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杨超斌讲述“5G故事”
在2021年9月27日开幕的“中国(北京)国际信息通信展览会”上,5G成为大会的主题,人人都在聊5G,家家参展商都在展示5G,都在显示各自在5G未来应用上的成果——5G已经成为未来10年通信技术应用发展的未来,这是一个不争的事实。
作为中国通信龙头企业的华为公司,义不容辞,在未来通信业发展中当仁不让地承担起了领军的责任。你看,华为公司副总裁、无线网络产品副总裁杨超斌,在大会上,就向与会嘉宾们讲述了5G的故事——讲起了“中国5G的故事”。与其说是“中国5G故事”,倒不如说是华为未来发展的5G宏图。
到目前为止,全球已经有176张5G网络,全球5G用户数已经达到4.9亿,全球5G基站数量已经达到150万,如果我们把5G产业发展速度跟4G做一个比较,也就是说,5G在过去2年时间走完了4G在5年所走的时间。4G是从2009年开始在北欧开始建设,但是一直到2014年,全球用户数才发展到5亿,也是到2014年全球基站数量才超过100万。
为什么有这么大的变化?是因为在中国5G的建设跟4G建设相比,4G是中国在国外开始建了几年以后才开始建,但是5G中国的网络建设走在了世界前面。这是为什么5G产业发展能这么快的主要原因。
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从5G网络建设来看,从全球各个运营商选取的频段主要还是在中频段。因为只有在这些频段,它可以在容量、用户体验速率以及覆盖之间取得比较好的平衡,也只有在这些频段上,才能真正体现出5G网络能力跟4G差异性,这也是为什么目前全球所有运营商基本以这几个频道为基础来建设5G网络。
中国独特的频谱分配,为中国5G网络建设以及未来5G产业发展奠定了基础。在世界上其他国家,基本在分配频谱的时候,每个频段上每个运营商都会拿到一小块。因此如果这个国家有10来个频段,每个运营商在那个国家拿到的频段是几个小块,它很难拿到成片的频段。但是,在中国一共拿到了100张频谱,并且电信、联通网络还是共建共享的。正是频谱分配的策略体现了5G建设的优势。这种频谱分配策略大幅度降低了运营商建设5G网络的成本,同时也极大,地提升了最终消费者使用5G网络的体验。
对于新的一代技术来讲,我们一直在强调作为新一代技术。我们跟上一代技术相比,体验至少能够提升10倍,每比特的成本至少降低10倍,这才能说是新一代技术,如果网络性能只能提升30-40%,那不叫新一代技术。
从目前中国整个5G网络建设情况来看,我们选了典型的10座城市。消费者视角来看,5G网络速度跟4G网络相比,消费者用户体验提升10倍,这个目标现在已经能够达成。每一代技术到来的时候,大家都在讨论一个问题:5G有没有杀熟业务?杀熟业务这个事情在3G、4G时代大家一直在讨论,但是现在很难讲5G有没有杀熟业务,5G肯定可以提供杀熟的体验。
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5G网络部署以后,消费者在行为模式上有哪些变化?
第一,高清视频占比在提升。
第二,视频缓冲时间从3秒大幅度缩减到0.5秒。网络变化带来的结果在中国5G用户跟4 G用户相比,视频上每个月消耗的流量由原来不到10个G,现在上升到14.4个G,视频消耗量对于5G用户来讲提升了50%。
在中国,随着5G网络建设,中国在三大运营商不断地推动、不断地拓展下,在全国已经有1万多个5G在行业里面的创新应用案例,同时现在已经开始批量服务于20多个行业,跟To C相比,中国5G也在to B上应用,跟其他世界国家相比,我国领先程度更大一些。面对不同场景化的应用,我们从应用案例上发现,面向未来,5G还需要在某些方面网络能够上做进一步的增强,比如说面向To B的行业应用。但是上行的能力是不够的,未来我们怎么样能够提升上行的能力;另外对于定位、低能耗的物联技术未,来也会对5G网络提出新的诉求。
除了To B以外,我们一直在强调消费者市场,这也是5G重点关注的市场。在过去10年,从消费者市场移动互联网流量的情况来看,在4G部署以前2010年的时候,移动网络承载移动互联网的流量,当时占比是不到1%,绝大多数移动互联网流量是靠过往存在的。在过去10年,虽然整个移动互联网流量在大幅度增长,WiFi也在到处部署,移动网络承载的整个互联网流量占比已经达到20%。我们相信在未来10年,到2030年移动网络承载的移动互联网会超过固定网络,移动网络对固定网络的替代一定会发生。
同时,看消费者流量增长的时候不能只看城市级的发展,也要看县、乡、镇这一级的流量增长。我们陕西省做了一个调研,陕西省 下属有70个县,1000多个乡镇,从2018年开始到今年,在过去3年里,,西安和10个地级市的消费者流量增长了90%,但是在县、乡镇和村这一级,移动互联网流量增长了130%,流量增长速度远超城市。
因此我们在移动网络,在考虑消费者网络部署的时候,不能只考虑城市,同时也要考虑整个中国,整个广大农村,广大乡镇、县一级网络覆盖。
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中国独特的频谱分配,为未来建设全球最好的5G网络奠定了基础,这些都是全球5G网络建设的核心频段。但是,这些频段客观来讲,跟原来700、800、900等频段来说是比较高的。频段高了以后必然会带来一个问题,它的覆盖肯定不如低频的好,要提升覆盖就要提升发射功率,提升发射功率就会带来网络能耗增加。对于这几个频段来讲,怎么进一步提升覆盖,同时把网络能耗降下来,尤其在国家双碳战略要求下,怎么样能够降低移动网络能耗,这将是未来的挑战。
