Nyheter

Framtiden för 5G ur perspektivet av operatörernas kollektiva förvärv: Den kontinuerliga utvecklingen av all-band multi-antennteknologi

Enligt ministeriet för industri och informationsteknologi hade 961 000 5G-basstationer byggts i slutet av juni i år, 365 miljoner 5G-mobiltelefonterminaler var anslutna, vilket motsvarar mer än 80 procent av världens totala totala mängd, och det fanns fler än 10 000 5G-applikationsinnovationsfall i Kina.

Kinas 5G-utveckling är snabb, men inte tillräckligt.Nyligen, för att bygga ett 5G-nätverk med bredare och djupare täckning, förvärvade China Telecom och China Unicom tillsammans 240 000 2,1g 5G-basstationer, och China Mobile och radio och TV förvärvade tillsammans 480 000 700M 5G-basstationer, med en total investering på 58 miljarder yuan.

Branschen ägnar stor uppmärksamhet åt anbudsandelen hos inhemska och utländska tillverkare, och vi finner utvecklingstrenden för 5G från dessa två intensiva upphandlingar.Operatörer uppmärksammar inte bara användarupplevelsen som 5G-nätverkskapacitet och hastighet, utan uppmärksammar också 5G-nätverkstäckning och låg strömförbrukning.

5G har varit kommersiellt tillgängligt i cirka två år och förväntas nå 1,7 miljoner i slutet av detta år, med flera miljoner fler 5G-basstationer som kommer att byggas under de kommande åren (det finns cirka 6 miljoner 4G-basstationer i Kina och mer 5G kommer).

Så vart tar 5G vägen från andra halvan av 2021?Hur bygger operatörer 5G?Författaren hittar några svar som har ignorerats från efterfrågan på kollektiv upphandling och den mest banbrytande 5G-teknikpiloten på olika platser.

1、if har fler fördelar i 5G-nätverkskonstruktion

Med fördjupningen av 5G-kommersialiseringen och förbättringen av 5G-penetrationshastigheten ökar mobiltrafiken explosivt, och människor kommer att ha högre och högre krav på hastigheten och täckningen av 5G-nätverket.Data från ITU och andra organisationer visar att 2025 kommer Kinas 5G-användare DOU att växa från 15GB till 100GB (26GB globalt), och antalet 5G-anslutningar kommer att nå 2,6 miljarder.

Hur man möter framtidens 5G-efterfrågan och effektivt och billigt bygger ett högkvalitativt 5G-nät med bred täckning, snabb hastighet och god uppfattning har blivit ett akut problem för operatörerna i detta skede.Vad ska transportörerna göra?

Låt oss börja med det mest kritiska bandet.I framtiden kommer lågfrekvensband som 700M, 800M och 900M, mellanfrekvensband som 1,8G, 2,1g, 2,6G och 3,5g samt högre millimetervågband att uppgraderas till 5G.Men sedan måste operatörerna överväga vilket spektrum som bättre kan möta behoven hos nuvarande 5G-användare.

Titta först på låg frekvens.Lågfrekvensbandssignaler har bättre penetration, fördelar i täckning, låga nätkonstruktions- och underhållskostnader, och vissa operatörer är rika på frekvensbandsresurser, som är relativt tillräckliga i det inledande skedet av nätverksbyggandet.

Operatörer som distribuerar 5G i lågfrekvensband möter också problem med hög störning och relativt låga nätverkshastigheter.Enligt testet är hastigheten för lågband 5G endast 1,8 gånger snabbare än för 4G-nätverk med samma lågband, som fortfarande ligger inom tiotals Mbps.Man kan säga att det är det långsammaste 5G-nätverket och kan inte möta användarnas krav på 5G-kognition och upplevelse.

På grund av den omogna slutindustrins kedja av lågfrekvensband har endast två 800M 5G kommersiella nätverk släppts i världen för närvarande, medan 900M 5G kommersiella nätverk ännu inte har släppts.Därför är det för tidigt att återkultivera 5G vid 800M/900M.Det förväntas att branschkedjan kan komma på rätt spår först efter 2024.

