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全频段迈向5G,华为是怎么做到的?

网优雇佣军 | 通信路上,一起走! 2022/10/31 20:06

与前几代不同,5G有一个更大的梦想叫Band-Agnostic,即5G不是为特定频谱开发的技术,它是适用于所有类型频谱的技术标准。

换句话讲,随着5G网络不断发展,5G不仅将从TDD中频段向更多新频段扩展,还会重耕2/3/4G使用的FDD存量频段,最终实现全频段迈向5G。

到今天,5G商用三年来,随着网络覆盖、用户规模和应用快速发展,5G网络建设已从初期以TDD中频段为主,逐步走向TDD+FDD融合组网模式,可以说已开启了全频段迈向5G的第一步。

但前方的路并不好走,充满着重重挑战。比如,重耕碎片化的FDD频段会让本已拥挤的天面空间更加紧张,毫米波覆盖能力和移动性相对差,会导致网络建设、维护难度和成本加剧。

如何铺平通往全频段5G梦想之路?在2022全球移动宽带论坛期间,华为ICT产品与解决方案总裁、华为无线网络产品线总裁杨超斌发布了支撑全频段走向5G的One 5G理念和全系列解决方案,对此作出了回答。

800MHz MetaAAU“通吃”C波段

“全新的800MHz MetaAAU产品,单模块满足当前C-Band建设与未来新频发放的极简部署。”在大会上,杨超斌首先推出了华为最新MetaAAU产品。

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众所周知,Massive MIMO产品是5G商用早期的头号功臣,它补齐了TDD中频段的覆盖短板,提升了频谱效率。过去短短三年来,为满足运营商不断发展的建网需求,华为Massive MIMO产品先将支持频宽从200MHz提升到400MHz,接着推出了业界唯一支持超大规模天线阵列的MetaAAU,可在配置更低发射功率的前提下达到与上一代产品相同的覆盖能力,实现性能和能效双提升。

那本次800MHz MetaAAU产品又将给5G网络发展注入怎样的新力量?在媒体圆桌会上,华为无线网络产品线副总裁甘斌对此进行了详细解答。当前,随着5G用户和业务加速发展,全球领先市场正着手释放更多C-band频谱资源,将5G中频段从3.4-3.8GHz向3.8-4.2GHz扩展。但由于频谱拍卖和历史分配遗留问题等原因,有些运营商在C-band上获得的频谱资源可能是不连续的,最极端的情况是获得3.4-3.5GHz和4.1-4.2GHz频段,分别分布在C-band的两头。在这种情况下,如果Massive MIMO产品不支持C-band全部800MHz频宽,就只能采用两套甚至多套设备建网,不仅建网成本高,建网难度大,还会因铁塔天面空间受限而无法实施。而如今华为推出800MHz MetaAAU,通吃整个C波段,刚好解决了以上问题。

说到天面空间受限, MetaAAU还与华为Blade技术结合,组成最新的Meta BladeAAU产品,实现一根抱杆收编整个C-band和Sub 3GHz全频段,从而进一步减少天面空间和铁塔租金。

Blade是华为在2019年推出的创新技术,该技术并非简单地将有源天线和无源天线硬拼在一起,而是采用了一种叫“透明天线”的黑科技,通过内部高度集成有效控制了设备尺寸,可让设备部署更简单高效。

超宽频多天线高效整合FDD存量频段

FDD存量频段过去用于2/3/4G,相比为5G新分配的C-band,存在频谱碎片化、频谱带宽更窄的特征,比如,很多运营商在700MHz、800MHz和900MHz频段上拥有的频谱带宽分别只有10M左右,在1.8GHz和2.1GHz频段上也不过20至40M,这让5G重耕这些频段面临不少挑战。

