nieuws

De toekomst van 5G vanuit het perspectief van de collectieve acquisitie van operators: de voortdurende evolutie van all-band multi-antennetechnologie

Volgens het ministerie van Industrie en Informatietechnologie waren er eind juni van dit jaar 961.000 5G-basisstations gebouwd, waren er 365 miljoen 5G-mobiele telefoonterminals aangesloten, goed voor ruim 80 procent van het wereldtotaal, en waren er meer dan 10.000 gevallen van innovatie op het gebied van 5G-applicaties in China.

De Chinese 5G-ontwikkeling is snel, maar niet genoeg.Om een ​​5G-netwerk met een bredere en diepere dekking op te bouwen, hebben China Telecom en China Unicom onlangs gezamenlijk 240.000 2,1g 5G-basisstations verworven, en hebben China Mobile en radio en televisie gezamenlijk 480.000 700M 5G-basisstations verworven, met een totale investering van 58 miljard yuan.

De industrie besteedt veel aandacht aan het biedaandeel van binnenlandse en buitenlandse fabrikanten, en we vinden de ontwikkelingstrend van 5G uit deze twee intensieve aanbestedingen.Operators letten niet alleen op gebruikerservaring zoals de capaciteit en snelheid van het 5G-netwerk, maar letten ook op de dekking van het 5G-netwerk en een laag stroomverbruik.

5G is al ongeveer twee jaar commercieel beschikbaar en zal naar verwachting eind dit jaar 1,7 miljoen bereiken, terwijl er in de komende jaren nog enkele miljoenen 5G-basisstations zullen worden gebouwd (er zijn ongeveer 6 miljoen 4G-basisstations in China en meer 5G komt eraan).

Dus waar gaat 5G heen vanaf de tweede helft van 2021?Hoe bouwen operators 5G?De auteur vindt enkele antwoorden die genegeerd zijn vanuit de vraag naar collectieve inkoop en de meest geavanceerde 5G-technologiepilot op verschillende plaatsen.

1. Het heeft meer voordelen bij de aanleg van 5G-netwerken

Met de verdieping van de commercialisering van 5G en de verbetering van de penetratiegraad van 5G neemt het mobiele telefoonverkeer explosief toe en zullen mensen steeds hogere eisen stellen aan de snelheid en dekking van het 5G-netwerk.Uit gegevens van de ITU en andere organisaties blijkt dat de Chinese DOU voor 5G-gebruikers in 2025 zal groeien van 15 GB naar 100 GB (wereldwijd 26 GB), en dat het aantal 5G-verbindingen 2,6 miljard zal bereiken.

Hoe aan de toekomstige 5G-vraag te voldoen en op efficiënte en goedkope wijze een kwalitatief hoogstaand 5G-netwerk met brede dekking, hoge snelheid en goede perceptie op te bouwen, is in dit stadium een ​​urgent probleem geworden voor operators.Wat moeten vervoerders doen?

Laten we beginnen met de meest kritische band.In de toekomst zullen lage frequentiebanden zoals 700M, 800M en 900M, middenfrequentiebanden zoals 1.8G, 2.1g, 2.6G en 3.5g, en hogere millimetergolfbanden worden geüpgraded naar 5G.Maar vervolgens moeten operators overwegen welk spectrum beter kan voldoen aan de behoeften van de huidige 5G-gebruikers.

Kijk eerst naar de lage frequentie.Laagfrequente bandsignalen hebben een betere penetratie, voordelen qua dekking, lage netwerkconstructie- en onderhoudskosten, en sommige operators zijn rijk aan frequentiebandbronnen, die relatief voldoende zijn in de beginfase van de netwerkconstructie.

Operators die 5G in lage frequentiebanden inzetten, worden ook geconfronteerd met problemen van hoge interferentie en relatief lage netwerksnelheden.Volgens de test is de snelheid van low-band 5G slechts 1,8 keer sneller dan die van een 4G-netwerk met dezelfde low-band, dat nog steeds in de range van tientallen Mbps ligt.Er kan worden gezegd dat dit het langzaamste 5G-netwerk is en niet kan voldoen aan de vraag van gebruikers naar 5G-kennis en -ervaring.

Als gevolg van de onvolwassen keten van laagfrequente banden in de eindindustrie zijn er momenteel slechts twee 800M 5G commerciële netwerken in de wereld vrijgegeven, terwijl 900M 5G commerciële netwerken nog niet zijn vrijgegeven.Daarom is het te vroeg om 5G opnieuw te cultiveren op 800M/900M.De verwachting is dat de industrieketen pas na 2024 op de goede weg kan komen.

