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华为甘斌:持续创新5G上行 助力“1+1+N”网络深化数智转型

发布时间:2022-05-28 09:38:20 来源:ob欧宝体育在线登录 作者:欧宝体育竞猜

  无论ToC还是ToB,5G时代的新业务都对网络上行能力提出了空前需求。为不断推动5G应用繁荣发展,全面赋能数智社会转型,推进上行技术创新已是贯穿5G发展周期的一条鲜明主线G商用以来,无线产业基于更大的带宽资源以及提升上行时隙配比、超级上行等技术,大大提升了网络上行体验,已推动5G直播、VR游戏、高清监控等应用繁荣发展,并推动5G走进工业、医疗、教育、交通等多个领域,探索出1万多个行业应用创新案例。

  如今面向5.5G时代,随着5G应用逐渐向行业核心生产环节渗透,机器间协同、机器视觉AI检测等应用对网络上行能力提出了更高的需求,行业又将如何围绕上行赛道持续创新突破?

  2022年5月10日,在华为与中国电信联合举办的“超级时频折叠” 5G-Advanced创新技术发布会上,华为无线网络产品线副总裁甘斌分享了双方在5G网络上行增强上的合作创新历程,以及展望了未来5.5G网络。

  无线频谱是移动网络的生命之源,也是弥足珍贵的稀缺资源。但不同的无线频段具有不同的特性,不同频率分配模式下的网络能力是不相同的。

  从带宽角度看, TDD中频段具有频谱连续且带宽大的优势,但由于TDD双工模式在同一频段上分时发送上下行信号,时隙配比决定了上下行资源分配,存在上下行体验不对称的问题,无法满足未来5G应用越来越高的上下行大带宽需求。比如,以常用的4:1配比模式为例,上行带宽只有下行带宽的1/4。而FDD低频段在对称频段上全时隙传输上下行信号,上下行带宽对称,且时延更低,但缺点是频谱离散且带宽小。以电信联通共建共享为例,尽管双方总共拥有超100M带宽的存量FDD低频资源,但这些频段各自分布在800MHz、900MHz、1.8GHz、2.1GHz频段上,且各自带宽仅为10至20MHz左右。

  从覆盖角度看,5G TDD中频段比2/3/4G使用的FDD低频段频率更高、信号传播能力更弱、穿透能力更差。尽管5G通过Massive MIMO技术大幅提升了下行覆盖能力,但因受限于终端的发射功率、天线数量等能力,网络上行短板依然存在。这不利于运营商快速、低成本部署一张城区深度覆盖、农村广泛覆盖的大带宽5G网络来加速催生5G ToC和ToB新业务。

  因此,面对越来越高的5G上行带宽需求,随着5G网络规模部署和5G用户不断增长,用户加速向5G网络迁移,2/3/4G频段逐渐释放出来,充分利用存量频谱资源,让TDD和FDD各个频段之间达成优势互补,成为了无线产业持续提升网络上行能力的必然创新方向。“超级上行

  2019年6月,电信与华为共同提出“超级上行”创新解决方案,通过 C-band与现有一个FDD 20M载波互补来提升网络上行带宽能力,实现了上行体验2倍提升。超级上行通过中低频协同和时频聚合创新,不仅以FDD低频段的无线传播优势补齐了TDD中频段的上行覆盖短板,更关键的是实现了上行数据全时隙发送,大大提升了5G上行带宽能力。

  超级上行推出后得到了芯片、模组、终端厂商等产业伙伴的广泛支持,目前海思、联发科、展锐均已推出支持超级上行的芯片产品,市场上支持超级上行的5G手机、模组、企业路由器、 CPE等终端数量已达近7000万部。自2021年4月中国电信与华为在厦门联合发布超级上行规模商用第一城以来,已有超过20个城市规模商用了超级上行。在ToB领域,超级上行已服务十多个行业。

  电信和华为在5G上行创新的路上依然马不停蹄。2021年2月,电信与华为联合发布“超级频率聚变”,将多个离散的频谱高效形成频谱云化,通过扩大聚合FDD存量频谱,进一步提升上行带宽,实现了上行体验3倍提升。

  超级频率聚变技术可以将更多的FDD离散频谱以频谱池化的方式融为一体,虚拟为一个连续的大带宽频段,从而能更好满足5G业务上行大带宽需求,并通过上下行解耦实现上行资源池灵活调度,可大幅提升频谱利用率。

  未来,随着行业数字化转型加速发展,5G行业应用将从当前的行业辅助生产环节向核心生产环节规模渗透,行业核心生产环节涉及的机器运动控制、机器间协同、机器视觉AI检测等应用对5G网络的上行带宽、时延和可靠性将提出更加苛刻的需求。在上行带宽方面,工业3D机器视觉、工业AR检测等应用需Gbps大上行速率;在时延方面,在所有工业控制协议中,约15%要求时延不高于1ms、约35%要求时延不高于4ms、约30%要求时延不高于10ms,比如机器间协作、危险及恶劣环境下的远程控制要求时延不大于4ms。毫无疑问,当前的5G网络能力无法满足以上苛刻需求,要全面赋能产业数字化转型升级,行业亟需加速关键技术创新突破。

  要满足核心生产环节的上行大带宽需求,首先当然要扩大频谱使用范围,扩宽信息高速公路。对此,5G频段将从现在的Sub 3GHz、C-band扩展到6GHz和毫米波,逐步走向Sub 100GHz全频段。但问题是,不管是6GHz还是毫米波频段,未来的新频段都采用TDD双工模式。尽管频谱带宽越来越大,但仍无法摆脱TDD存在的上下行体验不平衡、时延较高的问题,那如何更好满足行业核心生产环节的应用场景对上行带宽和时延提出的苛刻需求?

  本次大会上的主角“超级时频折叠”给出了答案,其通过TDD双载波时域互补,模拟FDD全时隙上下行空口,可在TDD大带宽下实现如FDD模式的上下行均衡和低时延优势。

  这很容易让人联想到科幻电影里利用虫洞实现的“时空折叠”, 其如同通过对折将一张纸上两端的两点重合,从而能瞬时完成空间转移或时间旅行。而超级时频折叠也类似如此实现了两个TDD大带宽载波之间的时域“重合”,从而大幅降低了TDD时延,将低时延和上行大带宽能力集于一体。

  甘斌介绍,华为与电信已对超级时频折叠技术进行了联合验证,结果显示,使用C-band频谱折叠互补增加上行带宽,上行体验超过了1Gbps。相对于原先的TDD 7:3的单载波,上行速率提升接近5倍。基于全时隙上下行特征,超级时频折叠技术还将端到端时延从单载波7:3时隙配比下的10ms降至4ms以下。显然,这使得5G上行能力可匹配未来行业核心生产环节的多种业务需求,利于加速5G全面、深入赋能千行百业。

  当前,移动产业正从5G迈向5.5G。自2020年华为提出5.5G愿景后,2021年3GPP正式决定将Rel-18及以后的标准命名为5G-Advanced,这意味着无线G时代。

  5G,开启数智社会;5.5G,深化数智转型。为加速推动5.5G深化行业数智化转型,甘斌在会上还提出了“1+1+N

  ”创新,到超级时频折叠技术,双方围绕上行赛道不断突破,正推动5.5G愿景加速实现。更值得一提的是,除了5G超级上行核心技术已纳入3GPP R16标准并实现规模商用,超级频率聚变已在R18成功首批立项,双方正持续引领产业方向。相信在标准引领下,产业界将形成更强大的合力,进一步加速5.5G愿景走进现实。