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Die Zukunft von 5G aus der Perspektive der kollektiven Übernahme von Betreibern: Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Allband-Mehrantennentechnologie

Nach Angaben des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie waren bis Ende Juni dieses Jahres 961.000 5G-Basisstationen gebaut, 365 Millionen 5G-Mobilfunkterminals angeschlossen, was mehr als 80 Prozent der weltweiten Gesamtzahl ausmacht, und es gab noch mehr mehr als 10.000 5G-Anwendungsinnovationsfälle in China.

Chinas 5G-Entwicklung ist schnell, aber nicht ausreichend.Um ein 5G-Netzwerk mit breiterer und tieferer Abdeckung aufzubauen, haben China Telecom und China Unicom kürzlich gemeinsam 240.000 2,1g 5G-Basisstationen erworben, und China Mobile sowie Radio und Fernsehen haben gemeinsam 480.000 700M 5G-Basisstationen erworben, mit einer Gesamtinvestition von 58 Milliarden Yuan.

Die Branche achtet genau auf den Angebotsanteil inländischer und ausländischer Hersteller, und wir finden den Entwicklungstrend von 5G aus diesen beiden intensiven Beschaffungen.Betreiber achten nicht nur auf Benutzererfahrungen wie 5G-Netzwerkkapazität und -geschwindigkeit, sondern auch auf 5G-Netzwerkabdeckung und geringen Stromverbrauch.

5G ist seit etwa zwei Jahren kommerziell verfügbar und wird voraussichtlich bis Ende dieses Jahres 1,7 Millionen erreichen. In den kommenden Jahren sollen mehrere Millionen weitere 5G-Basisstationen gebaut werden (in China gibt es etwa 6 Millionen 4G-Basisstationen und mehr). 5G kommt noch).

Wohin wird sich 5G ab der zweiten Hälfte des Jahres 2021 entwickeln?Wie bauen Betreiber 5G auf?Der Autor findet einige Antworten, die von der Forderung nach kollektiver Beschaffung und dem modernsten 5G-Technologie-Piloten an verschiedenen Orten ignoriert wurden.

1. Es bietet weitere Vorteile beim Aufbau von 5G-Netzwerken

Mit der zunehmenden Kommerzialisierung von 5G und der Verbesserung der 5G-Penetrationsrate nimmt der Mobilfunkverkehr explosionsartig zu und die Anforderungen der Menschen an die Geschwindigkeit und Abdeckung des 5G-Netzes werden immer höher.Daten der ITU und anderer Organisationen zeigen, dass Chinas 5G-Nutzer-DOU bis 2025 von 15 GB auf 100 GB (26 GB weltweit) anwachsen wird und die Zahl der 5G-Verbindungen 2,6 Milliarden erreichen wird.

Wie man den künftigen 5G-Bedarf decken und effizient und kostengünstig ein hochwertiges 5G-Netz mit breiter Abdeckung, hoher Geschwindigkeit und guter Wahrnehmung aufbauen kann, ist derzeit für Betreiber zu einem dringenden Problem geworden.Was sollten Spediteure tun?

Beginnen wir mit der kritischsten Band.Zukünftig werden Niederfrequenzbänder wie 700M, 800M und 900M, Mittelfrequenzbänder wie 1,8G, 2,1g, 2,6G und 3,5g sowie höhere Millimeterwellenbänder auf 5G aufgerüstet.Doch als nächstes müssen die Betreiber überlegen, welches Spektrum den Bedürfnissen der aktuellen 5G-Nutzer besser gerecht werden kann.

Schauen Sie sich zunächst die niedrige Frequenz an.Niederfrequenzbandsignale haben eine bessere Durchdringung, Vorteile bei der Abdeckung, niedrige Netzwerkaufbau- und Wartungskosten, und einige Betreiber verfügen über umfangreiche Frequenzbandressourcen, die in der Anfangsphase des Netzwerkaufbaus relativ ausreichend sind.

