nyheder

Fremtiden for 5G set fra operatørernes kollektive opkøb: Den kontinuerlige udvikling af all-band multi-antenne teknologi

Ifølge ministeriet for industri og informationsteknologi var der ved udgangen af ​​juni i år bygget 961.000 5G-basestationer, 365 millioner 5G-mobiltelefonterminaler var tilsluttet, svarende til mere end 80 procent af verdens samlede antal, og der var flere mere end 10.000 5G-applikationsinnovationssager i Kina.

Kinas 5G-udvikling er hurtig, men ikke nok.For nylig, for at opbygge et 5G-netværk med bredere og dybere dækning, købte China Telecom og China Unicom i fællesskab 240.000 2.1g 5G-basestationer, og China Mobile og radio og tv købte i fællesskab 480.000 700M 5G-basestationer med en samlet investering på 58 milliarder yuan.

Industrien er meget opmærksom på tilbudsandelen af ​​indenlandske og udenlandske producenter, og vi finder udviklingstendensen for 5G fra disse to intensive indkøb.Operatører er ikke kun opmærksomme på brugeroplevelsen, såsom 5G-netværkskapacitet og -hastighed, men er også opmærksomme på 5G-netværksdækning og lavt strømforbrug.

5G har været kommercielt tilgængeligt i omkring to år og forventes at nå op på 1,7 millioner ved udgangen af ​​dette år, med flere millioner flere 5G-basestationer, der skal bygges i de kommende år (der er omkring 6 millioner 4G-baser i Kina og mere 5G kommer).

Så hvor vil 5G gå fra anden halvdel af 2021?Hvordan bygger operatører 5G?Forfatteren finder nogle svar, der er blevet ignoreret fra efterspørgslen efter kollektive indkøb og den mest banebrydende 5G-teknologipilot forskellige steder.

1、if har flere fordele i 5G-netværkskonstruktion

Med uddybningen af ​​5G-kommercialiseringen og forbedringen af ​​5G-penetrationshastigheden stiger mobiltelefontrafikken eksplosivt, og folk vil stille højere og højere krav til hastigheden og dækningen af ​​5G-netværket.Data fra ITU og andre organisationer viser, at i 2025 vil Kinas 5G-bruger DOU vokse fra 15GB til 100GB (26GB globalt), og antallet af 5G-forbindelser vil nå op på 2,6 milliarder.

Hvordan man imødekommer fremtidens 5G-efterspørgsel og effektivt og billigt bygger et 5G-netværk af høj kvalitet med bred dækning, hurtig hastighed og god opfattelse er blevet et presserende problem for operatørerne på dette stadium.Hvad skal transportører gøre?

Lad os starte med det mest kritiske band.I fremtiden vil lavfrekvensbånd som 700M, 800M og 900M, mellemfrekvensbånd som 1,8G, 2,1g, 2,6G og 3,5g og højere millimeterbølgebånd blive opgraderet til 5G.Men dernæst skal operatørerne overveje, hvilket spektrum der bedre kan opfylde behovene hos nuværende 5G-brugere.

Kig først på lav frekvens.Lavfrekvensbåndssignaler har bedre penetration, fordele i dækning, lave netværkskonstruktions- og vedligeholdelsesomkostninger, og nogle operatører er rige på frekvensbåndsressourcer, som er relativt tilstrækkelige i den indledende fase af netværkskonstruktionen.

Operatører, der implementerer 5G i lavfrekvensbånd, står også over for problemer med høj interferens og relativt langsomme netværkshastigheder.Ifølge testen er hastigheden af ​​lavbånds 5G kun 1,8 gange hurtigere end 4G-netværkets hastighed med det samme lavbånd, som stadig er i intervallet af titusinder af Mbps.Man kan sige, at det er det langsomste 5G-netværk og ikke kan opfylde brugernes krav til 5G-erkendelse og -oplevelse.

På grund af den umodne slutindustrikæde af lavfrekvensbånd er kun to 800M 5G kommercielle netværk blevet frigivet i verden på nuværende tidspunkt, mens 900M 5G kommercielle netværk endnu ikke er blevet frigivet.Derfor er det for tidligt at genopdyrke 5G ved 800M/900M.Det forventes, at branchekæden først kan komme på rette spor efter 2024.