首先是部署挑战,如果为每一段碎片化频谱新建一套设备,会面临天面空间受限、部署难度大、建设和运维成本高等问题;其次是性能挑战,在一些用户密集场景,窄带宽难以满足容量需求;再者,考虑未来2/3/4G会与5G共存一定时间,甚至一些区域在5G带动下4G流量仍在持续增长,重耕部分FDD频谱后,还需保障2/3/4G网络体验依然良好。

为解决以上挑战,华为推出了超宽带4T4R RRU、1.8GHz和2.1GHz双频合一8T8R RRU、FDD M-MIMO、FDD BladeAAU多套产品和解决方案。

超宽带4T4R RRU主要有两大优势:一是一套设备同时支持700~900MHz及1.8~2.6/1.4GHz多频网络,意味着原来运营商可能需要6套设备来部署这些频段,现在只需要2套就够了;二是创新引入了动态功率共享技术,支持不同频段间的毫秒级功率共享,支持4*160W发射功率,可在保障2/3G网络覆盖能力不变的同时,降低总体功耗。

1.8GHz和2.1GHz双频合一8T8R RRU支持8*60W发射功率,引入了AHR Turbo创新技术,支持高精度波束赋形,可实现4G容量1.5倍提升,5G覆盖3dB提升和容量3倍提升;并可与华为创新开发的赫兹平台结合,通过引入SDIF(直通馈电)创新架构,降低射频电缆损耗,实现能耗降低。

针对FDD频谱带宽较窄、容量较低问题,华为早在2020年就推出了业界首款支持1.8GHz和2.1GHz的FDD Massive MIMO产品。目前该产品已在全球超过70张网络中规模商用,并已验证可提升4G网络容量3倍,5G容量5倍。

如今,华为将FDD M-MIMO与Blade技术结合,又推出了业界首个FDD BladeAAU方案,可将FDD M-MIMO有源天线和Sub 3GHz无源天线集于一体部署在单根抱杆上,进一步简化网络部署。

智能管理多频段网络

随着5G走向全频段,使用的频谱类型越来越多,使能的业务也越加丰富多样,网络还需拥抱智能化来实现全频段高效协同,并提升服务体验、运维效率和网络能效。为此,华为提出了IntelligentRAN,基于分层的创新架构,帮助运营商降低网络运维成本,使能网络能力开放,创造更多商业机会。

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IntelligentRAN具体能带来什么好处?甘斌举了三个例子。比如,在运维方面,IntelligentRAN利用AI、大数据等技术,可通过历史经验沉淀和对海量多维数据进行分析,快速定位根因,并滤除大量无效告警和工单,已帮助亚太和欧洲一些客户将网络告警派单量降低90%,大幅提升了运维效率。

在网络性能提升方面,IntelligentRAN可通过业务预测给出最优的网络策略,比如在TDD+FDD多频组网模式下,当用户移动到TDD小区边缘时,TDD上行性能变差但下行依然良好,此时可以通过智能化预测用户的业务特点,若业务以上行为主,则将之快速切换到上行性能更好的FDD频段上;同时,在进行切换决策时,还能通过预测目标小区的信道质量变化趋势,确保切换后用户体验保持良好。

在网络节能方面,IntelligentRAN可通过多频段间高效协同,根据网络运行状况实时自动生成和执行精准的载波关断、符号关断等节能策略,可在不影响网络性能的前提下实现网络节能最大化。

此外,针对偏远农村场景难通传输、市电不稳、建设和维护成本高等问题,华为推出了RuralLink解决方案,可通过一个RRU加一根天线即可为农村提供三扇区网络覆盖,通过微波前传实现免BBU极简部署,仅需6块太阳能板即可为站点供电,并支持远端运维。

从以上不难看出,华为之所以能将全频段迈向5G这个行业梦想率先照进现实,根本原因无非是其始终聚焦运营商网络建设和运维痛点进行持续技术创新。而值得注意的是,在这些创新技术中,我们还看到了不少5.5G技术的影子,这也让5G未来技术发展更加明朗化。

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