notícias

O futuro do 5G na perspectiva da aquisição coletiva das operadoras: A evolução contínua da tecnologia multiantena all-band

De acordo com o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, até o final de junho deste ano, 961 mil estações base 5G foram construídas, 365 milhões de terminais de telefonia móvel 5G foram conectados, representando mais de 80% do total mundial, e havia mais de 10.000 casos de inovação em aplicações 5G na China.

O desenvolvimento do 5G na China é rápido, mas não é suficiente.Recentemente, a fim de construir uma rede 5G com cobertura mais ampla e profunda, a China Telecom e a China Unicom adquiriram em conjunto 240.000 estações base 2.1g 5G, e a China Mobile e o rádio e a televisão adquiriram conjuntamente 480.000 estações base 700M 5G, com um investimento total de 58 bilhões de yuans.

A indústria presta muita atenção à participação nas licitações dos fabricantes nacionais e estrangeiros, e encontramos a tendência de desenvolvimento do 5G a partir dessas duas compras intensivas.As operadoras não apenas prestam atenção à experiência do usuário, como capacidade e velocidade da rede 5G, mas também prestam atenção à cobertura da rede 5G e ao baixo consumo de energia.

O 5G está disponível comercialmente há cerca de dois anos e deverá atingir 1,7 milhões até o final deste ano, com vários milhões de estações base 5G a serem construídas nos próximos anos (há cerca de 6 milhões de estações base 4G na China e mais 5G por vir).

Então, para onde irá o 5G a partir do segundo semestre de 2021?Como as operadoras constroem o 5G?O autor encontra algumas respostas que foram ignoradas pela demanda por compras coletivas e pelo piloto de tecnologia 5G mais avançado em vários lugares.

1、se tem mais vantagens na construção de redes 5G

Com o aprofundamento da comercialização do 5G e a melhoria da taxa de penetração do 5G, o tráfego de telefonia móvel está a aumentar explosivamente e as pessoas terão requisitos cada vez mais elevados em termos de velocidade e cobertura da rede 5G.Dados da UIT e de outras organizações mostram que, até 2025, o DOU de utilizadores 5G da China crescerá de 15 GB para 100 GB (26 GB a nível global), e o número de ligações 5G atingirá 2,6 mil milhões.

Como atender à futura demanda 5G e construir de forma eficiente e barata uma rede 5G de alta qualidade com ampla cobertura, velocidade rápida e boa percepção tornou-se um problema urgente para as operadoras nesta fase.O que as transportadoras devem fazer?

Vamos começar com a banda mais crítica.No futuro, bandas de baixa frequência, como 700M, 800M e 900M, bandas de frequência média, como 1,8G, 2,1g, 2,6G e 3,5g, e bandas de ondas milimétricas mais altas serão atualizadas para 5G.Mas a seguir, as operadoras precisam considerar qual espectro pode melhor atender às necessidades dos atuais usuários de 5G.

Primeiro observe a baixa frequência.Os sinais de banda de baixa frequência têm melhor penetração, vantagens na cobertura, baixos custos de construção e manutenção de rede, e alguns operadores são ricos em recursos de banda de frequência, que são relativamente suficientes na fase inicial de construção da rede.

As operadoras que implantam 5G em bandas de baixa frequência também enfrentam problemas de alta interferência e velocidades de rede relativamente lentas.De acordo com o teste, a velocidade da banda baixa 5G é apenas 1,8 vezes mais rápida que a da rede 4G com a mesma banda baixa, que ainda está na faixa de dezenas de Mbps.Pode-se dizer que é a rede 5G mais lenta e não pode atender às demandas dos usuários por cognição e experiência 5G.

Devido à cadeia imatura da indústria final de banda de baixa frequência, apenas duas redes comerciais 800M 5G foram lançadas no mundo atualmente, enquanto as redes comerciais 900M 5G ainda não foram lançadas.Portanto, é muito cedo para cultivar novamente o 5G em 800M/900M.A expectativa é que a cadeia da indústria só consiga entrar no caminho certo a partir de 2024.

