nyheter

Fremtiden til 5G sett fra operatørenes kollektive oppkjøp: Den kontinuerlige utviklingen av all-band multi-antenne teknologi

I følge departementet for industri og informasjonsteknologi var det ved utgangen av juni i år bygget 961 000 5G-basestasjoner, 365 millioner 5G-mobiltelefonterminaler var tilkoblet, noe som utgjør mer enn 80 prosent av verdens totale, og det var flere enn 10 000 5G-applikasjonsinnovasjonssaker i Kina.

Kinas 5G-utvikling er rask, men ikke nok.Nylig, for å bygge et 5G-nettverk med bredere og dypere dekning, kjøpte China Telecom og China Unicom sammen 240 000 2,1g 5G-basestasjoner, og China Mobile og radio og TV kjøpte sammen 480 000 700M 5G-basestasjoner, med en total investering på 58 milliarder yuan.

Bransjen følger nøye med på budandelen til innenlandske og utenlandske produsenter, og vi finner utviklingstrenden til 5G fra disse to intensive anskaffelsene.Operatører tar ikke bare hensyn til brukeropplevelse som 5G-nettverkskapasitet og hastighet, men tar også hensyn til 5G-nettverksdekning og lavt strømforbruk.

5G har vært kommersielt tilgjengelig i omtrent to år og forventes å nå 1,7 millioner innen utgangen av dette året, med flere millioner flere 5G-basestasjoner som skal bygges i de kommende årene (det er omtrent 6 millioner 4G-basestasjoner i Kina og mer 5G kommer).

Så hvor vil 5G gå fra andre halvdel av 2021?Hvordan bygger operatører 5G?Forfatteren finner noen svar som har blitt ignorert fra etterspørselen etter kollektive anskaffelser og den mest banebrytende 5G-teknologipiloten på forskjellige steder.

1、if har flere fordeler i 5G-nettverkskonstruksjon

Med utdypingen av 5G-kommersialiseringen og forbedringen av 5G-penetrasjonshastigheten, øker mobiltrafikken eksplosivt, og folk vil ha høyere og høyere krav til hastighet og dekning av 5G-nettverket.Data fra ITU og andre organisasjoner viser at innen 2025 vil Kinas 5G-bruker DOU vokse fra 15GB til 100GB (26GB globalt), og antallet 5G-forbindelser vil nå 2,6 milliarder.

Hvordan møte fremtidens 5G-etterspørsel og effektivt og billig bygge et høykvalitets 5G-nettverk med bred dekning, høy hastighet og god oppfatning har blitt et presserende problem for operatørene på dette stadiet.Hva bør transportører gjøre?

La oss starte med det mest kritiske bandet.I fremtiden vil lavfrekvensbånd som 700M, 800M og 900M, mellomfrekvensbånd som 1,8G, 2,1g, 2,6G og 3,5g, og høyere millimeterbølgebånd oppgraderes til 5G.Men deretter må operatørene vurdere hvilket spektrum som bedre kan møte behovene til nåværende 5G-brukere.

Se først på lav frekvens.Lavfrekvensbåndsignaler har bedre penetrasjon, fordeler i dekning, lave nettverksbyggings- og vedlikeholdskostnader, og noen operatører er rike på frekvensbåndressurser, som er relativt tilstrekkelige i startfasen av nettverksbyggingen.

Operatører som distribuerer 5G i lavfrekvensbånd møter også problemer med høy interferens og relativt lave nettverkshastigheter.I følge testen er hastigheten til lavbånd 5G bare 1,8 ganger raskere enn for 4G-nettverk med samme lavbånd, som fortsatt er i området titalls Mbps.Det kan sies at det er det tregeste 5G-nettverket og ikke kan møte brukernes krav til 5G-erkjennelse og -opplevelse.

På grunn av den umodne sluttindustriens kjede av lavfrekvensbånd, har bare to 800M 5G kommersielle nettverk blitt utgitt i verden for tiden, mens 900M 5G kommersielle nettverk ennå ikke er utgitt.Derfor er det for tidlig å kultivere 5G ved 800M/900M.Det forventes at industrikjeden først kan komme på rett spor etter 2024.

Og millimeterbølger.Operatører distribuerer 5G i høyfrekvent millimeterbølge, som kan gi brukere raskere dataoverføringshastighet, men overføringsavstanden er relativt kort, eller målet for neste byggefase.Det betyr at operatører må bygge flere 5G-basestasjoner og bruke mer penger.Åpenbart, for operatører på det nåværende stadiet, bortsett fra krav til hot spot-dekning, er andre scenarier ikke egnet for å konstruere høyfrekvensbånd.

