5G 进入爬坡期，R16 带来真正核心能力，性能关键靠芯片

2021 年上半年，国内 5G 推进取得了不错的进展。

根据工信部最新的数据统计，截止 6 月底，国内 5G 基站数量达到 96.1 万，即将突破百万大关。而国内 5G 终端连接数，也相比年初猛增 83.4%，达到了惊人的 3.65 亿，占全球总数的 80% 以上。

就在 5G 一路高歌猛进的同时，国家对 5G 的发展战略做出了新的调整。

2021 年 7 月，工信部等十部门联合发布了《5G 应用“扬帆”行动计划》。根据这份计划，国家将大力推动 5G 行业应用的落地，深入推进 5G 应用新产品、新业态、新模式，为经济社会各领域的数字化转型、智能升级、融合创新提供有力支撑。

这意味着，5G 在垂直行业领域，开始了真正的爬坡期。爬坡的成败，直接影响到数字化转型这场重要战役的进程和走向。

▉ R16——5G 真正的核心能力

众所周知，5G 分为三大应用场景，分别是 eMBB（增强型移动宽带）、uRLLC（低时延高可靠通信）、mMTC（海量物联网通信）。

eMBB 是 4G 时代 MBB（移动宽带）的升级，主要侧重于网络速率、带宽容量、频谱效率等指标。目前我们使用的 5G 手机通信，就属于 eMBB 场景。

而 uRLLC 和 mMTC，前者侧重可靠性和时延，后者侧重连接数和能耗。两者都是主要服务于行业互联网，包括工业、能源、物流、教育、金融等垂直行业领域。

作为 5G 标准的制定者，3GPP 将上述三大应用场景安排在两个阶段予以实现，也就是大家所熟知的 R15 和 R16 阶段。

R15 主要针对 eMBB 场景，标准冻结于 2019 年 3 月。R16，则是针对 uRLLC 和 mMTC 场景，标准冻结于 2020 年 7 月。

相比于为消费互联网服务的 R15，R16 关注的是垂直行业的需求实现，以及 5G 整体系统的性能提升。R16 的主要功能包括面向智慧交通（远程驾驶、自动驾驶）领域的 5G V2X，面向工业互联网领域的 uRLLC 增强以及 TSN 时间敏感网络。此外，还包括 LAA、非授权频谱（NR-U）、定位增强、MIMO 增强、功耗改进等。

R16 的冻结，意味着 5G 标准的真正完成，也标志着 5G 面向垂直行业应用的探索，正式启动。

如今，整整一年过去了，我们欣喜地看到，5G 在工业制造、交通港口、煤矿油田、医疗健康等行业，孵化了大量灯塔项目，树立了众多示范标杆。5G 不仅推动了各个行业的数字化转型，还激发了整个社会的融合创新，加速了“数字中国”的建设进程。

近日，紫光展锐联合中国联通，成功完成了全球首个基于 3GPP R16 标准的 eMBB+uRLLC+IIoT 的端到端业务验证。

在验证过程中，R16 基于工业互联场景，展示了 1 微秒高精度授时、1 毫秒空口时延、5 毫秒以内端到端时延、99.999% 可靠性等多项特性，完美实现了差动保护、高精度机器协作以及工业局域网等实例。

接下来，我们详细看看 R16 增强特性究竟意味着什么，会给产业带来怎样的改变。

▉ R16 的关键特性分析

首先我们看时延。

1 毫秒空口时延、5 毫秒以内端到端时延，意味着什么呢？

我们传统的 4G LTE 网络，时延一般在几十毫秒。虽然看似已经很低，但是对于工业制造、智能电网来说，依旧不够。在“控制论”里，时延是非常关键的参数。网络的时延更高，意味着系统的反应速度更慢，控制精度更低，效率下降。

例如，工业制造里面的机器人单点焊接或油漆喷涂场景。

首先，我们需要用一个摄像头去监测、定位，找到需要焊接的焊点，或者需要喷漆的位置。摄像头获得数据后，上传到云端进行处理，然后云端下达指令给机械臂，完成焊接或喷漆操作。

