华为方坤鹏:新业务新场景新需求,使能5G高效建网新方案

徐勇 李晓东
5G覆盖越来越好,速度越来越快,但一些场景痛点却不容忽视。在小区楼道里、田间地头上、地铁高铁上、海洋牧场等弱覆盖场景,如何提供高质量的5G网络体验,仍面临较大挑战。同时,新业务新场景如雨后春笋般不断涌现,对网络建设提出了新需求。

本文来自微信公众号“人民邮电报”,作者/徐勇、李晓东。

“截至今年4月底,我国累计建成5G基站超过273万个,5G网络覆盖全国所有地级市、县城城区,5G移动电话用户达6.34亿户。目前,5G应用已融入97个国民经济大类中的60个,直接带动经济总产出约3.8万亿元……”正式发放5G商用牌照四年来,从珠峰之巅到矿井深处,从智慧城市到数字乡村,从全连接工厂到无人收割机,5G如同磅礴的春潮,赋能千行百业,为数字中国建设和产业数智化转型注入了深层内生动力。

5G覆盖越来越好,速度越来越快,但一些场景痛点却不容忽视。在小区楼道里、田间地头上、地铁高铁上、海洋牧场等弱覆盖场景,如何提供高质量的5G网络体验,仍面临较大挑战。同时,新业务新场景如雨后春笋般不断涌现,对网络建设提出了新需求。

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“纵观全球5G格局,中国处于引领者位置,成果显著。5G已助力领先运营商收入取得明显增长,实现商业正循环。同时,5G应用高速发展,正在从人联、物联、车联三个方面改变人们的生活、生产方式,让数字经济更加繁荣。在人联方面,新通话、云手机、裸眼3D、XR等5G新应用带来了沉浸交互式体验,给人们带来高品质生活体验。在物联方面,截至2022年8月,我国基础电信企业发展移动物联网终端用户16.98亿户,较移动电话用户多出2000万户,已进入‘物超人’时代,更意味着‘万物互联’成为现实。在车联方面,车联网已从联接上车走向智能网联,市场规模高速增长。5G应用持续演进,也对现有5G网络提出更高要求。华为将携手产业伙伴,持续推动5G网络基础设施的高质量建设,支撑5G应用场景和产业生态快速发展;同时,产业界需要共同把5.5G带入现实,构筑下行万兆、上行千兆、千亿联接、内生智能的能力,满足数字经济的新需求,为数字中国注入新动能。”在2023北京通信展现场,华为无线网络FDD产品线副总裁方坤鹏与记者交流中国5G网络未来发展趋势时谈道。

新业务新场景,全时全域5G时不我待

随着5G规模部署应用,多元化业务蓬勃发展,除了人的联接体验进一步升级,物联、车联的丰富应用正加速扩展,移动业务呈现三大发展趋势。

第一,人联走向沉浸交互式体验,焕新高品质生活。5G新通话正加速发展,用户数激增,将进一步实现交互式通话;5G云手机已经到来,业务上云、端云协同满足多样化应用的算力需求;XR业务即将跨越体验和生态的拐点,主流AR、VR设备将支持8K体验,实现规模商用;更为重要的是,裸眼3D技术迎来突破,从内容转换、显示屏幕、追踪技术等多方面全面成熟,摆脱沉重的头戴设备的限制,带来自然舒适的3D体验。

人联将走向沉浸交互式体验过程中,对网络带宽、时延、可靠性提出更高要求。比如,云手机要求网络带宽达到80Mbps,时延降至60ms以内,可靠性达到95%;云VR要求网络带宽达到500Mbps,时延降至20ms以内,可靠性达到99%。

第二,物联走向全场景应联尽联,打造数字化底座。当前,中国已经实现物联超越人联的里程碑,将进一步丰富联接能力,满足各种生产场景的联接需求。首先,RedCap满足低成本广泛联接,满足电力、穿戴等需求,2023年预计将有50多款RedCap商用终端;物联将走向全场景应联尽联时,要求物联网迈向低成本、广泛连接、无源物联、核心生产环节。RedCap要求上行速率7.5~25Mbps,可靠性达到99.9%。