Og til slutt spekteret.Operatører bygger 5G i mellombåndet, som kan levere høyere datahastigheter og mer datakapasitet enn det lavere spekteret.Sammenlignet med høyt spektrum kan det redusere antall basestasjonskonstruksjoner og redusere nettverksbyggingskostnadene til operatører.Dessuten er de industrielle kjedeleddene som terminalbrikke og basestasjonsutstyr mer modne.

Derfor, etter forfatterens mening, vil operatørene i de neste årene fortsatt fokusere på bygging av 5G-basestasjoner i mellomspekteret, supplert med andre frekvensbånd.På denne måten kan operatørene finne en balanse mellom dekningsbredde, kostnad og kapasitet.

I følge THE GSA er det mer enn 160 kommersielle 5G-nettverk over hele verden, med de fire beste er 3,5g-nettverk (123), 2,1G-nettverk (21), 2,6G-nettverk (14) og 700M-nettverk (13).Fra terminalsynspunkt er 3,5g + 2,1g terminalindustrimodenhet 2 til 3 år frem i tid, spesielt 2,1g terminalmodenhet har nærmet seg 3,5/2,6g.

Voksne bransjer er grunnlaget for den kommersielle suksessen til 5G.Fra dette perspektivet har kinesiske operatører som bygger 5G med 2,1g + 3,5g og 700M+2,6G-nettverk en førstegangsfordel i bransjen i de kommende årene.

2, FDD 8 t8r

Hjelp operatører med å maksimere verdien av middels frekvens

I tillegg til spektrum er flere antenner også nøkkelen til å møte utviklingsbehovene til operatørenes 5G-nettverk.Foreløpig kan 4T4R (fire sendeantenner og fire mottaksantenner) og andre basestasjonsantenneteknologier som vanligvis brukes i 5G FDD-nettverk av operatører ikke lenger takle utfordringene som følge av trafikkvekst ved ganske enkelt å øke spektrumbåndbredden.

I tillegg, ettersom 5G-brukere vokser, må operatørene øke antallet basestasjoner for å støtte massive forbindelser, noe som fører til økt selvforstyrrelse mellom brukere.De tradisjonelle 2T2R- og 4T4R-antenneteknologiene støtter ikke nøyaktig veiledning på brukernivå og kan ikke oppnå nøyaktig stråle, noe som resulterer i en reduksjon i brukerhastighet.

Hva slags multi-antenneteknologi vil tillate operatører å oppnå 5Gs dekningsbredde samtidig som de tar hensyn til faktorer som basestasjonskapasitet og brukeropplevelse?Som vi vet, avhenger overføringshastigheten til trådløst nettverk hovedsakelig av arbeidsmodusen for å sende og motta signaler mellom nettverksbasestasjon og terminalenheter som smarttelefoner, mens multi-antenneteknologi kan doble kapasiteten til basestasjonen (nøyaktig stråle basert på multi-antenne kan kontrollere interferens).

Derfor krever den raske utviklingen av 5G den kontinuerlige utviklingen av FDD til 8T8R, Massive MIMO og andre multi-antenneteknologier.Etter forfatterens mening vil 8T8R være den fremtidige konstruksjonsretningen til 5GFDD-nettverket for å oppnå "både erfaring og dekning" av følgende grunner.

For det første, fra et standard synspunkt, har 3GPP blitt forbedret i hver versjon av protokollen med full vurdering av terminal multi-antenner.R17-versjonen vil redusere terminalkompleksiteten og teste terminalkanalstatus gjennom faseinformasjon mellom oppstrøms- og nedstrømsbåndene til basestasjonen.R18-versjonen vil også legge til høypresisjonskoding.

Implementeringen av disse standardene krever at minst 5G FDD-basestasjoner har 8T8R-antenneteknologi.Samtidig har R15- og R16-protokollene for 5G-æraen betydelig forbedret ytelsen og støtten for 2,1g storbåndbredde 2CC CA.R17- og R18-protokollene vil også drive den fortsatte utviklingen av FDD Massive MIMO.

For det andre, fra terminalsynspunkt, kan 4R (fire mottaksantenner) til smarttelefoner og andre terminaler frigjøre kapasiteten til 2,1g 8T8R basestasjon, og 4R blir standardkonfigurasjonen av 5G-mobiltelefoner, som kan samarbeide med nettverk for å maksimere verdien av flere antenner.

