從組網(wǎng)角度看,5G時代與過去有什么不同?
從2G到4G時代,運營商最初都是圍繞單一頻段建網(wǎng),比如2G時代以900MHz為主力頻段布建GSM網(wǎng)絡(luò),4G時代以FA頻段、1.8GHz為主力頻段布建LTE網(wǎng)絡(luò)。
但進入5G時代,為了保障網(wǎng)絡(luò)覆蓋與體驗兼優(yōu),全球運營商多采用TDD中高頻段+FDD低頻段混合組網(wǎng)的方式,以FDD低頻段為基礎(chǔ)覆蓋層,以TDD中高頻段為容量層和熱點覆蓋,以“多頻一張網(wǎng)”布建廣覆蓋、大帶寬的5G NR網(wǎng)絡(luò)。比如中國移動正以FDD 700MHz+TDD 2.6GHz、中國電信和中國聯(lián)通正以FDD 2.1GHz+TDD 3.5GHz部署全網(wǎng)連續(xù)覆蓋的5G網(wǎng)絡(luò)。
不必解釋,相比過去單頻組網(wǎng)方式,這種TDD+FDD多頻組網(wǎng)模式必然會給運營商在建網(wǎng)效率、部署和運維成本等方面帶來新的挑戰(zhàn):
· 對于新引入的TDD中頻段,一方面由于頻段更高、覆蓋能力更弱,如何通過創(chuàng)新技術(shù)持續(xù)增強覆蓋能力?另一方面,大帶寬、大流量會帶來更高的站點能耗,如何構(gòu)建一張綠色低碳的網(wǎng)絡(luò)?
· 對于FDD存量頻段,既要向5G新技術(shù)升級,又要保障4G網(wǎng)絡(luò)性能,如何兼顧兩者實現(xiàn)4G/5G雙收益?FDD存量頻段多以10MHz、20MHz小帶寬的形式碎片化分布,如何高效利用這些碎片化頻譜?
2月21日,在“華為無線創(chuàng)新產(chǎn)品與解決方案發(fā)布會暨MWC2022預(yù)溝通會”上,華為無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線副總裁、首席營銷官甘斌就“創(chuàng)新永恒,共建5Gigaverse社會”進行主題發(fā)言,發(fā)布了華為無線最新產(chǎn)品與解決方案——TDD第三代Massive MIMO產(chǎn)品和FDD超寬帶多天線系列產(chǎn)品,對以上問題給出了全新的解決之道。
第三代TDD M-MIMO產(chǎn)品 網(wǎng)絡(luò)性能與綠色節(jié)能雙提升
MetaAAU,引領(lǐng)TDD M-MIMO創(chuàng)新方向
TDD大帶寬+Massive MIMO,是大家熟知的5G NR網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵特征?;仡欉^去,從2014年4G時代面向容量場景逐步引入64通道、128天線陣列,到5G商用初期升級為192天線陣列,TDD M-MIMO產(chǎn)品已經(jīng)歷兩代發(fā)展,覆蓋能力不斷增強,網(wǎng)絡(luò)體驗持續(xù)提升,為全球5G規(guī)模商用立下了汗馬功勞。
那如今進入2022年TDD M-MIMO的產(chǎn)品能力將如何進一步提升?華為第三代TDD M-MIMO產(chǎn)品MetaAAU已開辟創(chuàng)新新方向——網(wǎng)絡(luò)性能與綠色節(jié)能雙提升。
基于射頻開關(guān)、濾波器、材料、算法等軟硬件技術(shù)的長期積累,在保證重量、體積足夠小的前提下,MetaAAU業(yè)界率先將天線陣列數(shù)從192升級到384,實現(xiàn)了從大規(guī)模天線陣列到超大規(guī)模天線陣列的跨越。
甘斌介紹,MetaAAU已在北京、杭州、廈門、天津、成都等多地完成商用驗證,實測顯示,相比第二代64T產(chǎn)品,其覆蓋能力提升了3dB,網(wǎng)絡(luò)體驗提升了30%以上。
值得一提的是,由于MetaAAU的天線口徑更大、通道更多,提升了TDD中頻段的上行覆蓋短板,即使在功率降低一半的情況下,也能保證與前一代產(chǎn)品相同的覆蓋能力,從而能在覆蓋和容量能力不變的前提下,實現(xiàn)設(shè)備能耗降低30%。
再來回顧一下M-MIMO的發(fā)展歷程。第一代M-MIMO產(chǎn)品主要面向4G熱點場景,為提升容量而生。第二代M-MIMO產(chǎn)品主要面向TDD中頻段覆蓋短板和網(wǎng)絡(luò)大容量需求,為提升覆蓋和容量而設(shè)計。那如今面向綠色低碳主旋律,第三代M-MIMO產(chǎn)品當然還需在繼續(xù)增強覆蓋能力和容量的同時進一步提升能效。如此看來,華為MetaAAU正引領(lǐng)和代表了業(yè)界TDD M-MIMO產(chǎn)品的創(chuàng)新方向。