Och millimetervågor.Operatörer distribuerar 5G i högfrekvent millimetervåg, vilket kan ge användarna snabbare dataöverföringshastighet, men överföringsavståndet är relativt kort, eller målet för nästa fas av konstruktionen.Det innebär att operatörer måste bygga fler 5G-basstationer och spendera mer pengar.Uppenbarligen är andra scenarier inte lämpliga för att konstruera högfrekvensband för operatörer i det nuvarande skedet, förutom kraven på täckning av hot spots.

Och slutligen spektrumet.Operatörer bygger 5G i mellanbandet, som kan leverera högre datahastigheter och mer datakapacitet än det lägre spektrumet.Jämfört med högspektrum kan det minska antalet basstationskonstruktioner och minska operatörernas kostnad för nätbyggnation.Dessutom är de industriella kedjelänkarna som terminalchip och basstationsutrustning mer mogna.

Därför, enligt författarens åsikt, kommer operatörerna under de närmaste åren fortfarande att fokusera på konstruktionen av 5G-basstationer i mellanspektrumet, kompletterat med andra frekvensband.På så sätt kan operatörerna hitta en balans mellan täckningsbredd, kostnad och kapacitet.

Enligt THE GSA finns det mer än 160 kommersiella 5G-nätverk världen över, med de fyra bästa är 3,5g-nätverk (123), 2,1G-nätverk (21), 2,6G-nätverk (14) och 700M-nätverk (13).Ur terminalsynpunkt ligger 3,5g + 2,1g terminalindustrimognad 2 till 3 år framåt, speciellt 2,1g terminalmognad har närmat sig 3,5/2,6g.

Mogna industrier är grunden för den kommersiella framgången för 5G.Ur detta perspektiv har kinesiska operatörer som bygger 5G med 2,1g + 3,5g och 700M+2,6G-nätverk en fördel i branschen under de kommande åren.

2、FDD 8 t8r

Hjälp operatörer att maximera värdet av medelfrekvens

Förutom spektrum är flera antenner också nyckeln för att möta utvecklingsbehoven hos operatörernas 5G-nätverk.För närvarande kan 4T4R (fyra sändande antenner och fyra mottagningsantenner) och andra basstationsantenntekniker som vanligtvis används i 5G FDD-nätverk av operatörer inte längre hantera de utmaningar som trafiktillväxten medför genom att helt enkelt öka spektrumbandbredden.

När 5G-användare växer måste operatörerna dessutom öka antalet basstationer för att stödja massiva anslutningar, vilket leder till ökad självinterferens mellan användare.De traditionella 2T2R- och 4T4R-antennteknologierna stöder inte exakt vägledning på användarnivå och kan inte uppnå exakt stråle, vilket resulterar i en minskning av användarhastigheten.

Vilken typ av multi-antennteknik kommer att göra det möjligt för operatörer att uppnå 5G:s bredd av täckning samtidigt som de tar hänsyn till faktorer som basstationskapacitet och användarupplevelse?Som vi vet beror överföringshastigheten för trådlöst nätverk huvudsakligen på arbetssättet för att skicka och ta emot signaler mellan nätverkets basstation och terminalenheter som smarta telefoner, medan multi-antennteknik kan fördubbla basstationens kapacitet (exakt stråle baserat på multi-antenn kan styra störningar).

Därför kräver den snabba utvecklingen av 5G den kontinuerliga utvecklingen av FDD till 8T8R, Massive MIMO och andra multi-antennteknologier.Enligt författarens åsikt kommer 8T8R att vara den framtida konstruktionsriktningen för 5GFDD-nätverket för att uppnå "både erfarenhet och täckning" av följande skäl.

För det första, från en standardsynpunkt, har 3GPP förbättrats i varje version av protokollet med full hänsyn till terminal multi-antenner.R17-versionen kommer att minska terminalkomplexiteten och testa terminalkanalstatus genom fasinformation mellan basstationens uppströms- och nedströmsband.R18-versionen kommer också att lägga till högprecisionskodning.

Implementeringen av dessa standarder kräver att minst 5G FDD-basstationer har 8T8R-antennteknik.Samtidigt har R15- och R16-protokollen för 5G-eran avsevärt förbättrat sin prestanda och stöd för 2,1g storbandsbredd 2CC CA.R17- och R18-protokollen kommer också att driva den fortsatta utvecklingen av FDD Massive MIMO.

För det andra, från terminalsynpunkt, kan 4R (fyra mottagningsantenner) för smarta telefoner och andra terminaler frigöra kapaciteten för 2,1g 8T8R basstation, och 4R håller på att bli standardkonfigurationen för 5G-mobiltelefoner, som kan samarbeta med nätverk för att maximera värdet av flera antenner.