I fremtiden har 6R/8R-terminaler blitt lagt ut i industrien, og den nåværende teknologien er realisert: 6-antenne-layoutteknologien har blitt realisert i hele terminalmaskinen, og mainstream baseband 8R-protokollstabelen har blitt støttet i terminalbasebåndprosessoren.

Den relevante hvitboken fra China Telecom og China Unicom anser 5G 2.1g 4R som en obligatorisk mobiltelefon, og krever at alle 5G FDD-mobiltelefoner i det kinesiske markedet støtter Sub3GHz 4R.

Når det gjelder terminalprodusenter, har mainstream mellom- og high-end mobiltelefoner støttet 5G FDD mid-frequency 1.8/2.1g 4R, og fremtidige mainstream 5G FDD-mobiltelefoner vil støtte Sub 3GHz 4R, som vil være standard.

Samtidig er nettverkets uplink-evne hovedfordelen med FDD 5G.I følge testen har opplink-toppopplevelsen for 2T-terminaler med stor båndbredde på 2,1 g (2 sendeantenner) overskredet den for 3,5 g-terminaler.Det kan forutsies at, drevet av konkurransen i terminalmarkedet og etterspørselen fra operatører, vil flere avanserte mobiltelefoner støtte uplink 2T i 2,1g-bånd i fremtiden.

For det tredje, fra et erfaringsperspektiv, kommer 60 % til 70 % av dagens mobilstrømbehov fra innendørs, men den tunge sementveggen på innsiden vil bli den største hindringen for utendørs Acer-stasjon for å oppnå innendørs dekning.

2,1g 8T8R-antenneteknologi har sterk penetrasjonsevne og kan oppnå innendørs dekning av grunne boligbygg.Den er egnet for tjenester med lav latens og gir operatørene flere fordeler i fremtidig konkurranse.I tillegg, sammenlignet med den tradisjonelle 4T4R-cellen, økes kapasiteten til 8T8R-cellen med 70 % og dekningen økes med mer enn 4dB.

Til slutt, fra perspektivet til drifts- og vedlikeholdskostnader, på den ene siden, er 8T8R-antenneteknologi det beste valget for både urban uplink-dekning og landlig downlink-dekning, fordi den har fordelen med iterasjon og ikke trenger å bli erstattet innen 10 år etter at operatøren investerer.

På den annen side kan 2,1g 8T8R-antenneteknologi spare 30%-40% av antall nettsteder sammenlignet med 4T4R-nettverkskonstruksjon, og det er anslått at TCO kan spare mer enn 30% på 7 år.For operatører betyr reduksjonen i antall 5G-stasjoner at nettverket kan oppnå mindre energiforbruk i fremtiden, noe som også er i tråd med Kinas "dual carbon"-mål.

Det er verdt å nevne at himmelressursene til den nåværende 5G-basestasjonen er begrenset, og hver operatør har bare én eller to poler i hver sektor.Antennene som støtter 8T8R-antenneteknologien kan integreres i 3G- og 4G-antennene til live-nettverket, noe som forenkler nettstedet betraktelig og sparer husleien.

3、FDD 8T8R er ikke en teori

Operatører har pilotert det flere steder

FDD 8T8R multi-antenne-teknologi har blitt distribuert kommersielt av mer enn 30 operatører over hele verden.I Kina har mange lokale operatører også fullført den kommersielle valideringen av 8T8R og oppnådd gode resultater.

I juni i år fullførte Xiamen Telecom og Huawei åpningen av verdens første 4/5G dual-mode 2.1g 8T8R felles innovasjonsside.Gjennom testen er det funnet at dekningsdybden til 5G 2.1g 8T8R er forbedret med mer enn 4dB og nedlinkkapasiteten er økt med mer enn 50 % sammenlignet med den tradisjonelle 4T4R.

I juli i år gikk China Unicom Research Institute og Guangzhou Unicom sammen med Huawei for å fullføre verifiseringen av China Unicom Groups første 5G FDD 8T8R-side i utmarken til Guangzhou Biological Island.Basert på FDD 2.1g 40MHz-båndbredden, forbedrer feltmålingen av 8T8R dekningen på 5dB og kapasiteten til cellen med opptil 70 % sammenlignet med den tradisjonelle 4T4R-cellen.