第三,车联走向高可靠智慧交通,加速车联网发展。基于中国庞大的汽车存量,通过车联网实现智慧交通尤为重要。车联网将从车云协同走向车路协同、车车协同,通过上下行高速连接能力,以及未来通感一体技术,车联网将实现道路实时动态和未来趋势的数字化感知,有效提升交通效率、减少交通事故、提高管理能力,实现高可靠的智慧交通。

除了新业务对网络的冲击,我国数字中国建设对5G网络的建设提出了新的场景要求。

数字社区:数字社区作为数字经济发展的新载体,通过多元化的信息交互技术连接用户与千行百业,推动着数字中国的建设。数字社区离不开高质量高体验的5G网络建设。在居民区场景,由于人员多,建筑结构复杂,网络覆盖存在盲区和死角,并且网络容量不足,导致5G移动网络经常出现卡顿。要解决该问题,却面临站点密集,站址新增困难。

乡村振兴:《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》明确提出“优先发展农业农村,全面推进乡村振兴”。乡村5G基础设施建设是乡村振兴的基础条件,为提升农业生产智能化水平、5G+数字农业、5G+智慧乡村、智慧农业信息安全等创造条件,为乡村实现共同富裕插上科技的翅膀。当前乡村地区由于地广人稀,运营商面临网络覆盖率与运维成本之间难以平衡的难题。不少乡村基站之间距离大,传统方案实现连续覆盖挑战大。

智慧高速铁路、公路:交通运输部、国家铁路局、中国民用航空局、国家邮政局、中国国家铁路集团有限公司联合印发《加快建设交通强国五年行动计划(2023-2027年)》在十大行动之四“交通运输科技创新驱动行动”中提出,要完善科技创新基础制度,加强交通战略科技力量、科技基础能力建设,加快推进智慧交通建设,健全交通科技创新体系。其中智慧交通建设离不开高质量高体验的5G网络建设。高铁场景站点间距大,覆盖环境复杂(分为线路,隧道,车站,桥梁等),并且速度快频偏大,导致连续覆盖挑战大。

智慧海洋:沿海省市将海洋经济写入《“十四五”海洋经济发展规划》纲要,要求大力发展海洋经济,建设海洋强省;各省各有侧重,聚焦海洋环境治理、综合利用,装备、海洋渔业等海洋产业数字化与海洋数字产业化、海洋工程。海洋产业数字化与海洋数字化产业化依赖高质量的5G网络建设。当前现状:陆基仅有近海基本通信,天基远海覆盖,但资源少、资费贵。依靠传统解决方案,无法满足沿海近海通讯需求。

变局中开新局,面对新业务新场景带来的新挑战新需求,未来的网络建设又会有哪些新考量呢?

“综合来看,需持续推动5G网络基础设施的高质量建设,构筑一张连续覆盖、低时延的上下行宽管道基础网,支撑5G应用场景和产业生态快速发展。”华为方坤鹏说道。

FDD 8T8R,解决四大建网场景难题,支持新业务发展

通过四年的建设,我国的5G通信服务覆盖已经有了很好的基础,面向未来,后续建设的重点在于补强深度覆盖场景,解决弱覆盖问题。华为新一代FDD 8T8R基站,采用一体化高增益阵列、精准波束扫描以及高分辨率空域配对等领先技术,荣获GSMA全球移动大奖(GLOMO奖)“最佳移动技术突破奖”(GLOMO奖项被誉为“移动产业的奥斯卡”)。相比传统4T4R基站,FDD 8T8R基站“更广覆盖、更优体验,更低能耗”,是实现最佳性价比的建网方案。随着3GPP协议从R17演进到R18版本,将增加高精度编码,可持续提升8T8R的容量和体验。