如果网络时延太高，将导致整个操作时间的增加，效率下降。甚至有可能提升次品率，进而增加企业的成本。

对于车联网来说，时延更是敏感指标。时速 120 公里的汽车，每多出 10 毫秒的时延，就意味着多出了 33.3 厘米的刹车距离，这可能就决定了人的生命安危。

时延除了追求极低值之外，还要保证其稳定性。也就是说，时延的抖动值，必须控制在一个稳定的范围之内。否则，也会造成一系列的效率、质量和安全性问题。

5G 将可靠性从 99.9% 提升到 99.999%，主要是基于信道冗余传输等设计。可靠性的提升，意味着 5G 可以应用于更多的场景。

第三点，高精度授时。

高精度授时是一个很容易被忽视的 5G 特性。很多人不明白，为什么要授时，授时精度达到微秒（μs）级，有什么意义。

其实，授时的作用很简单，就是服务于不同物体之间的协同合作。通过高精度授时，机械臂和机械臂之间，AGV（无人小车）和 AGV 之间，才可以完美同步，实现无缝衔接。

另一个高精度授时的经典场景，是智能电网。

我们都知道，电网使用的是交流电，电流方向是随时间变化的。当不同的电网设备进行并网时，如果时间不一致，你波峰波谷就不一致，轻则带来多余的能量损耗，重则直接短路，毁坏设备，瘫痪电网，造成大规模停电事故。

此外，针对电网的继电保护装置、自动化装置、能量管理系统等，高精度授时可以更好地满足事件顺序记录、故障录波、实时数据采集时间一致性要求，确保线路故障测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确。

最后，我们再来看看 5G LAN。

5G LAN 实际上属于 5G 专网技术，相当于将公网部署的方式下沉。在园区内，通过 5G 协议，构建一个“局域网（LAN）”场景，让不同的设备很方便地互相通信。

这一技术不仅大幅降低了网络部署成本，缩短了建网周期，还可以满足很多企业用户“数据不出厂”的需求，增强安全性和私密性。结合边缘计算技术，5G LAN 可以给用户提供一个低时延、高可靠性的私密网络，保证智能制造的稳步推进。

▉ 5G 爬坡，真正的关键在于芯片

R16 标准带来的增强特性，为 5G 赋能百行千业奠定了坚实的基础，也为催生数字产业生态创造了良好的条件。

然而，真正想要做好垂直行业的 5G 应用落地，挖掘 R16 的全部潜能，并不是一件容易的事情。

紫光展锐和中国联通为什么要做端到端的业务验证？正是因为端到端的全面能力提升，才能消除木桶效应，展现真正的 5G。

全面能力，按联通的说法，包括“端、网、云、边、业”这五个核心要素。其中，最基础的就是“端（终端）”。

终端，是物联网的神经末梢。它肩负着将传感器数据送入网络及云中心的重任。云中心的控制指令，也需要通过它传达给设备，实现控制意图。

5G 的到来，不仅考验网络，更加考验终端。5G R16 大带宽、低时延、高可靠性的特点，要求终端必须大幅提升自身性能，完全匹配 R16 的特性要求。

终端的性能由谁决定呢？没错，绕来绕去，我们终于找到了问题的关键，那就是 —— 芯片。

想要实现“万物互联”，必须先实现“万物有芯”。相比于“网”和“云”，我们在“芯”这个领域，面对更加严峻的形势。

因为众所周知的原因，目前全球公开市场拥有 5G 能力的基带芯片玩家只剩下 4 家公司，即高通、三星、联发科、展锐。展锐，成为目前唯一的中国大陆本土企业。

近年来，国家不断加大对芯片半导体产业的重视和投入，国内的产业生态已经有了明显的改观。但是，芯片领域的竞争是一场持久战。想要获得最后的胜利，我们还有很长的路要走。

总之，5G 的成败在于产业，产业的基础在于终端，终端的命脉在于芯片。只有芯片企业崛起，才能增加在全球数字化产业革命中的硬实力，确保数字经济的稳步发展，数字化转型的最终成功。芯路漫长而曲折，国人当奋进而求索！

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