4月29日专稿(蒋均牧)频谱是无线产业发展的基石,也是运营商最宝贵的资产。频谱资源有限、人们的需求却无限,提升频谱利用效率的努力,贯穿了每一个移动通信代际。
随着5G全球商用的连连提速、新业务的不断涌现,频谱需求急剧膨胀,“全频段走向5G(All bands to 5G)”成为一个主流方向;与此同时,5G的多频也带来了组网和管理上的挑战,能否将多个频段高效协同起来,将决定5G未来之路走得顺利与否。所幸的是,已经有不少人就此展开了研究,华为SingleRAN团队即是其中一支重要的力量。
自华为2008年在德国O2项目中成功交付了全球第一张GSM和UMTS融合的SingleRAN网络以来,这种多制式、多频段一张网的架构理念成为了全球运营商的共同选择。那么面对更具挑战性的“全频段走向5G”,他们又有怎样的思考?
“智能化”,是华为无线网络SingleRAN产品线总裁姜旭冬给出的答案。他在2022年华为全球分析师大会期间的采访中,向C114解读了当下的行业趋势以及华为的创新主张。在姜旭冬和他的团队构想中,未来不同频段的频谱可以如同搭积木一般,根据不同的场景和意图灵活组合,或将零散的频谱聚合为大带宽以提升用户体验,并且这个过程无需人工干预、“一键可得”。
从单频段高效到整网高效
5G的商用进程之快无疑超出了所有人的想象,过去一年中,拉丁美洲和撒哈拉以南非洲等地也都推出了5G商用服务,意味着5G足迹已遍布世界各地。
截至2021年底,全球已有200多张5G网络正式商用,开通超过210万个5G站点,5G联接总数突破6.4亿,已发布的5G终端也超过了1200款。更重要的是,5G与社会、经济、民生的融合日益加深,极大地丰富了人们的数字生活、助力数字经济高速发展,并让社会变得更加包容。
5G产业的发展壮大,离不开频谱资源的支撑。GSMA多次发出呼吁,指出要充分释放5G的潜力,移动行业需要拥有2GHz的可用中频频谱;如果没有频谱方面的相关限制的话,5G在2030年将带来9610亿美元的全球经济价值。而将Sub-6GHz频谱用于国际移动通信系统(IMT),也得到了整个产业界以及不少政策制定者的支持。
除了获取更多频谱和频谱重耕外,提升频谱利用效率是另一个途径,且是无线网络代际演进的核心任务。姜旭冬举例说,TDD新频大带宽的引入、Massive MIMO等关键技术的应用,大幅提高了频谱效率,使5G体验十倍于4G的承诺得以兑现。
他进一步指出,以往的技术创新方向,大都聚焦于提升单个频段自身的频谱效率。如今是时候将注意力放在整网频谱效率上,即通过最大化整网的频谱价值,把既有的频谱用得更好。
“一张无线网络是多个频段共同构成的,而且不同的频段有不同的特点,所以多个频段的协同配合和统筹使用对于整网的频谱效率提升至关重要。”姜旭冬告诉C114。
5G时代的多频挑战
实际上,5G网络部署也正在由单一频段逐渐走向多频段。中国移动和中国广电的2.6GHz+700MHz组网、中国电信和中国联通的3.5GHz+2.1GHz组网,乃至中东、西欧等5G先发市场上的迹象,都可作为佐证。
不过5G时代的多频较之以往代际的多频场景有着截然不同的特点,由此带来了不小的挑战。
姜旭冬剖析称,首先,5G频段更多,将来新频更高。一方面,FDD存量频段将会持续演进到5G制式,与TDD互补协同;另一方面,5G未来可能会引入Sub-6GHz,以及毫米波(mmWave)新频。最终一张网络可能会涉及到超过15个频段,管理如此多频段的频谱,难度前所未有。
其次,5G频段间能力差异更大。5G的一大关键之举是引入了C-Band大带宽,作为TDD频段其上下行带宽通过时隙配比来分配,下行带宽远大于上行;FDD频段的上下行带宽对称,能力相当。此外,C-Band的上下行覆盖能力也有所不同,利用Massive MIMO技术下行覆盖好;FDD频段偏低频,整体覆盖能力更优。
最后,5G时代的基站组网更复杂。5G FDD与TDD频段的基站不再是简单同站同覆盖部署,大量的多频异构组网会带来新的挑战,比如多频切换次数增加,对整网性能带来更大影响;随着高频频段的引入,未来采用高频频段的5G站点也会更为密集。同时,多天线技术的应用,例如C-Band上普遍部署的64T64R Massive MIMO,为网络带来了立体波束的能力,而如何做好多频多波束的调度,成为了一个新的产业焦点。
“+智能”将是破局之道
提到多频协同,或许许多业内人士脑海中第一个浮现起的念头就是“载波聚合(CA)”,但要解决5G时代的多频挑战,远不止传统的载波聚合那么简单。
基于华为对全球市场的洞察和对5G多频网络特点的深入研究,姜旭冬向C114梳理了三大创新方向,而“+智能”是这些方向共同的主题。
第一个方向是多频智聚,核心理念是频谱聚零为整。其中包含传统的载波聚合解决方案,同时又创新性地更进一步。旨在智能灵活地将零散的FDD频谱聚零为整,向TDD的大带宽能力看齐,以提升频谱效率和用户体验。
第二个方向是多频智选,核心理念是频段优势互补。这尤其会体现在频段能力差异较大的多频组网情况下,比如TDD+FDD多频组网这一典型场景。简而言之,就是通过智能算法来选择载波,以FDD频段协助TDD的上行,将TDD的下行大带宽能力充分发挥出来; 反过来,以TDD频段协助FDD,利用TDD全面吸收中近点话务,利用FDD低频提升室内深度覆盖的用户体验,从而“让黄金频谱用在刀刃上”。
第三个方向是多频智优,核心理念是网络多维寻优。5G时代,无线网络呈现出多频段多制式多站的复杂组网特征,同时也要考虑多用户多波束乃至多意图。华为希望通过智能化来综合网络的各种因素,达到整网最优的最终效果。
“智能化是无线网络未来发展的必经之途,在破解5G多频挑战上将发挥很大的作用,也还有很多工作可以去做。我们在前进过程中会不断将创新成果融入解决方案,帮助运营商最大化频谱利用效率,引领业界走向5Gigaverse和5Green的新纪元。”在发言的最后,姜旭冬这样总结道。而我们也相信,在华为等产业界各方的共同推动下,智能将成为5G网络新的底色,“全频段走向5G”的远景也将更快实现。
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