I framtiden har 6R/8R-terminaler lagts ut i branschen, och den nuvarande tekniken har realiserats: 6-antennlayouttekniken har realiserats i hela terminalmaskinen, och den vanliga basbands 8R-protokollstacken har stöds i terminalbasbandsprocessorn.

Den relevanta vitboken från China Telecom och China Unicom betraktar 5G 2.1g 4R som en obligatorisk mobiltelefon, vilket kräver att alla 5G FDD-mobiltelefoner på den kinesiska marknaden stöder Sub3GHz 4R.

När det gäller terminaltillverkare har vanliga mellan- och avancerade mobiltelefoner stöd för 5G FDD mellanfrekvens 1.8/2.1g 4R, och framtida vanliga 5G FDD-mobiltelefoner kommer att stödja Sub 3GHz 4R, vilket kommer att vara standard.

Samtidigt är nätverkets upplänksförmåga den största fördelen med FDD 5G.Enligt testet har upplänkstoppsupplevelsen för 2T-terminaler med stor bandbredd (2 sändarantenner) överskridit den för 3,5g-terminaler.Det kan förutsägas att, drivet av konkurrensen på terminalmarknaden och efterfrågan från operatörer, kommer fler avancerade mobiltelefoner att stödja upplänk 2T i 2,1g-bandet i framtiden.

För det tredje, ur ett erfarenhetsperspektiv, kommer 60 % till 70 % av det nuvarande mobila flödesbehovet från inomhus, men den tunga cementväggen inuti kommer att bli det största hindret för utomhus Acer-station att uppnå täckning inomhus.

2,1g 8T8R antennteknik har stark penetreringsförmåga och kan uppnå inomhustäckning av grunda bostadshus.Det är lämpligt för tjänster med låg latens och ger operatörerna fler fördelar i framtida konkurrens.Jämfört med den traditionella 4T4R-cellen ökar dessutom kapaciteten hos 8T8R-cellen med 70% och täckningen med mer än 4dB.

Slutligen, ur drift- och underhållskostnadens perspektiv, å ena sidan, är 8T8R-antenntekniken det bästa valet för både urban upplänkstäckning och landsbygdsnedlänkstäckning, eftersom den har fördelen av iteration och inte behöver bytas ut inom 10 år efter att operatören investerar.

Å andra sidan kan 2,1g 8T8R-antennteknik spara 30%-40% av antalet platser jämfört med 4T4R-nätverkskonstruktion, och det uppskattas att TCO kan spara mer än 30% på 7 år.För operatörer innebär minskningen av antalet 5G-stationer att nätverket kan uppnå mindre energiförbrukning i framtiden, vilket också är i linje med Kinas "dual carbon"-mål.

Det är värt att nämna att himmelresurserna för den nuvarande 5G-basstationen är begränsade, och varje operatör har bara en eller två poler i varje sektor.Antennerna som stöder 8T8R-antenntekniken kan integreras i 3G- och 4G-antennerna i livenätverket, vilket avsevärt förenklar webbplatsen och sparar platshyra.

3、FDD 8T8R är ingen teori

Operatörer har testat det på flera ställen

FDD 8T8R multi-antennteknologi har distribuerats kommersiellt av mer än 30 operatörer runt om i världen.I Kina har många lokala operatörer också slutfört den kommersiella valideringen av 8T8R och uppnått goda resultat.

I juni i år slutförde Xiamen Telecom och Huawei öppningen av världens första 4/5G dual-mode 2.1g 8T8R gemensamma innovationssajt.Genom testet har det visat sig att täckningsdjupet för 5G 2.1g 8T8R förbättras med mer än 4dB och nedlänkskapaciteten ökas med mer än 50% jämfört med den traditionella 4T4R.

I juli i år gick China Unicom Research Institute och Guangzhou Unicom ihop med Huawei för att slutföra verifieringen av China Unicom Groups första 5G FDD 8T8R-webbplats i Guangzhous biologiska ö utmark.Baserat på FDD 2.1g 40MHz-bandbredden förbättrar fältmätningen av 8T8R täckningen på 5dB och cellens kapacitet med upp till 70 % jämfört med den traditionella 4T4R-cellen.