Betreiber, die 5G in Niederfrequenzbändern einsetzen, stehen außerdem vor Problemen hoher Interferenzen und relativ langsamer Netzwerkgeschwindigkeiten.Dem Test zufolge ist die Geschwindigkeit von Low-Band 5G nur 1,8-mal schneller als die eines 4G-Netzwerks mit demselben Low-Band, das immer noch im Bereich von mehreren zehn Mbit/s liegt.Man kann sagen, dass es das langsamste 5G-Netzwerk ist und die Anforderungen der Benutzer an 5G-Erkennung und -Erfahrung nicht erfüllen kann.

Aufgrund der unausgereiften Endindustriekette des Niederfrequenzbands wurden derzeit weltweit nur zwei kommerzielle 5G-Netze mit 800 Mio. freigegeben, während kommerzielle 5G-Netze mit 900 Mio. noch nicht freigegeben wurden.Daher ist es noch zu früh, 5G auf 800M/900M zu rekultivieren.Es wird erwartet, dass die Industriekette erst nach 2024 auf den richtigen Weg kommen kann.

Und Millimeterwellen.Betreiber setzen 5G in hochfrequenten Millimeterwellen ein, was den Benutzern eine schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeit ermöglichen kann, aber die Übertragungsentfernung ist relativ kurz oder das Ziel der nächsten Bauphase.Das bedeutet, dass die Betreiber mehr 5G-Basisstationen bauen und mehr Geld ausgeben müssen.Offensichtlich sind für Betreiber in der gegenwärtigen Phase außer den Anforderungen an die Hot-Spot-Abdeckung andere Szenarien nicht für den Aufbau eines Hochfrequenzbands geeignet.

Und schließlich das Spektrum.Betreiber bauen 5G im mittleren Band auf, das höhere Datengeschwindigkeiten und mehr Datenkapazität bieten kann als das untere Spektrum.Im Vergleich zum Hochspektrum kann es die Anzahl der Basisstationskonstruktionen reduzieren und die Netzbaukosten der Betreiber senken.Darüber hinaus sind die industriellen Kettenglieder wie Terminal-Chip und Basisstationsausrüstung ausgereifter.

Daher werden sich die Betreiber nach Ansicht des Autors in den nächsten Jahren weiterhin auf den Aufbau von 5G-Basisstationen im mittleren Spektrum, ergänzt durch weitere Frequenzbänder, konzentrieren.Auf diese Weise können Betreiber ein Gleichgewicht zwischen Abdeckungsumfang, Kosten und Kapazität finden.

Laut GSA gibt es weltweit mehr als 160 kommerzielle 5G-Netze, wobei die vier größten 3,5G-Netze (123), 2,1G-Netze (21), 2,6G-Netze (14) und 700M-Netze (13) sind.Aus Sicht des Endprodukts liegt die Industriereife von 3,5g + 2,1g-Endgeräten noch zwei bis drei Jahre vor uns, insbesondere hat sich die Endreife von 2,1g 3,5/2,6g angenähert.

Reife Industrien sind die Grundlage für den kommerziellen Erfolg von 5G.Aus dieser Perspektive haben chinesische Betreiber, die 5G mit 2,1g + 3,5g- und 700M+2,6G-Netzen aufbauen, in den kommenden Jahren einen Vorreitervorteil in der Branche.

2、FDD 8 t8r

Helfen Sie Betreibern, den Wert der Mittelfrequenz zu maximieren

Neben dem Spektrum sind auch mehrere Antennen von entscheidender Bedeutung, um den Entwicklungsanforderungen der 5G-Netze der Betreiber gerecht zu werden.Derzeit können 4T4R (vier Sendeantennen und vier Empfangsantennen) und andere Basisstationsantennentechnologien, die von Betreibern üblicherweise in 5G-FDD-Netzen verwendet werden, die Herausforderungen, die das Verkehrswachstum mit sich bringt, nicht mehr durch einfache Erhöhung der Spektrumsbandbreite bewältigen.