En millimetergolven.Operators implementeren 5G in hoogfrequente millimetergolven, wat gebruikers een hogere datatransmissiesnelheid kan opleveren, maar de transmissieafstand is relatief kort, of het doelwit van de volgende bouwfase.Dat betekent dat operators meer 5G-basisstations moeten bouwen en meer geld moeten uitgeven.Het is duidelijk dat voor exploitanten in de huidige fase, afgezien van de dekkingseisen voor hotspots, andere scenario's niet geschikt zijn voor het aanleggen van hoge frequentiebanden.

En tot slot het spectrum.Operators bouwen 5G in de middenband, wat hogere datasnelheden en meer datacapaciteit kan leveren dan het lagere spectrum.Vergeleken met hoog spectrum kan het het aantal basisstationconstructies verminderen en de netwerkconstructiekosten van operators verlagen.Bovendien zijn de schakels in de industriële keten, zoals terminalchips en basisstationapparatuur, volwassener.

Daarom zullen operators zich volgens de auteur de komende jaren nog steeds concentreren op de bouw van 5G-basisstations in het middenspectrum, aangevuld met andere frequentiebanden.Op deze manier kunnen operators een balans vinden tussen dekkingsbreedte, kosten en capaciteit.

Volgens THE GSA zijn er wereldwijd meer dan 160 commerciële 5G-netwerken, waarvan de top vier 3,5g-netwerken (123), 2,1G-netwerken (21), 2,6G-netwerken (14) en 700M-netwerken (13) zijn.Vanuit het terminaloogpunt ligt de volwassenheid van de 3,5g + 2,1g-terminalindustrie twee tot drie jaar voor, vooral de terminale volwassenheid van 2,1g nadert de 3,5/2,6g.

Volwassen industrieën vormen de basis voor het commerciële succes van 5G.Vanuit dit perspectief hebben Chinese operators die 5G bouwen met 2,1g + 3,5g en 700M+2,6G netwerken de komende jaren een pioniersvoordeel in de sector.

2, FDD 8 t8r

Help operators de waarde van middenfrequentie te maximaliseren

Naast spectrum zijn meerdere antennes ook van cruciaal belang om te voldoen aan de evolutiebehoeften van de 5G-netwerken van operators.Momenteel kunnen 4T4R (vier zendantennes en vier ontvangstantennes) en andere basisstationantennetechnologieën die gewoonlijk door operators in 5G FDD-netwerken worden gebruikt, niet langer omgaan met de uitdagingen die de verkeersgroei met zich meebrengt door simpelweg de spectrumbandbreedte te vergroten.

Naarmate het aantal 5G-gebruikers groeit, moeten operators bovendien het aantal basisstations vergroten om enorme verbindingen te ondersteunen, wat leidt tot meer zelfinterferentie tussen gebruikers.De traditionele 2T2R- en 4T4R-antennetechnologieën ondersteunen geen nauwkeurige begeleiding op gebruikersniveau en kunnen geen nauwkeurige straal bereiken, wat resulteert in een afname van de gebruikerssnelheid.

Met wat voor soort multi-antennetechnologie kunnen operators de dekkingsgraad van 5G bereiken, terwijl ook rekening wordt gehouden met factoren als de capaciteit van het basisstation en de gebruikerservaring?Zoals we weten hangt de transmissiesnelheid van een draadloos netwerk voornamelijk af van de werkmodus van het verzenden en ontvangen van signalen tussen het netwerkbasisstation en terminalapparaten zoals smartphones, terwijl multi-antennetechnologie de capaciteit van het basisstation kan verdubbelen (precieze straal gebaseerd op meerdere antennes kunnen interferentie onder controle houden).

Daarom vereist de snelle ontwikkeling van 5G de voortdurende evolutie van FDD naar 8T8R, Massive MIMO en andere technologieën met meerdere antennes.Naar de mening van de auteur zal 8T8R de toekomstige constructierichting van het 5GFDD-netwerk zijn om “zowel ervaring als dekking” te bereiken, om de volgende redenen.

Ten eerste is 3GPP vanuit een standaardoogpunt in elke versie van het protocol verbeterd, waarbij volledig rekening is gehouden met terminal-multi-antennes.De R17-versie zal de terminalcomplexiteit verminderen en de terminalkanaalstatus testen via fase-informatie tussen de upstream- en downstream-banden van het basisstation.De R18-versie voegt ook uiterst nauwkeurige codering toe.

De implementatie van deze standaarden vereist dat minimaal 5G FDD-basisstations over 8T8R-antennetechnologie beschikken.Tegelijkertijd hebben de R15- en R16-protocollen voor het 5G-tijdperk hun prestaties en ondersteuning voor 2,1 g 2CC CA met grote bandbreedte aanzienlijk verbeterd.De R17- en R18-protocollen zullen ook de voortdurende evolutie van FDD Massive MIMO aansturen.