Og millimeterbølger.Operatører implementerer 5G i højfrekvent millimeterbølge, som kan bringe brugerne hurtigere datatransmissionshastighed, men transmissionsafstanden er relativt kort, eller målet for den næste fase af konstruktionen.Det betyder, at operatører skal bygge flere 5G-basestationer og bruge flere penge.Det er klart, at andre scenarier for operatører på nuværende tidspunkt, bortset fra krav til hotspot-dækning, ikke er egnede til at konstruere højfrekvensbånd.

Og endelig spektret.Operatører bygger 5G i mellembåndet, som kan levere højere datahastigheder og mere datakapacitet end det lavere spektrum.Sammenlignet med højt spektrum kan det reducere antallet af basestationskonstruktioner og reducere netværkskonstruktionsomkostningerne for operatører.Desuden er de industrielle kædeled såsom terminalchip og basestationsudstyr mere modne.

Derfor vil operatørerne efter forfatterens mening i de næste par år stadig fokusere på konstruktionen af ​​5G-basestationer i mellemspektret, suppleret med andre frekvensbånd.På denne måde kan operatører finde en balance mellem dækningsbredde, omkostninger og kapacitet.

Ifølge THE GSA er der mere end 160 kommercielle 5G-netværk på verdensplan, hvor top fire er 3,5g-netværk (123), 2,1G-netværk (21), 2,6G-netværk (14) og 700M-netværk (13).Fra et terminalsynspunkt er 3,5g + 2,1g terminalindustrimodenhed 2 til 3 år frem, især 2,1g terminalmodenhed har nærmet sig 3,5/2,6g.

Modne industrier er grundlaget for 5Gs kommercielle succes.Fra dette perspektiv har kinesiske operatører, der bygger 5G med 2,1g + 3,5g og 700M+2,6G netværk, en first-mover fordel i branchen i de kommende år.

2, FDD 8 t8r

Hjælp operatører med at maksimere værdien af ​​mellemfrekvens

Ud over spektrum er flere antenner også nøglen til at opfylde udviklingsbehovene for operatørers 5G-netværk.I øjeblikket kan 4T4R (fire sendeantenner og fire modtageantenner) og andre basestationsantenneteknologier, der almindeligvis anvendes i 5G FDD-netværk af operatører, ikke længere klare de udfordringer, som trafikvækst medfører ved blot at øge frekvensbåndbredden.

Efterhånden som 5G-brugere vokser, er operatørerne desuden nødt til at øge antallet af basestationer for at understøtte massive forbindelser, hvilket fører til øget selvinterferens mellem brugerne.De traditionelle 2T2R- og 4T4R-antenneteknologier understøtter ikke nøjagtig vejledning på brugerniveau og kan ikke opnå nøjagtig stråle, hvilket resulterer i et fald i brugerhastighed.

Hvilken slags multi-antenneteknologi vil give operatører mulighed for at opnå 5G's dækningsbredde, samtidig med at der tages hensyn til faktorer som basestationskapacitet og brugeroplevelse?Som vi ved, afhænger transmissionshastigheden af ​​trådløst netværk hovedsageligt af arbejdstilstanden til at sende og modtage signaler mellem netværksbasestation og terminalenheder såsom smartphones, mens multi-antenneteknologi kan fordoble basestationens kapacitet (præcis stråle baseret på multi-antenne kan styre interferens).

Derfor kræver den hurtige udvikling af 5G den kontinuerlige udvikling af FDD til 8T8R, Massive MIMO og andre multi-antenne teknologier.Efter forfatterens mening vil 8T8R være den fremtidige konstruktionsretning for 5GFDD-netværket for at opnå "både erfaring og dækning" af følgende årsager.

For det første, fra et standardsynspunkt, er 3GPP blevet forbedret i hver version af protokollen med fuld hensyntagen til terminal multi-antenner.R17-versionen vil reducere terminalens kompleksitet og teste terminalkanalstatus gennem faseinformation mellem opstrøms- og nedstrømsbåndene på basestationen.R18-versionen vil også tilføje højpræcisionskodning.

Implementeringen af ​​disse standarder kræver, at mindst 5G FDD-basestationer har 8T8R-antenneteknologi.Samtidig har R15- og R16-protokollerne til 5G-æraen væsentligt forbedret deres ydeevne og understøttelse af 2,1g storbåndsbredde 2CC CA.R17- og R18-protokollerne vil også drive den fortsatte udvikling af FDD Massive MIMO.

For det andet, set fra terminalsynspunktet, kan 4R (fire modtageantenner) af smartphones og andre terminaler frigive kapaciteten på 2,1g 8T8R basestation, og 4R er ved at blive standardkonfigurationen af ​​5G-mobiltelefoner, som kan samarbejde med netværk for at maksimere værdien af ​​flere antenner.