Darüber hinaus müssen die Betreiber mit zunehmender Zahl der 5G-Nutzer die Anzahl der Basisstationen erhöhen, um massive Verbindungen zu unterstützen, was zu einer stärkeren Selbstbeeinflussung der Nutzer führt.Die herkömmlichen 2T2R- und 4T4R-Antennentechnologien unterstützen keine genaue Führung auf Benutzerebene und können keinen genauen Strahl erzielen, was zu einer Verringerung der Benutzergeschwindigkeit führt.

Welche Art von Mehrantennentechnologie wird es Betreibern ermöglichen, die Abdeckungsbreite von 5G zu erreichen und dabei auch Faktoren wie Basisstationskapazität und Benutzererfahrung zu berücksichtigen?Wie wir wissen, hängt die Übertragungsgeschwindigkeit eines drahtlosen Netzwerks hauptsächlich vom Arbeitsmodus des Sendens und Empfangens von Signalen zwischen der Basisstation des Netzwerks und Endgeräten wie Smartphones ab, während die Mehrantennentechnologie die Kapazität der Basisstation verdoppeln kann (präziser Strahl basierend auf ...). Multiantenne kann Interferenzen kontrollieren).

Daher erfordert die schnelle Entwicklung von 5G die kontinuierliche Weiterentwicklung von FDD zu 8T8R, Massive MIMO und anderen Mehrantennentechnologien.Nach Meinung des Autors wird 8T8R aus folgenden Gründen die zukünftige Baurichtung des 5GFDD-Netzwerks sein, um „sowohl Erfahrung als auch Abdeckung“ zu erreichen.

Erstens wurde 3GPP aus Standardsicht in jeder Version des Protokolls unter vollständiger Berücksichtigung von Terminal-Mehrfachantennen verbessert.Die R17-Version reduziert die Terminalkomplexität und testet den Kanalstatus des Terminals durch Phaseninformationen zwischen den Upstream- und Downstream-Bändern der Basisstation.Die R18-Version wird außerdem eine hochpräzise Codierung hinzufügen.

Die Umsetzung dieser Standards erfordert, dass mindestens 5G-FDD-Basisstationen über 8T8R-Antennentechnologie verfügen.Gleichzeitig haben die R15- und R16-Protokolle für die 5G-Ära ihre Leistung und Unterstützung für 2,1 g 2CC CA mit großer Bandbreite erheblich verbessert.Die Protokolle R17 und R18 werden auch die Weiterentwicklung von FDD Massive MIMO vorantreiben.

Zweitens können aus Sicht des Endgeräts die 4R (vier Empfangsantennen) von Smartphones und anderen Endgeräten die Kapazität der 2,1 g 8T8R-Basisstation freigeben, und 4R wird zur Standardkonfiguration von 5G-Mobiltelefonen, die mit der zusammenarbeiten können Netzwerk, um den Wert mehrerer Antennen zu maximieren.

Zukünftig wurden in der Branche 6R/8R-Terminals entwickelt und die aktuelle Technologie umgesetzt: Die 6-Antennen-Layout-Technologie wurde in der gesamten Terminalmaschine implementiert und der gängige Basisband-8R-Protokollstapel wurde unterstützt der Terminal-Basisbandprozessor.

Das entsprechende Whitepaper von China Telecom und China Unicom betrachtet 5G 2.1g 4R als obligatorisches Mobiltelefon und verlangt, dass alle 5G FDD-Mobiltelefone auf dem chinesischen Markt Sub3GHz 4R unterstützen.

Was die Endgerätehersteller anbelangt, unterstützen gängige Mittel- und Oberklasse-Mobiltelefone 5G FDD-Mittelfrequenz 1,8/2,1 g 4R, und künftige gängige 5G-FDD-Mobiltelefone werden Sub 3GHz 4R unterstützen, was Standard sein wird.

