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5G革命的三大利器 愛我你怕了嗎?

5G革命的三大利器 愛我你怕了嗎?

2017/7/3 9:46:44

本次MWC上海以“勢(shì)在人為”為主題,展示了移動(dòng)通信技術(shù)革命浪潮將如何驅(qū)動(dòng)全球機(jī)遇與創(chuàng)新,乃至重塑世界。大會(huì)期間,華為5G產(chǎn)品線總裁楊超斌分享了最新的華為5G技術(shù)與垂直行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)展,于是腦海里浮現(xiàn)出5G的三大革命路線,交織延伸,通向未來(lái)。

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打破上下行不平衡的革命

從1G到4G,蜂窩通信技術(shù)都是按單頻段進(jìn)行設(shè)計(jì)的,F(xiàn)DD頻段上下行成對(duì),TDD上下行共用一段頻段,總之,手機(jī)與基站在上下行方向上是綁定在一起的,不可分割。


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但是,這種設(shè)計(jì)一直存在一個(gè)問題——上下行不平衡。

宏基站的發(fā)射功率可以達(dá)到上百瓦(50dBm),而手機(jī)的發(fā)射功率僅在毫瓦(20dBm)級(jí)別。手機(jī)發(fā)射功率太小,這是覆蓋的短板,限制了小區(qū)覆蓋范圍。為此,我們不得不想辦法來(lái)彌補(bǔ)覆蓋差異,例如孫正義發(fā)布高功率終端(HPUE)來(lái)改善上行,或者通過(guò)增加基站側(cè)天線的接收增益來(lái)補(bǔ)償上行鏈路。

但到了5G時(shí)代,使用的頻段越來(lái)越高,加上基站側(cè)因規(guī)模陣列天線增益(Massive MIMO)、TDD模式下時(shí)隙配比差異,將會(huì)導(dǎo)致這種上下行覆蓋不平衡的現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重,網(wǎng)絡(luò)投入成本遇到前所未有的挑戰(zhàn)。

為此,5G將引入一項(xiàng)新技術(shù)——上下行解耦。

因此,在今年的3GPP會(huì)議上,華為與業(yè)界合作伙伴共同提出了通過(guò)上下行解耦,以實(shí)現(xiàn)5G 3.5GHz能與現(xiàn)網(wǎng)LTE中低頻共站部署同覆蓋的目標(biāo)。

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對(duì)于上下行解耦,個(gè)人的理解是,網(wǎng)絡(luò)可對(duì)上行和下行獨(dú)立管理,舉個(gè)例子,一個(gè)3.5GHz和1.8GHz同站站點(diǎn),5G下行通過(guò)3.5GHz頻段發(fā)送數(shù)據(jù),而5G上行則通過(guò)1.8GHz替代3.5GHz接收數(shù)據(jù),這種方式可有效消除3.5GHz上行瓶頸,拓展3.5GHz整體覆蓋。該方案主要有兩個(gè)技術(shù)關(guān)注點(diǎn):

1)1.8GHz頻段上行主要為LTE使用,如何實(shí)現(xiàn)用1.8GHz承載5G上行?

對(duì)于1.8GHz上行資源,可通過(guò)頻譜資源共享實(shí)現(xiàn)5G和LTE并存, 由于LTE FDD頻段上行資源較為空閑,因此可根據(jù)LTE FDD空閑程度靈活分配給5G上行使用,如此在提升3.5GHz整體覆蓋的同時(shí)還可提升FDD頻段的頻譜利用率,一舉兩得。

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▲非華為公開資料,僅個(gè)人理解

2)網(wǎng)絡(luò)和終端如何實(shí)現(xiàn)不同頻段間的上下行數(shù)據(jù)解耦?

如果是3.5GHz和1.8GHz同站部署,實(shí)現(xiàn)上不同頻段的上下行解耦應(yīng)該不是難事,關(guān)鍵在于上行不同頻段間的切換和終端配合,當(dāng)手機(jī)處于3.5GHz上行覆蓋區(qū)域時(shí),可選擇在3.5GHz發(fā)送上行數(shù)據(jù),當(dāng)手機(jī)脫離3.5GHz上行覆蓋時(shí),可選擇切換到1.8GHz發(fā)送上行數(shù)據(jù)。相信如果上下行解耦技術(shù)一旦在3GPP標(biāo)準(zhǔn)中被定義,終端支持本特性那是遲早的事情。

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▲非華為公開資料,僅個(gè)人理解

如果按照上面的理解,假設(shè)站點(diǎn) A為3.5GHz,站點(diǎn) B為1.8GHz,下行數(shù)據(jù)通過(guò)站點(diǎn) A傳送到終端,而上行數(shù)據(jù)通過(guò)站點(diǎn) B傳送到網(wǎng)絡(luò),這樣既解決了上行覆蓋受限的問題,又最大化利用了頻率資源;既享受了3.5GHz高頻段下行容量,又解決了高頻段覆蓋能力不足的問題。

