甘斌:打造5G泛在千兆,实现未来持续引领

2021-10-09 11:48:51
通信
文章摘要: 回顾4G时代,从2013年国家提出“宽带中国”战略及实施方案到2019年明确提出开展“双G双提”,4G网络能力从“发达城市达到100Mbps”发展到“80%的区域达到100Mbps”,并于2019年提出4G覆盖率达到98%的目标。

从4G到5G时代,我国已建成全球最领先的移动基础设施,为经济发展和社会进步铺筑了基石。当前,我国4G网络已建成400多万个基站,实现了99%的网络覆盖率,并催生了一批全球排名前列的互联网公司。而我国5G开局就已取得了举世瞩目的成绩,截止目前已建成5G基站数量超过100万,占全球5G基站总数的70%,5G用户数已发展到超过3.9亿,占全球5G用户总数的80%,并且已探索了1万多行业应用案例,在全球已经全面领先。

那面向下一阶段,作为千行万业数字转型和万物智联的底座,我国5G网络将如何继续发展,并持续引领全球?这一定是不少行业人士都在思考的问题。9月28日,在中国(北京)国际信息通信展览会上,华为无线产品线副总裁甘斌在第三届5G千兆产业论坛上发表了主题演讲,诠释了未来5G网络发展趋势和方向。

从千兆城市到千兆乡村

泛在千兆是5G发展的必然趋势

从2G时代的64Kbps到3G时代的10Mbps,再到4G时代的100Mbps,每一代移动通信技术的演进,都会牵引网络速率10倍提升,并催生应用蓬勃发展。遵循这一规律,如今5G也带来了10倍的跨代体验提升,实测显示,我国多个城市的5G速率已达到千兆水平。

同时,面向未来高清视频、Cloud XR、XR-Pro等新兴消费者业务不断发展,以及5G+摄像头、视觉AI检测、3D AI检测等对上行带宽能力要求较高的行业应用不断普及,早在去年的5G千兆产业论坛上,甘斌就指出,未来5G将从“一人千兆”向“人人千兆”、从“下行千兆”向“上下行千兆”发展。

那时隔一年后,5G网络的未来发展趋势又将有怎样的新变化?本届论坛给出的答案是,在“人人千兆”和“上下行千兆”的基础上,再增加一个“覆盖”维度;在“千兆”的前面再加上“泛在”二字。

回顾4G时代,从2013年国家提出“宽带中国”战略及实施方案到2019年明确提出开展“双G双提”,4G网络能力从“发达城市达到100Mbps”发展到“80%的区域达到100Mbps”,并于2019年提出4G覆盖率达到98%的目标。可以看到,在国家政策牵引和产业界共同努力下,我国4G网络建设持续推进,目前已实现泛在百兆。那如今5G是否会延续4G时代的发展规律,迈向泛在千兆呢?

今年3月,工信部发布“双千兆”网络协同发展行动计划(2021-2023年),明确提出用三年时间基本建成全面覆盖城市地区和有条件乡镇的“双千兆”网络基础设施的计划,并提出到2023年建成100个千兆城市的目标。7月,十部门印发了《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》,指出要扩大5G网络城乡覆盖,持续打造5G高质量网络,推动“双千兆”网络协同发展。显而易见,在新的国家政策指引下,我国已经开启5G泛在千兆建设。

面对新政策、新趋势,甘斌认为,下一阶段我国5G泛在千兆将从“千兆城市”和“千兆乡村”两个方面逐步推进。对于“千兆城市”,一方面,随着个人业务向多样化、高清化和移动化发展,千兆覆盖将从重点场景扩展到全场景,为城市里的每一个用户带来随时随地的千兆网络体验;另一方面,随着新型产业经济、企业数字化、智慧城市治理等领域发展,千兆覆盖将从重点城市扩展到所有城市,从而弥合城市之间的数字鸿沟,助力每一座城市发展数字经济,提升城市竞争力。

对于“千兆乡村”,甘斌表示,在个人移动业务的需求上面,乡村与城市趋同,不管从5G终端渗透率还是视频业务占比、视频观看比例看,城乡之间差距都不大,因此乡村与城市一样迫切需要提升网络体验。同时,在共同富裕和乡村振兴战略大背景下,智慧农业和数字化乡村治理也需要5G千兆网络走进田间地头,实现乡村与城市同网同速。

“打造一张泛在千兆的网络,我们要从下行千兆发展到上下行千兆,从一个人、少数人享有的千兆发展到多数人、人人都能享有的千兆,更重要的是,我们要让5G的千兆能力实现城市与城市,城市与乡村之间无差别覆盖,才能促进数字化经济均衡发展,实现共同富裕。”甘斌在演讲中强调。

三方面技术创新

构筑泛在千兆体验基础

既然泛在千兆已成为5G发展的必然趋势,那华为作为设备商,将从哪些方面进行技术创新,以助力打造无处不在的千兆网络?从当前和长远视角考虑,甘斌表示,华为将从Massive MIMO引入超大规模天线阵列、多天线走向全频段全场景、T+F双网协同,以及面向未来5-10年持续进行5.5G技术创新这几大方面来提升网络能力。

MetaAAU引入超大规模天线阵列

众所周知,Massive MIMO能大幅提升网络覆盖、系统容量和用户体验,是5G时代实现千兆网络的核心技术。过去,华为通过不断技术创新,实现了Massive MIMO产品在支持带宽、性能、功耗、体积、重量等方面均走在业界前列。那面向泛在千兆时代,华为又将如何持续实现技术突破?