第三代64T超寬頻產(chǎn)品,極簡支持共建共享部署
頻譜碎片化是制約不少海外運營商5G部署速度和成本的主要挑戰(zhàn)。以歐洲某市場為例, A運營商在3.4G上獲得40MHz帶寬,B運營商在3.6G上擁有60MHz帶寬,C運營商在3.8G上擁有90MHz帶寬,在3.4GHz至3.8GHz 的400MHz帶寬的頻譜范圍內(nèi),三家運營商的5G頻段是不連續(xù)的。如果這三家運營商要共建共享5G網(wǎng)絡(luò),若AAU僅支持200MHz帶寬,則至少需部署兩個AAU。這不但會加劇天面空間緊張,甚至導(dǎo)致工程無法實施,而且兩套設(shè)備獨立功率發(fā)射,還會增加站點功耗。
針對以上痛點,華為第二代M-MIMO產(chǎn)品已實現(xiàn)支持400MHz大帶寬,幫助運營商簡化了碎片化頻譜建網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上,如今華為又推出了支持400W發(fā)射功率、400MHz大帶寬第三代MetaAAU產(chǎn)品,不僅能滿足運營商共建共享需求,大幅降低部署成本,由于400MHz帶寬支持功率動態(tài)共享,還能有效降低站點能耗。
BladeAAU再升級,靈活通吃全頻段
為幫助運營商節(jié)省天面空間,簡化網(wǎng)絡(luò)部署,華為早在2019年就推出了業(yè)界首個BladeAAU,將5G有源AAU與支持多頻段的無源天線集于一體,實現(xiàn)了一根抱桿收編Sub 6GHz全頻段。
2021年,華為又推出了BladeAAU 2.0產(chǎn)品,不僅有源部分從支持32T32R升級到支持64T64R,還能靈活支持全頻段、全系列。在全頻段方面,可靈活支持不同頻段的組合,既能支持2.3/2.6/3.5/4.9GHz TDD Massive MIMO有源模塊組合,也能支持1.8GHz和2.1GHz FDD Massive MIMO有源模塊組合。在全系列方面,可根據(jù)運營商天面實際情況,靈活提供1.5m/1.7m/2m的天線尺寸系列。
目前,已有多家海外運營商對BladeAAU進行了測試和商用部署。從測試結(jié)果看,以前每個扇區(qū)分別部署支持700MHz/900MHz、1.8GHz/2.1GHz、2.3GHz和3.5GHz的四面天線,一個站點上總共掛了12面天線,而采用BladeAAU將所有頻段集于一體后,只需3個天面即可,從而大幅節(jié)省了天面空間,極大提升了5G網(wǎng)絡(luò)部署效率。
FDD存量頻譜走向超帶寬多天線 實現(xiàn)4G/5G雙收益
相對于新增的TDD中高頻段,存量FDD頻段帶寬更小,尤其在海外市場,由于頻譜拍賣等歷史原因,運營商手中的FDD低頻段大多為10MHz、20MHz小帶寬,且存在頻譜不連續(xù)、碎片化問題。如何最大化利用這些碎片化的FDD存量頻譜來滿足綠色、大帶寬的5G時代網(wǎng)絡(luò)新訴求?
從2G時代的Sub 1GHz發(fā)展到4G時代的Sub 3GHz,F(xiàn)DD存量頻率越來越高,無線信號的覆蓋能力越來越弱,如今進入5G時代又該如何補齊Sub 3GHz與Sub 1GHz之間的覆蓋差距,實現(xiàn)4G/5G覆蓋和容量雙提升?
面對這些問題,華為早在2020年就提出“多天線技術(shù)從TDD擴展到FDD、從中頻段擴展到全頻段”的創(chuàng)新路線,并在業(yè)界率先推出了支持FDD多頻段的4T4R/8T8R/Massive MIMO系列化產(chǎn)品。
創(chuàng)新不止,在本次發(fā)布會上,華為再次帶來了多個業(yè)界領(lǐng)先的FDD產(chǎn)品,包括業(yè)界最輕真寬頻4T4R產(chǎn)品、業(yè)界首款高功率超寬頻8T8R、業(yè)界唯一可規(guī)模商用的FDD MM和業(yè)界唯一支持FDD 8T的高能效赫茲平臺。
業(yè)界最輕真寬頻4T4R產(chǎn)品
甘斌介紹,華為真寬頻4T4R產(chǎn)品支持700MHz+800MHz+900MHz或1.8GHz+2.1GHz+2.6/1.4GHz 三頻,功率最高為4*160W,重量業(yè)界最輕,僅為25公斤。
為什么叫“真”寬頻?