“我们推出的中频8T8R方案,实际应用取得了不错的效果。相比传统5G解决方案,在城市居民区场景,上海电信进行了2.1GHz 8T8R规模连片部署,部署区域居民区5G覆盖率从68.6%提升到91.6%,无线总体流量增长33%,5G流量增长52%,投资回报周期ROI缩短为22个月。安徽电信采用2.1G 8T8R进行居民区部署,部署区域居民区弱覆盖比例由62%降低至16%,配合3.5G双层网建设,通过F+T载波聚合,最大提升3.5G的覆盖8dB。5G分流比提升了6个百分点,提升至54.6%,5G流量增长34.5%。在乡村大间距场景,湖北电信平均站间距达2.7km,2.1G 8T8R部署区域5G覆盖面积拓展65.8%,5G分流比提升了10个百分点,驻留比提升了20个百分点,5G流量增长64%,可在3年内回收投资8T8R相对投资4T4R的差价。在高速铁路、公路场景,湖南电信采用2.1GHz 8T8R进行部署,可实现高铁大站间距下的连续覆盖,上行边缘速率可达到5Mbps以上,下行平均体验92Mbps,边缘速率超50Mbps,上行体验平均可提升31%,边缘体验可提升7倍以上;下行体验平均可提升17%,边缘体验可提升53%;覆盖平均可提升约5dB。在海洋场景,福建电信采用2.1GHz 8T8R进行海面部署,最大覆盖距离达82km。大幅提升渔民海上5G网络体验,5G流量增长6.5倍,5G分流比从13.43%提升至53.40%。”方坤鹏介绍道。

在低碳节能方面,华为FDD 8T8R更有妙招。传统手段通过提升功率来改善覆盖,但会导致功耗的大幅增加。华为8T8R RRU/AAU采用射频模块和半波长天线阵列的联合校正、以及创新的信道融合技术,使能FDD高分辨波束赋形能力,通过波随人动、功率精准投放以及全时全域节能调度算法,提升谱效率、降干扰,大幅降低功耗。华为8T8R AAU通过射频模块和天线阵子的一体化设计,节省跳线损耗,扩大天面口径实现更窄波束赋形,进一步降低运行功耗。相对传统4T4R技术,同一区域同覆盖可节约站点数,节约初期建站投资,同时在生命周期内可大幅降低电费,将极大降低运营商的综合运维成本,助力绿色低碳转型高质量发展之路。

FDD 8T8R部署后,助力惠民兴业

在城市居民区场景,FDD 8T8R保障了居民区内用户在线网课、随申码、健康云等关键业务的优质时延体验。为数字社区的建设提供坚实的5G网络基础设施。

在乡村大间距场景,FDD 8T8R提升覆盖的同时,提升了乡村5G网络质量。充分满足广大百姓的种植业、渔业、林业等农业数字化转型需求,为数字乡村和乡村振兴提供了坚实的5G网络基础设施。

在高速铁路、公路场景,FDD 8T8R实现道路全域覆盖,满足高铁用户在高速运动下的高清视频聊天和远程会议等业务需求,加快推进智慧交通建设,健全交通科技创新体系。

在海面覆盖场景,FDD 8T8R扩展了海面的覆盖,将海面覆盖从近海向中远海延伸。满足渔排常住人口、渔船、游轮等网络体验需求,丰富海上直播、视频观看、高清通话等多样化业务,提升直播经济的同时满足海上人口娱乐需求。同时也给运营商ToB业务发展提供了5G网络基础,如海上风电、远程运维、海上视频监控、无人船巡检等典型业务也会日渐丰富。为海洋经济的发展插上了5G的翅膀。

“水之积也不厚,则其负大舟也无力;风之积也不厚,则其负大翼也无力。”闹市深巷、乡间田野、高铁高速、邮轮海岛……5G发展体现中国力量,数智融合承载中国梦想。

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