在本次PT展上,华为重磅推出了新一代Massive MIMO创新产品MetaAAU,将传统Massive MIMO产品的天线阵子数量翻了一番,实现了从大规模天线阵列到超大规模天线阵列升级。甘斌介绍,在成都、杭州外场测试显示,相比传统AAU,MetaAAU可在发射功率不变的前提下,将覆盖半径和边缘平均体验提升30%以上。换句话讲,MetaAAU可以以更低的发射功率,实现同等的覆盖能力和吞吐率,从而能降低功耗,提升比特能效。实测显示,在覆盖和容量能力不变的前提下,MetaAAU可将设备能耗降低30%。

不就是增加天线阵子数量吗?这看起来好像是很简单的技术,但往往越是看似简单的技术,实现起来越复杂,比如,天线阵子数量成倍提升后,首先会面临AAU设备体积和重量增大的挑战,同时,由于有源部分与无源天线之间的连接通道增多,还会增加传输损耗。那华为是如何破解这些难题的呢?答案是,基于在材料科学上的大量研究,实现了重量减轻20%,传输损耗降低60%。

多天线走向全频段、全场景

提升无线通信网络容量的办法主要包括提升频谱效率、增加频谱带宽和提高网络密度,在无线频谱资源非常宝贵且有限的情况下,为了应对不断倍增的数据流量需求,需不断通过技术创新提升频谱效率,为此,多天线技术作为提升频谱效率的关键技术,多年来,一直是电信行业重点关注和研究的对象。

在这方面,从推出业界重量最轻、支持带宽最大的TDD Massive MIMO产品,到推出支持FDD多频段的4T4R/8T8R/Massive MIMO系列化产品,华为正把多天线技术从TDD扩展到FDD,从中频段扩展到全频段。甘斌介绍,实测显示,相比传统4T4R,当前FDD 8T8R方案可将覆盖能力提升5dB,容量和用户体验提升2倍,并能实现比特效率2倍提升,不仅能从覆盖和容量方面为泛在千兆网络打下坚实的基础,还能与MetaAAU一起让运营商网络更加绿色。

除了走向全频段,多天线技术的另一个发展趋势是,正从室外走向室内,从室外单点走向多点协同,实现走向全场景。华为推出的业界首个室内分布式Massive MIMO解决方案正是将多天线技术创新应用于室内场景的典型案例,其通过光纤连接和高精度同步管理室内分布式天线,从而可通过多点协同将室内分布式系统模拟为一个大型的室外宏站Massive MIMO系统,实现将体验提升30%。同时,随着运营商的无线网络架构向C-RAN演进,分布式Massive MIMO创新方案还将从室内应用到室外,实现室外站点多点协同,进而进一步提升室外网络覆盖和体验。

T+F双网协同,支持千兆无处不在

一方面,5G上下行解耦技术打破了传统上下行频段成对的限制,可灵活引入FDD低频段来补齐TDD中频段的上行能力短板,来提升覆盖范围和用户体验;另一方面,当前我国四大运营商正在积极部署700MHz和2.1GHz低频段5G网络,以通过2.6GHz+700MHz和3.5GHz+2.1GHz的中低频混合组网的方式来实现广覆盖、大带宽的5G网络,不难理解,未来的千兆网络是一张T+F双网协同、多频协同的网络。

为了更好的实现T+F双网、多频协同,华为正在研究基于空口感知、话务预测等智能化手段,通过频谱按需分配、更加灵活的解耦、多频联合调度等技术,助力运营商建设高效、极致的泛在千兆网络。

5.5G技术创新

打造泛在千兆体验

早在2020年,华为就提出了5.5G愿景,在5G三大场景的基础上又扩展了三大新场景,将5G场景定义的三角形变为5.5G的六边形,以满足未来5到10年的万物智联需求。为了实现5.5G产业愿景,华为提出需在上行千兆、下行千兆、定位精度和联接密度等方面实现10倍网络能力提升,以及网络还需新增感知等能力,并明确了华为在5.5G未来技术演进的六个方向。其中,在六大技术演进方向中,重构Sub100G频谱使用模式、构筑以上行为中心的网络、一张网络支撑全场景物联三大技术方向将推动网络实现泛在的千兆体验,持续满足行业数字化需求,并创造千亿物联空间。

首先,面向XR、真人全息、AR工业检测等应用发展,网络流量需求持续倍增,要求5.5G需要在Sub100GHz内使用更多的频谱,但考虑未来Sub100GHz内多频段共存、且不同频段的无线特性不同,需重构现有的频谱使用模式,以更高效地使用珍贵的频谱资源,最大化频谱价值。其次,考虑5G+摄像头、机器视觉等行业应用对上行带宽要求高,随着5GtoB赋能行业数字化转型规模化发展,SUL上行增强需持续演进,频谱分配需更加动态灵活,以实现从单点千兆上行向泛在千兆上行演进。再者,为满足差异化的物联需求,3GPP已定义或正在研究多种物联技术,包括NB-IoT、Passive IoT以及适用场景介于eMBB、URLLC和mMTC之间的NR RedCap规范等,以不断扩展5G万物智联生态,这同样需要一张泛在千兆网络支撑全场景物联。

泛在千兆是5G发展的必然趋势,且在以上创新技术的推动下必将加速到来。甘斌在演讲最后表示,5G泛在千兆,将发展多维度的能力,承担着惠及每个用户、弥合城乡差距的使命,华为希望和广大的社会各界、产业伙伴共同努力,持续提升5G网络能力,促进5G融合应用,共同做大基于5G网络之上的万亿级产业空间,同享生态繁荣。

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