因此,这里对于中频段来讲也有一个好处,它可以用大规模天线阵列。在这方面,我们已经做了大规模天线阵列。我们有没有可能用超大规模天线阵列,用上以后到底能够带来什么好处?因此,从理论上来讲,把天线阵列数增长,肯定是可以进一步提升覆盖,提升网络性能,同时它有可能降低能耗。
现在,不管是中国移动,还是中国电信、中国联通,用的大规模阵列都是192个阵感。华为由于在材料科学上做了大量研究,现在把天线阵源翻一番,做到384个阵源,就有可能降低能耗,提升网络性能。但是,这并不是简单的基站堆点,还要考虑工程部署的可行性,还要考虑在超大规模的情况下,里面设备内部的信号传输情况。因此,基于华为长期在材料科学上的研究,引入了一些新的材料,把阵列数进行翻倍、增加,但是整个设备重量基本保持不变,或者小幅度增长。同时,因为引入一些新的材料,大幅度地降低了设备内部信号传输的损耗。
这种超大规模的新设备我们称其为Meta AAU,经过在成都、杭州进行外场测试,在发射功率一样的情况下,下行的覆盖可以提升30%,半径可以提升30%,这意味着覆盖面积可以提升70%。虽然上行跟发射功率没有关系,但是上行的灵敏度大幅度提升,上行整个覆盖能力也可以提升30%。因此,在网络性能上,超大规模阵列能够带来的好处是显而易见的。
对于城区有时候覆盖不是主要矛盾,我只要维持一定的覆盖就可以了。由于超大规模阵列,新的设备发射功率只要是160W就可以达到原来320W同样的覆盖能力。这样对于在现场把老设备跟新设备24小时挂在电表进行测试,整体能耗可以降低30%,对于中国未来2.6G也好,3.5G也罢,如果应用超大规模阵列的Meta AAU,就可以降低网络能耗,也可以降低基站建设数量,因为它的覆盖能力在增加。
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5G建设是这2年才刚刚开始,我们相信未来10年肯定是5G的10年。但是,5G本身就是一个持续创新的过程,因此在这里我们应该要正视一点:未来5G网络到底是什么样子?我们觉得未来这张5G网络肯定是1+N,1是大带宽,覆盖全中国的连续覆盖的一张网,这张网的比特成本足够低,这张网用户体验跟实际情况相比,肯定能够带来10倍提升,这是5G网络在中国覆盖的基础。这也是我们在2020年提出5.5G的概念,通过不断创新,不断丰富5G的应用场景,让5G能够适配不同行业的诉求。这就是我们为什么要做5.5G主要原因。
2021年上半年华为正式明确5G进一步演进的策略,全球运营商跟厂商在这个方向上已经达成了共识,在标准化组织里面没有采用华为5.5G的术语。因此,欢迎全球各个厂商一起创新,共同推进5G事业创新发展。
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华为MetaAAU能耗降低30%,性能节能双提升
2021年9月27日],在中国(北京)国际信息通信展览会上,华为公司发布了Massive MIMO创新产品MetaAAU。MetaAAU引入超大规模天线阵列技术,通过算法、架构,软硬件融合创新,实现性能和节能双提升,开启Massive MIMO新方向。
追求更低的比特成本和比特能耗是Massive MIMO持续创新的动力
5G商用以来,中频大带宽配合Massive MIMO技术实现了5G初心,为消费者带来10倍体验提升。5G杀手级体验改变着消费者习惯;一方面,消费者更多地使用移动网络接入互联网,移动网络流量呈指数上涨,预计2030年移动网络将承载超过一半互联网流量;另一方面,随着短视频,直播带货等业务普及,农村数字经济发展,农村网络流量快速增长,农村移动网络流量增速高于城市流量增速。
中频大带宽配合Massive MIMO技术,能够有效提升小区容量,应对流量增长,降低网络比特成本,这是中国建设最好的5G网络的基础。中频段覆盖能力弱于低频段,提升基站覆盖的传统方案是增大射频发射功率,但这仅能提升下行覆盖,无法突破上行覆盖限制;增大发射功率也会导致模块能耗增加,与绿色节能目标矛盾。
如何提升覆盖做大容量持续降低网络比特成本,同时降低比特能耗,是Massive MIMO持续创新的动力。
MetaAAU引入超大规模天线阵列技术,软硬结合,兼顾网络性能和绿色节能
AAU天线阵列规模越大,信道波束越窄,信道能量越聚焦,覆盖距离越远。MetaAAU引入超大规模天线阵列,不增加发射功率同时提升上下行覆盖。“超大规模天线阵列是提升覆盖和降低能耗的重要创新方向,MetaAAU通过新架构,新算法融合创新,实现网络性能和绿色节能双提升,助力运营商建设优质绿色5G网络。
MetaAAU引入新架构,天线阵列规模翻倍,上行覆盖和下行覆盖同时提升;不增加发射功率,提升边缘用户体验。同时,自适应高分辨波束赋形算法AHR Turbo,让业务信道波束更精准地指向用户;自适应波束寻优,智能适配用户无线信道变化,提升空口资源利用效率;高分辨波束域降噪,提升多用户配对效率。AHR Turbo让MetaAAU做到“对得准”、“跟得快”、“配对好”,大幅提升用户体验和小区容量。
测试表明,相比传统方案MetaAAU可以同时提升小区30%上行覆盖和30%下行覆盖,边缘用户平均体验可提升25%。在小区边缘覆盖指标不变的情况下,基站可配置更低的发射功率,从而降低基站能耗,相比传统AAU,能耗降低约30%。
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