覆蓋和網(wǎng)絡(luò)成本是5G的關(guān)鍵挑戰(zhàn),這不僅解決了覆蓋,還極大的節(jié)省了基站主設(shè)備、土建、租賃成本,可謂一舉多得。

在今年年初,華為與業(yè)界合作伙伴提出了5G上下行解耦方案,以打破上下行綁定與同一頻段的傳統(tǒng)限制。該方案一經(jīng)提出,便在3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議上得到行業(yè)的廣泛支持。 日前,3GPP正在制定詳細(xì)計(jì)劃,完成上下行解耦的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化。

網(wǎng)絡(luò)切片革命

蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)從誕生之日起,一直服務(wù)于手機(jī)。5G面向萬(wàn)物互聯(lián),服務(wù)多樣化,連接數(shù)量成指數(shù)上升,一方面網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越復(fù)雜,甚至是擁堵,另一方面,還要靈活敏捷以應(yīng)對(duì)不同特點(diǎn)、需求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)切片,是蜂窩移動(dòng)通信史上的一次革命,也是5G的必選項(xiàng)。

5G定義了增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(mMTC)和低時(shí)延高可靠物聯(lián)網(wǎng)(uRLLC)三個(gè)不同類型的應(yīng)用場(chǎng)景,那么同一張網(wǎng)絡(luò)里至少要靈活實(shí)現(xiàn)這三大切片。一個(gè)不太恰當(dāng)?shù)谋扔鳎拖窠煌ǚ至鞴芾恚跃徑獬鞘袚矶隆?/span>

網(wǎng)絡(luò)切片是一個(gè)端到端的系統(tǒng)工程,涉及到各種繁雜的網(wǎng)絡(luò)接口配對(duì)、并存的新老舊設(shè)備、編排與自動(dòng)化管理等,相當(dāng)復(fù)雜,極具挑戰(zhàn)。

北京懷柔5G測(cè)試,通過(guò)切片+云化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),華為在同一張網(wǎng)絡(luò)里同時(shí)實(shí)現(xiàn)了eMBB、mMTC和uRLLC三大切片。

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在此次測(cè)試中,100MHz帶寬里面基于5G NR、3GPP框架技術(shù),10分鐘實(shí)現(xiàn)1000多萬(wàn)連接數(shù)/2.88MHz,同時(shí)用戶峰值速率達(dá)到了14Gbps,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延達(dá)到0.4毫秒。這些指標(biāo)是在一個(gè)系統(tǒng)里同時(shí)達(dá)到的。一些指標(biāo)已超出ITU定義的指標(biāo)要求,速率可達(dá)到它的3倍,時(shí)延低一半,連接數(shù)比ITU定義要求多10倍。

生態(tài)革命

只是速率快,是沒有用的。從GPRS的100Kbps到現(xiàn)在的千兆LTE時(shí)代,網(wǎng)速提升了萬(wàn)倍,但過(guò)去10年,全球運(yùn)營(yíng)商的ARPU下降了47%,收入與網(wǎng)速背道而馳,這顯然不是可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。

如果一個(gè)行業(yè)無(wú)法可持續(xù)發(fā)展,一定是生態(tài)出了問題。除了技術(shù)創(chuàng)新,5G要保持旺盛的生命力,一場(chǎng)生態(tài)革命必須同步進(jìn)行。5G是為服務(wù)不同行業(yè)而生,只有廣泛與各行業(yè)、垂直領(lǐng)域合作,共同激發(fā)創(chuàng)新,才能持續(xù)為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值。

以車聯(lián)網(wǎng)為例,2年前華為就開始與慕尼黑工業(yè)大學(xué)、德國(guó)航空航天中心(DLR)等開展了5G自動(dòng)駕駛方面的聯(lián)合研究試驗(yàn)合作,成功實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)編隊(duì)駕駛等未來(lái)車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景技術(shù)的展示。在本次上海世界移動(dòng)大會(huì)期間,在上海嘉定同濟(jì)車聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)區(qū),華為與上海汽車集團(tuán)、中國(guó)移動(dòng)共同完成基于5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程駕駛外場(chǎng)測(cè)試,其利用5G高清視頻實(shí)時(shí)傳送和超低時(shí)延,實(shí)現(xiàn)50km時(shí)速下保障0.1m的剎車距離。

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在未來(lái)的智能制造領(lǐng)域,5G切片網(wǎng)絡(luò)要滿足機(jī)械臂的超低時(shí)延協(xié)同控制、大規(guī)模傳感器監(jiān)控連接、生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)高寬帶應(yīng)用等,連接類型多樣化,需求千差萬(wàn)別。

5G是一場(chǎng)革命。它以技術(shù)為驅(qū)動(dòng),從人與人的連接延伸到萬(wàn)物互聯(lián),從個(gè)人和家庭延伸到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域,進(jìn)而為社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生活帶來(lái)革命性的影響。勢(shì)在人為,創(chuàng)新突破,5G加速,正在一天天走入我們的生產(chǎn)和生活之中。

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