Ten tweede kunnen de 4R (vier ontvangstantennes) van smartphones en andere terminals vanuit terminaloogpunt de capaciteit van het 2,1g 8T8R-basisstation vrijmaken, en wordt 4R de standaardconfiguratie van 5G mobiele telefoons, die kunnen samenwerken met de netwerk om de waarde van meerdere antennes te maximaliseren.

In de toekomst zijn 6R/8R-terminals in de industrie uitgerold en is de huidige technologie gerealiseerd: de 6-antenne-layouttechnologie is gerealiseerd in de hele terminalmachine en de reguliere basisband 8R-protocolstack is ondersteund in de terminal-basisbandprocessor.

Het relevante witboek van China Telecom en China Unicom beschouwt 5G 2.1g 4R als een verplichte mobiele telefoon, waarbij alle 5G FDD mobiele telefoons op de Chinese markt Sub3GHz 4R moeten ondersteunen.

Wat de terminalfabrikanten betreft, hebben reguliere mobiele telefoons uit het midden- en hogere segment 5G FDD middenfrequentie 1,8/2,1g 4R ondersteund, en toekomstige reguliere 5G FDD mobiele telefoons zullen Sub 3GHz 4R ondersteunen, wat standaard zal zijn.

Tegelijkertijd is de netwerkuplinkcapaciteit het belangrijkste voordeel van FDD 5G.Volgens de test is de uplink-piekervaring van 2,1 g 2T-terminals met grote bandbreedte (2 zendantennes) groter dan die van 3,5 g-terminals.Er kan worden voorspeld dat, gedreven door de concurrentie op de terminalmarkt en de vraag van operators, in de toekomst meer high-end mobiele telefoons uplink 2T in de 2,1g-band zullen ondersteunen.

Ten derde komt, vanuit ervaringsperspectief, 60% tot 70% van de huidige vraag naar mobiele stroom van binnenuit, maar de zware cementmuur binnenin zal het grootste obstakel worden voor het Acer buitenstation om binnendekking te bereiken.

De 2,1g 8T8R-antennetechnologie heeft een sterk penetratievermogen en kan binnendekking van ondiepe woongebouwen bereiken.Het is geschikt voor diensten met lage latentie en geeft operators meer voordelen bij toekomstige concurrentie.Bovendien wordt, vergeleken met de traditionele 4T4R-cel, de capaciteit van de 8T8R-cel met 70% verhoogd en wordt de dekking met meer dan 4dB vergroot.

Ten slotte is de 8T8R-antennetechnologie enerzijds vanuit het perspectief van de exploitatie- en onderhoudskosten de beste keuze voor zowel stedelijke uplinkdekking als landelijke downlinkdekking, omdat deze het voordeel heeft van iteratie en niet binnen tien jaar hoeft te worden vervangen. nadat de exploitant heeft geïnvesteerd.

Aan de andere kant kan de 2,1g 8T8R-antennetechnologie 30%-40% van het aantal locaties besparen in vergelijking met de aanleg van 4T4R-netwerken, en er wordt geschat dat de TCO in zeven jaar tijd meer dan 30% kan besparen.Voor operators betekent de vermindering van het aantal 5G-stations dat het netwerk in de toekomst minder energieverbruik kan realiseren, wat ook in lijn is met de Chinese ‘dual carbon’-doelstelling.

Het is vermeldenswaard dat de luchtbronnen van het huidige 5G-basisstation beperkt zijn en dat elke operator slechts één of twee polen in elke sector heeft.De antennes die de 8T8R-antennetechnologie ondersteunen, kunnen worden geïntegreerd in de 3G- en 4G-antennes van het live netwerk, waardoor de locatie aanzienlijk wordt vereenvoudigd en de locatiehuur wordt bespaard.

3. FDD 8T8R is geen theorie

Operators hebben het op verschillende plaatsen getest

FDD 8T8R multi-antennetechnologie is commercieel ingezet door meer dan 30 operators over de hele wereld.In China hebben veel lokale operators ook de commerciële validatie van 8T8R afgerond en goede resultaten behaald.

In juni van dit jaar voltooiden Xiamen Telecom en Huawei de opening van 's werelds eerste gezamenlijke innovatiesite voor 4/5G dual-mode 2.1g 8T8R.Uit de test blijkt dat de dekkingsdiepte van 5G 2.1g 8T8R met meer dan 4 dB is verbeterd en dat de downlinkcapaciteit met meer dan 50% is toegenomen in vergelijking met de traditionele 4T4R.

In juli van dit jaar sloegen het China Unicom Research Institute en Guangzhou Unicom de handen ineen met Huawei om de verificatie van de eerste 5G FDD 8T8R-locatie van de China Unicom Group in het Outfield van Guangzhou Biological Island te voltooien.Gebaseerd op de FDD 2.1g 40MHz bandbreedte, verbetert de veldmeting van 8T8R de dekking van 5dB en de capaciteit van de cel met maximaal 70% vergeleken met de traditionele 4T4R-cel.