Gleichzeitig ist die Netzwerk-Uplink-Fähigkeit der Hauptvorteil von FDD 5G.Dem Test zufolge übertraf die Uplink-Spitzenleistung von 2T-Terminals mit großer Bandbreite (2,1 g) (2 Sendeantennen) die von 3,5 g-Terminals.Es kann vorhergesagt werden, dass aufgrund des Wettbewerbs auf dem Terminalmarkt und der Nachfrage der Betreiber in Zukunft mehr High-End-Mobiltelefone Uplink 2T im 2,1-G-Band unterstützen werden.

Drittens stammen erfahrungsgemäß 60 bis 70 % des aktuellen Mobilfunkbedarfs aus Innenräumen, aber die schwere Betonwand im Inneren wird das größte Hindernis für die Acer-Außenstation sein, eine Abdeckung in Innenräumen zu erreichen.

Die 2,1 g 8T8R-Antennentechnologie verfügt über eine starke Durchdringungsfähigkeit und kann eine Innenabdeckung von flachen Wohngebäuden erreichen.Es eignet sich für Dienste mit geringer Latenz und verschafft den Betreibern mehr Vorteile im künftigen Wettbewerb.Darüber hinaus wird im Vergleich zur herkömmlichen 4T4R-Zelle die Kapazität der 8T8R-Zelle um 70 % erhöht und die Abdeckung um mehr als 4 dB erhöht.

Schließlich ist die 8T8R-Antennentechnologie aus Sicht der Betriebs- und Wartungskosten einerseits die beste Wahl sowohl für die städtische Uplink-Abdeckung als auch für die ländliche Downlink-Abdeckung, da sie den Vorteil der Iteration bietet und nicht innerhalb von 10 Jahren ersetzt werden muss nachdem der Betreiber investiert hat.

Andererseits kann die 2,1g 8T8R-Antennentechnologie im Vergleich zum 4T4R-Netzwerkaufbau 30–40 % der Anzahl an Standorten einsparen, und es wird geschätzt, dass die Gesamtbetriebskosten in 7 Jahren um mehr als 30 % gesenkt werden können.Für die Betreiber bedeutet die Reduzierung der Anzahl der 5G-Stationen, dass das Netzwerk künftig einen geringeren Energieverbrauch erzielen kann, was auch Chinas „Dual Carbon“-Ziel entspricht.

Es ist erwähnenswert, dass die Himmelsressourcen der aktuellen 5G-Basisstation begrenzt sind und jeder Betreiber in jedem Sektor nur einen oder zwei Masten hat.Die Antennen, die die 8T8R-Antennentechnologie unterstützen, können in die 3G- und 4G-Antennen des Live-Netzwerks integriert werden, was den Standort erheblich vereinfacht und die Standortmiete spart.

3、FDD 8T8R ist keine Theorie

Betreiber haben es an mehreren Orten getestet

Die FDD 8T8R-Mehrantennentechnologie wurde von mehr als 30 Betreibern auf der ganzen Welt kommerziell eingesetzt.Auch in China haben viele lokale Betreiber die kommerzielle Validierung von 8T8R abgeschlossen und gute Ergebnisse erzielt.

Im Juni dieses Jahres haben Xiamen Telecom und Huawei die Eröffnung des weltweit ersten gemeinsamen Innovationsstandorts für 4/5G Dual-Mode 2.1g 8T8R abgeschlossen.Durch den Test wurde festgestellt, dass die Abdeckungstiefe von 5G 2.1g 8T8R im Vergleich zum herkömmlichen 4T4R um mehr als 4 dB verbessert und die Downlink-Kapazität um mehr als 50 % erhöht wird.

Im Juli dieses Jahres schlossen sich das China Unicom Research Institute und Guangzhou Unicom mit Huawei zusammen, um die Verifizierung des ersten 5G FDD 8T8R-Standorts der China Unicom Group im Outfield der Guangzhou Biological Island abzuschließen.Basierend auf der FDD 2,1g 40-MHz-Bandbreite verbessert die Feldmessung von 8T8R die Abdeckung um 5 dB und die Kapazität der Zelle um bis zu 70 % im Vergleich zur herkömmlichen 4T4R-Zelle.