noticias

O futuro do 5G desde a perspectiva da adquisición colectiva dos operadores: a evolución continua da tecnoloxía multi-antena de todas as bandas

Segundo o Ministerio de Industria e Tecnoloxía da Información, a finais de xuño deste ano construíronse 961.000 estacións base 5G, 365 millóns de terminais de telefonía móbil 5G estaban conectados, o que representaba máis do 80 por cento do total mundial, e había máis máis de 10.000 casos de innovación de aplicacións 5G en China.

O desenvolvemento 5G de China é rápido, pero non o suficiente.Recentemente, para construír unha rede 5G cunha cobertura máis ampla e profunda, China Telecom e China Unicom adquiriron conxuntamente 240.000 estacións base 2.1g 5G, e China Mobile e radio e televisión adquiriron conxuntamente 480.000 estacións base 5G 700M, cun investimento total de 58 millóns de yuans.

A industria presta moita atención á cota de licitación dos fabricantes nacionais e estranxeiros, e atopamos a tendencia de desenvolvemento de 5G a partir destas dúas compras intensivas.Os operadores non só prestan atención á experiencia do usuario, como a capacidade e velocidade da rede 5G, senón que tamén prestan atención á cobertura da rede 5G e ao baixo consumo de enerxía.

O 5G estivo dispoñible comercialmente durante uns dous anos e espérase que alcance os 1,7 millóns a finais deste ano, con varios millóns máis de estacións base 5G que se construirán nos próximos anos (hai uns 6 millóns de estacións base 4G en China e máis 5G por vir).

Entón, onde irá o 5G a partir do segundo semestre de 2021?Como constrúen os operadores 5G?O autor atopa algunhas respostas que foron ignoradas da demanda de contratación colectiva e do piloto de tecnoloxía 5G máis punteira en varios lugares.

1、se ten máis vantaxes na construción de rede 5G

Coa profundización da comercialización de 5G e a mellora da taxa de penetración de 5G, o tráfico de teléfonos móbiles está aumentando de forma explosiva e as persoas terán requisitos cada vez máis altos sobre a velocidade e a cobertura da rede 5G.Os datos da ITU e doutras organizacións mostran que para 2025, o DOU do usuario 5G de China pasará de 15 GB a 100 GB (26 GB a nivel mundial) e o número de conexións 5G alcanzará os 2.600 millóns.

Como satisfacer a demanda futura de 5G e construír de forma eficiente e barata unha rede 5G de alta calidade con ampla cobertura, velocidade rápida e boa percepción converteuse nun problema urxente para os operadores nesta fase.Que deben facer os transportistas?

Comecemos pola banda máis crítica.No futuro, as bandas de baixa frecuencia como 700M, 800M e 900M, as bandas de frecuencia media como 1.8G, 2.1g, 2.6G e 3.5g e as bandas de ondas milimétricas superiores actualizaranse a 5G.Pero a continuación, os operadores deben considerar que espectro pode satisfacer mellor as necesidades dos usuarios actuais de 5G.

Primeiro mira a baixa frecuencia.Os sinais de banda de baixa frecuencia teñen unha mellor penetración, vantaxes na cobertura, baixos custos de construción e mantemento da rede, e algúns operadores son ricos en recursos de banda de frecuencia, que son relativamente suficientes na fase inicial da construción da rede.

Os operadores que implantan 5G en bandas de baixa frecuencia tamén se enfrontan a problemas de alta interferencia e velocidades de rede relativamente lentas.Segundo a proba, a velocidade da banda baixa 5G é só 1,8 veces máis rápida que a da rede 4G coa mesma banda baixa, que aínda está no rango de decenas de Mbps.Pódese dicir que é a rede 5G máis lenta e non pode satisfacer as demandas dos usuarios de cognición e experiencia 5G.

Debido á inmadura cadea da industria final de banda de baixa frecuencia, só se lanzaron no mundo dúas redes comerciais 800M 5G, mentres que as redes comerciais 900M 5G aínda non se lanzaron.Polo tanto, é demasiado cedo para recultivar 5G a 800M/900M.Espérase que a cadea industrial só poida poñerse no bo camiño despois de 2024.

