞吐率的大幅提升。

其实进一步增加通信速率，似乎有点鸡肋。之所以说鸡肋，是因为就算没有使用5G-A，5G现阶段在商用网络中能实现的下载速率也可以轻松达到800Mbps-1Gbps，上行也可以达到80-100Mbps，面对主流应用场景（4K视频、直播等）可以说是绰绰有余。

但是，5G在设计之初想要实现的目标下行峰值速率可是要达到10Gbps以上的，咱先不说10Gbps到底要用来干啥，总之5G当前版本确实无法实现这么高的速率。

而制约移动通信吞吐率最核心的因素无外乎这么几个：

一是调制编码技术。这是移动通信最核心的技术，不过技术升级上已经陷入瓶颈，基本在挤牙膏式的提升，对网络吞吐率的大幅提升几乎无作用。

二是大规模天线技术。所谓大规模天线技术，就是在直接向用户手机发射或接收5G电磁波的单个天线内同时集成几十甚至上百组小天线，每组小天线可以独立收发信号分别处理，这样可以实现多路数据并行传输，虽然理论上确实可以继续增加小天线的组数提升网络吞吐率，但这么做性价比太低，一方面边际增益递减，另一方面5G才用这么几年就更换天线基本不现实。

三是通信带宽。移动通信使用的通信载体是电磁波，而决定电磁波承载信息量的关键因素是频率带宽，直观理解带宽就是道路宽度，道路越宽，能走的货车越大，通信容量越大速率越快。

但频率资源是独占的，不能共享，现在世界上太多无线传输技术比如2345G、军用通信、无线广播电视、卫星通信等等已经占据大量的优质频率资源，想增加通信带宽，谈何容易。

既然不能增加道路宽度，那能不能让不同的车道一起运输相同的货物呢？

这就是5G-A增加通信吞吐率的方式——载波聚合。

一个载波就是一条车道，而载波聚合，就是将不同的通信道路聚合起来传输相同的数据。载波聚合并不是新技术，4G时代已经非常成熟，5G早期版本早就可以使用，但5G-A的一个突破是能同时使用3个载波（专业术语叫做3CC，CC是Componet Carrier分量载波的意思），也就是3条道路共同运送货物，而早前主要使用2个载波，就这样实现了吞吐率的大幅提升，理论上可以达到5Gbps左右的下行速率和500Mbps左右的上行速率（峰值）。

就这？对，就这。。移动通信吞吐率的突破当前确实没啥好办法了，后面想达到10Gbps可能就真需要换5G设备了（毫米波）。

那3CC载波聚合的应用场景在哪儿？

如果用在个人用户手机上网场景，那3CC载波聚合就是杀鸡用牛刀。3CC后续大概率主要用在演唱会、体育比赛、高校或工厂宿舍等超密集通信场景。也就说，3CC并不是一个会大范围应用的5G-A技术，而是适配场景的应用。

而相比于3CC技术，5G-A另一个被重点宣传的技术RedCap则在应用场景上更普适。

虽然被称为小红帽RedCap，但是RedCap与帽子一毛钱关系也没有，RedCap是Reduced Capability的英文缩写，直白翻译就是缩减的能力。

所以，RedCap就是能力缩减的5G。

说到这，您可能会疑惑，不是5G-A吗？怎么5G能力退化也算是技术进步？

因为在很多场合，少就是多，而这个场合就是物联网。

移动通信技术在物联网中的应用与个人上网使用需求差异非常大，个人手机是芯片性能越强、速率越高、时延越低越好，由于用户可以每天充电，对耗电要求并不高，对单个基站的接入用户数要求也不高，毕竟以现在的基站建设密度，一个基站覆盖范围下能有几百个用户已经算是非常多了。

而在物联网应用场景，反而是对省电与大规模接入要求最高，对网速和时延要求并不高。

除了车联网、智慧工厂等少数场景外，大部分物联网应用场景，比如共享单车、智能水电表、pos机、智慧城市传感器等等，大部分一天甚至几天一个月才传输几M的数据，而数据只要传输成功就可以了，是1毫秒还是1秒传完的影响并不大，因此，如果5G完全体的能力应用在很多物联网场景，会导致物联网芯片成本过高、耗电过快需频繁更换电池，且占用资源过多影响终端接入数量，5G的高性能反而成为了拖累。

于是，RedCap也就是简化版5G横空出世，通过能力部分裁剪，大大压缩5G芯片成本与耗电，同时减少资源占用大幅增加同一基站接入用户数。

而且，RedCap并不需要新增或改造5G基站，RedCap与给人用的5G基站共享软硬件与频率资源，只需要基站升级就可以实现，所以RedCap是5G-A能力中部署最快、部署范围最广的技术，目前很多发达城市已经实现全城部署。

可能有人会好奇，要说移动物联网，4G时代也有NB-IoT，为什么还需要RedCap？

因为RedCap在低成本与低电耗情况下，依然能实现百兆速率与两位数毫秒的时延，而原先的NB-IoT对4G功能裁剪太狠，基本只能实现百K的速率和几百毫秒的时延，不能满足大量物联网应用场景。

因此，后续终端厂家可以将RedCap 5G芯片应用在可穿戴设备、工业物联网、视频监控等大部分物联网应用场景，既实现成本与耗电压降，同时也能享受到现有5G网络的大范围覆盖与高速率低时延优势，这是5G产业后续发展的重要增长点。

除了以上两点，5G-A最大的杀手锏，就是最近与低空经济契合度极高的通感一体，这个技术的突破相比其他技术的进步来看，显得非常神奇与令人惊讶，因此下篇单独再讲。