目前業(yè)界的三頻產(chǎn)品采用“內(nèi)拼”方式,即把三個模塊拼裝在一起,彼此互不協(xié)同,每頻各自以最大功率發(fā)射。而華為的做法是將三頻真正集于一體,集成度更高,且三頻之間可動態(tài)共享功率,從而能實現(xiàn)重量最輕,可采用自然散熱方式,相比內(nèi)拼方式還能降低30%的功耗。
在實際商用部署中,芬蘭運營商DNA采用華為真寬頻4T4R產(chǎn)品,將過去800MHz、900MHz和1800MHz三頻4G網(wǎng)絡(luò)搬遷升級為包括700MHz/800MHz/900MHz和1800MHz/2100MHz的五頻網(wǎng)絡(luò)后,容量提升了2.8倍,能耗下降了11%,真正做到了性能和節(jié)能雙收益。
業(yè)界首款高功率超寬頻8T8R
繼2021年發(fā)布支持40W發(fā)射功率的8T8R RRU產(chǎn)品后,華為今年又推出了業(yè)界唯一支持60W高功率、支持1.8GHz+2.1GHz超寬頻的8T8R產(chǎn)品。海外運營商實測顯示,在1.8GHz頻段上,該產(chǎn)品通過多通道、天線和算法等創(chuàng)新技術(shù),覆蓋能力可對齊900MHz 2T2R,4G容量可實現(xiàn)提升1.6倍,5G容量提升3倍。
業(yè)界唯一可商用的FDD M-MIMO
華為早在2020年就推出了業(yè)界唯一可商用的FDD M-MIMO產(chǎn)品,其支持32T32R,發(fā)射功率達320W,幅面寬度小于500毫米,相比LTE 4T4R,可提升4G增益3倍,5G增益5倍。
如今,該產(chǎn)品全球累計發(fā)貨已超過15000片,已成為一些還未獲得5G TDD新頻段、亟需通過FDD存量頻段提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量的海外運營商手中的殺手锏裝備。以已建成全球規(guī)模最大的FDD MM網(wǎng)絡(luò)的巴西TIM為例,盡管該運營商擁有的FDD頻譜資源比競爭對手少30%,但通過華為FDD M-MIMO連片規(guī)模組網(wǎng),實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)體驗反超對手。
業(yè)界唯一支持FDD 8T的高能效赫茲平臺
除了在AAU、RRU等有源部分引入大量創(chuàng)新技術(shù)提升能效外,華為還創(chuàng)新性地推出了業(yè)界唯一支持FDD 8T高能效赫茲平臺,推動天線升級換代,將綠色節(jié)能的理念進一步從有源部分拓展到無源部分。
無源天線還能做到綠色?通信工程師們都知道,RRU和天線之間通過多根射頻電纜連接,當發(fā)射信號從RRU發(fā)送到天線時,這些射頻電纜會帶來一定的射頻損耗。而華為高能效赫茲平臺引入了SDIF(直通饋電技術(shù)),在天線里面實現(xiàn)Zero Cable,可降低損耗1dB,從而可降低RRU發(fā)射功率,提升15%的能效。同時,該平臺還引入高精度陣列技術(shù),讓波束更精準,信號能量更集中,能進一步降低波束間的干擾,從而又能提升10%的能效。
此外,面向室外補盲補熱和室內(nèi)覆蓋場景,華為也基于TDD與FDD雙網(wǎng)多頻協(xié)同的理念,面向街道、居民區(qū)等場景已推出FDD與TDD雙頻合一的桿站產(chǎn)品EasyMacro 3.0和BookRRU 3.0,面向室內(nèi)場景已推出支持1.8GHz+2.1GHz+C波段的室內(nèi)分布式Massive MIMO產(chǎn)品LampSite。
對于桿站和室內(nèi)場景,站址空間狹小,很難實現(xiàn)TDD、FDD各頻段獨立部署,TDD+FDD多頻合一的產(chǎn)品無疑可幫助運營商極簡、快速部署全場景覆蓋的5G網(wǎng)絡(luò)。
在本次發(fā)布會上我們看到,從推出第一代M-MIMO產(chǎn)品,到支持400MHz超寬頻的TDD M-MIMO產(chǎn)品,到收納Sub 6GHz全頻段的BladeAAU Pro,到第三代MetaAAU,再到規(guī)模商用的FDD M-MIMO……華為用活生生的產(chǎn)品能力和商用案例證明了其在無線領(lǐng)域獨占鰲頭的創(chuàng)新能力和速度。篤行不輟,未來可期。甘斌展望,第三代Massive MIMO產(chǎn)品和FDD超寬帶多天線系列產(chǎn)品已實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)性能和綠色節(jié)能雙提升,未來華為面向大帶寬多天線的創(chuàng)新腳步不會停歇,將持續(xù)助力運營商建設(shè)優(yōu)質(zhì)綠色的5G網(wǎng)絡(luò)。