E ondas milimétricas.Os operadores están a implementar 5G en ondas milimétricas de alta frecuencia, o que pode achegar aos usuarios unha velocidade de transmisión de datos máis rápida, pero a distancia de transmisión é relativamente curta ou o obxectivo da seguinte fase de construción.Isto significa que os operadores deben construír máis estacións base 5G e gastar máis diñeiro.Obviamente, para os operadores na fase actual, excepto para os requisitos de cobertura de puntos quentes, outros escenarios non son axeitados para construír banda de alta frecuencia.

E finalmente o espectro.Os operadores están construíndo 5G na banda media, que pode ofrecer velocidades de datos máis altas e máis capacidade de datos que o espectro inferior.En comparación co alto espectro, pode reducir o número de construción da estación base e reducir o custo de construción da rede dos operadores.Ademais, os elos da cadea industrial, como o chip terminal e os equipos da estación base, son máis maduros.

Polo tanto, en opinión do autor, nos próximos anos, os operadores seguirán centrándose na construción de estacións base 5G no espectro medio, complementadas con outras bandas de frecuencia.Deste xeito, os operadores poden atopar un equilibrio entre amplitude de cobertura, custo e capacidade.

Segundo THE GSA, hai máis de 160 redes comerciais 5G en todo o mundo, sendo as catro principais redes 3.5g (123), redes 2.1G (21), redes 2.6G (14) e redes 700M (13).Desde o punto de vista terminal, a madurez da industria terminal de 3,5 g + 2,1 g é de 2 a 3 anos, especialmente a madurez terminal de 2,1 g achegouse a 3,5/2,6 g.

As industrias maduras son a base para o éxito comercial do 5G.Desde esta perspectiva, os operadores chineses que constrúen 5G con redes de 2,1 g + 3,5 g e 700 M + 2,6 G teñen unha vantaxe de primeiro motor na industria nos próximos anos.

2、FDD 8 t8r

Axuda aos operadores a maximizar o valor da frecuencia media

Ademais do espectro, as múltiples antenas tamén son clave para satisfacer as necesidades de evolución das redes 5G dos operadores.Actualmente, 4T4R (catro antenas transmisoras e catro antenas receptoras) e outras tecnoloxías de antenas de estación base utilizadas habitualmente nas redes 5G FDD polos operadores xa non poden facer fronte aos retos que supón o crecemento do tráfico simplemente aumentando o ancho de banda do espectro.

Ademais, a medida que os usuarios de 5G crecen, os operadores teñen que aumentar o número de estacións base para admitir conexións masivas, o que provoca unha maior autointerferencia entre os usuarios.As tecnoloxías tradicionais de antena 2T2R e 4T4R non admiten unha orientación precisa a nivel de usuario e non poden conseguir un feixe preciso, o que provoca unha diminución da velocidade do usuario.

Que tipo de tecnoloxía multiantena permitirá aos operadores acadar a amplitude de cobertura de 5G ao tempo que tendo en conta factores como a capacidade da estación base e a experiencia do usuario?Como sabemos, a velocidade de transmisión da rede sen fíos depende principalmente do modo de traballo de envío e recepción de sinais entre a estación base da rede e os dispositivos terminais, como teléfonos intelixentes, mentres que a tecnoloxía multiantena pode duplicar a capacidade da estación base (feixe preciso baseado en multiantena pode controlar as interferencias).

Polo tanto, o rápido desenvolvemento de 5G require a evolución continua de FDD a 8T8R, Massive MIMO e outras tecnoloxías multi-antena.En opinión do autor, 8T8R será a futura dirección de construción da rede 5GFDD para lograr "tanto experiencia como cobertura" polos seguintes motivos.

En primeiro lugar, desde un punto de vista estándar, mellorouse o 3GPP en cada versión do protocolo tendo en conta as multiantenas terminais.A versión R17 reducirá a complexidade do terminal e probará o estado da canle do terminal mediante a información de fase entre as bandas ascendentes e descendentes da estación base.A versión R18 tamén engadirá codificación de alta precisión.

A implementación destes estándares require que polo menos as estacións base 5G FDD teñan tecnoloxía de antena 8T8R.Ao mesmo tempo, os protocolos R15 e R16 para a era 5G melloraron significativamente o seu rendemento e compatibilidade con 2CC CA de gran ancho de banda 2.1g.Os protocolos R17 e R18 tamén impulsarán a evolución continua de FDD Massive MIMO.

En segundo lugar, desde o punto de vista do terminal, o 4R (catro antenas receptoras) dos teléfonos intelixentes e outros terminais pode liberar a capacidade da estación base 2.1g 8T8R, e 4R estase a converter na configuración estándar dos teléfonos móbiles 5G, que pode cooperar co rede para maximizar o valor de varias antenas.