I fremtiden er 6R/8R-terminaler blevet udlagt i industrien, og den nuværende teknologi er blevet realiseret: 6-antenne-layoutteknologien er blevet realiseret i hele terminalmaskinen, og mainstream baseband 8R-protokolstakken er blevet understøttet i terminalens basebåndprocessor.

Den relevante hvidbog fra China Telecom og China Unicom betragter 5G 2.1g 4R som en obligatorisk mobiltelefon, der kræver, at alle 5G FDD-mobiltelefoner på det kinesiske marked understøtter Sub3GHz 4R.

Hvad angår terminalproducenter, har mainstream mellem- og high-end mobiltelefoner understøttet 5G FDD mid-frequency 1.8/2.1g 4R, og fremtidige mainstream 5G FDD-mobiltelefoner vil understøtte Sub 3GHz 4R, som vil være standard.

Samtidig er netværkets uplink-kapacitet den største fordel ved FDD 5G.Ifølge testen har uplink-peakoplevelsen for 2T-terminaler med stor båndbredde (2 sendeantenner) overskredet 3,5g-terminaler.Det kan forudsiges, at drevet af konkurrencen på terminalmarkedet og efterspørgslen fra operatører, vil flere avancerede mobiltelefoner understøtte uplink 2T i 2.1g-båndet i fremtiden.

For det tredje, set ud fra et erfaringsperspektiv, kommer 60% til 70% af den nuværende mobilstrømsefterspørgsel fra indendørs, men den tunge cementvæg indeni vil blive den største hindring for udendørs Acer-stationer for at opnå indendørs dækning.

2,1g 8T8R-antenneteknologi har stærk gennemtrængningsevne og kan opnå indendørs dækning af lavvandede boligbyggerier.Det er velegnet til tjenester med lav latency og giver operatører flere fordele i fremtidig konkurrence.Derudover, sammenlignet med den traditionelle 4T4R-celle, øges kapaciteten af ​​8T8R-cellen med 70%, og dækningen øges med mere end 4dB.

Endelig, set ud fra drifts- og vedligeholdelsesomkostninger, er 8T8R-antenneteknologi på den ene side det bedste valg til både uplink-dækning i byer og downlink-dækning i landdistrikter, fordi den har fordelen ved iteration og ikke behøver at blive udskiftet inden for 10 år efter at operatøren investerer.

På den anden side kan 2.1g 8T8R-antenneteknologi spare 30%-40% af antallet af steder sammenlignet med 4T4R-netværkskonstruktion, og det anslås, at TCO kan spare mere end 30% på 7 år.For operatører betyder reduktionen i antallet af 5G-stationer, at netværket kan opnå et mindre energiforbrug i fremtiden, hvilket også er i tråd med Kinas "dual carbon"-mål.

Det er værd at nævne, at himmelressourcerne på den nuværende 5G-basestation er begrænsede, og hver operatør har kun en eller to poler i hver sektor.Antennerne, der understøtter 8T8R-antenneteknologien, kan integreres i 3G- og 4G-antennerne på live-netværket, hvilket i høj grad forenkler webstedet og sparer lejen på stedet.

3、FDD 8T8R er ikke en teori

Operatører har afprøvet det flere steder

FDD 8T8R multi-antenne teknologi er blevet kommercielt implementeret af mere end 30 operatører rundt om i verden.I Kina har mange lokale operatører også gennemført den kommercielle validering af 8T8R og opnået gode resultater.

I juni i år afsluttede Xiamen Telecom og Huawei åbningen af ​​verdens første 4/5G dual-mode 2.1g 8T8R fælles innovationssite.Gennem testen viser det sig, at dækningsdybden på 5G 2.1g 8T8R er forbedret med mere end 4dB, og downlink-kapaciteten er øget med mere end 50% sammenlignet med den traditionelle 4T4R.

I juli i år gik China Unicom Research Institute og Guangzhou Unicom sammen med Huawei for at fuldføre verifikationen af ​​China Unicom Groups første 5G FDD 8T8R-sted i udmarken af ​​Guangzhou Biological Island.Baseret på FDD 2.1g 40MHz-båndbredden forbedrer feltmålingen af ​​8T8R dækningen på 5dB og cellens kapacitet med op til 70% sammenlignet med den traditionelle 4T4R-celle.