No futuro, os terminais 6R/8R instaláronse na industria e realizouse a tecnoloxía actual: a tecnoloxía de disposición de 6 antenas realizouse na máquina enteira do terminal e a pila de protocolos 8R de banda base principal foi compatible con o procesador de banda base do terminal.

O libro branco relevante de China Telecom e China Unicom considera 5G 2.1g 4R como un teléfono móbil obrigatorio, polo que esixe que todos os teléfonos móbiles 5G FDD do mercado chinés admitan Sub3GHz 4R.

En canto aos fabricantes de terminais, os teléfonos móbiles de gama media e alta admiten 5G FDD de frecuencia media 1.8/2.1g 4R, e os futuros teléfonos móbiles 5G FDD admitirán Sub 3GHz 4R, que será estándar.

Ao mesmo tempo, a capacidade de enlace ascendente da rede é a principal vantaxe do FDD 5G.Segundo a proba, a experiencia máxima de enlace ascendente dos terminais 2T de ancho de banda grande de 2,1 g (2 antenas de transmisión) superou a dos terminais de 3,5 g.Pódese prever que, impulsado pola competencia no mercado de terminales e a demanda dos operadores, máis teléfonos móbiles de gama alta admitirán uplink 2T na banda 2.1g no futuro.

En terceiro lugar, desde a perspectiva da experiencia, entre o 60% e o 70% da demanda actual de fluxo móbil provén de interiores, pero a pesada parede de cemento no interior converterase no maior obstáculo para que a estación Acer al aire libre alcance a cobertura interior.

A tecnoloxía de antena 2.1g 8T8R ten unha forte capacidade de penetración e pode acadar a cobertura interior de edificios residenciais pouco profundos.É axeitado para servizos de baixa latencia e ofrece aos operadores máis vantaxes na competencia futura.Ademais, en comparación coa célula 4T4R tradicional, a capacidade da célula 8T8R aumenta nun 70% e a cobertura aumenta en máis de 4 dB.

Finalmente, desde a perspectiva do custo de operación e mantemento, por unha banda, a tecnoloxía de antena 8T8R é a mellor opción tanto para a cobertura de enlace ascendente urbano como para a cobertura de enlace descendente rural, porque ten a vantaxe de repetir e non precisa ser substituída nun prazo de 10 anos. despois de que o operador inviste.

Por outra banda, a tecnoloxía de antena 2.1g 8T8R pode aforrar entre un 30% e un 40% do número de sitios en comparación coa construción da rede 4T4R, e calcúlase que o TCO pode aforrar máis do 30% en 7 anos.Para os operadores, a redución do número de estacións 5G significa que a rede pode lograr un menor consumo de enerxía no futuro, o que tamén está en liña co obxectivo de "dobre carbono" de China.

Cabe mencionar que os recursos do ceo da actual estación base 5G son limitados e cada operador ten só un ou dous polos en cada sector.As antenas que admiten a tecnoloxía de antena 8T8R pódense integrar nas antenas 3G e 4G da rede en directo, simplificando moito o sitio e aforrando o aluguer do sitio.

3、FDD 8T8R non é unha teoría

Os operadores pilotárono en varios lugares

A tecnoloxía multiantena FDD 8T8R foi implantada comercialmente por máis de 30 operadores en todo o mundo.En China, moitos operadores locais tamén completaron a validación comercial do 8T8R e lograron bos resultados.

En xuño deste ano, Xiamen Telecom e Huawei completaron a apertura do primeiro sitio de innovación conxunto 4/5G 2.1g 8T8R dobre modo do mundo.A través da proba, comprobouse que a profundidade de cobertura de 5G 2.1g 8T8R mellora en máis de 4 dB e a capacidade de enlace descendente aumenta en máis dun 50% en comparación co 4T4R tradicional.

En xullo deste ano, China Unicom Research Institute e Guangzhou Unicom uníronse a Huawei para completar a verificación do primeiro sitio 5G FDD 8T8R do Grupo China Unicom no Outfield da Illa Biolóxica de Guangzhou.Baseada no ancho de banda FDD 2.1g 40MHz, a medición de campo de 8T8R mellora a cobertura de 5dB e a capacidade da célula ata un 70% en comparación coa célula 4T4R tradicional.