E ondas milimétricas.As operadoras estão implantando 5G em ondas milimétricas de alta frequência, o que pode trazer aos usuários velocidades de transmissão de dados mais rápidas, mas a distância de transmissão é relativamente curta ou o alvo da próxima fase de construção.Isso significa que as operadoras precisam construir mais estações base 5G e gastar mais dinheiro.Obviamente, para os operadores na fase actual, excepto os requisitos de cobertura de pontos quentes, outros cenários não são adequados para a construção de bandas de alta frequência.

E finalmente o espectro.As operadoras estão construindo 5G na banda média, que pode fornecer velocidades de dados mais altas e mais capacidade de dados do que o espectro inferior.Comparado com o alto espectro, pode reduzir o número de construção de estações base e reduzir o custo de construção de rede das operadoras.Além disso, os elos da cadeia industrial, como chips terminais e equipamentos de estação base, estão mais maduros.

Portanto, na opinião do autor, nos próximos anos, as operadoras ainda focarão na construção de estações base 5G no espectro médio, complementadas por outras faixas de frequência.Desta forma, as operadoras podem encontrar um equilíbrio entre amplitude de cobertura, custo e capacidade.

De acordo com a THE GSA, existem mais de 160 redes comerciais 5G em todo o mundo, sendo as quatro principais redes 3,5g (123), redes 2,1G (21), redes 2,6G (14) e redes 700M (13).Do ponto de vista do terminal, a maturidade da indústria de terminais 3,5g + 2,1g está 2 a 3 anos à frente, especialmente a maturidade do terminal 2,1g se aproximou de 3,5/2,6g.

As indústrias maduras são a base para o sucesso comercial do 5G.Nesta perspectiva, as operadoras chinesas que constroem redes 5G com redes 2,1g + 3,5g e 700M+2,6G terão uma vantagem de serem pioneiras na indústria nos próximos anos.

2、FDD 8 t8r

Ajude as operadoras a maximizar o valor da frequência média

Além do espectro, múltiplas antenas também são fundamentais para atender às necessidades de evolução das redes 5G das operadoras.Atualmente, 4T4R (quatro antenas de transmissão e quatro antenas de recepção) e outras tecnologias de antenas de estação base comumente usadas em redes 5G FDD pelas operadoras não conseguem mais lidar com os desafios trazidos pelo crescimento do tráfego simplesmente aumentando a largura de banda do espectro.

Além disso, à medida que os utilizadores 5G crescem, os operadores têm de aumentar o número de estações base para suportar ligações massivas, levando a um aumento da auto-interferência entre os utilizadores.As tecnologias tradicionais de antena 2T2R e 4T4R não suportam orientação precisa no nível do usuário e não conseguem atingir um feixe preciso, resultando em uma diminuição na velocidade do usuário.

Que tipo de tecnologia multiantenas permitirá às operadoras alcançar a amplitude de cobertura do 5G, ao mesmo tempo que leva em conta fatores como a capacidade da estação base e a experiência do usuário?Como sabemos, a velocidade de transmissão da rede sem fio depende principalmente do modo de trabalho de envio e recepção de sinais entre a estação base da rede e dispositivos terminais, como smartphones, enquanto a tecnologia multiantena pode dobrar a capacidade da estação base (feixe preciso baseado em multi-antena pode controlar a interferência).

Portanto, o rápido desenvolvimento do 5G requer a evolução contínua do FDD para 8T8R, Massive MIMO e outras tecnologias multi-antenas.Na opinião do autor, 8T8R será a futura direção de construção da rede 5GFDD para alcançar “experiência e cobertura” pelas seguintes razões.

Primeiro, do ponto de vista padrão, o 3GPP foi aprimorado em cada versão do protocolo levando em consideração as múltiplas antenas terminais.A versão R17 reduzirá a complexidade do terminal e testará o status do canal do terminal por meio de informações de fase entre as bandas upstream e downstream da estação base.A versão R18 também adicionará codificação de alta precisão.

A implementação desses padrões exige que pelo menos as estações base 5G FDD tenham tecnologia de antena 8T8R.Ao mesmo tempo, os protocolos R15 e R16 para a era 5G melhoraram significativamente seu desempenho e suporte para CA 2CC de grande largura de banda de 2,1g.Os protocolos R17 e R18 também impulsionarão a evolução contínua do FDD Massive MIMO.

Em segundo lugar, do ponto de vista do terminal, o 4R (quatro antenas receptoras) de smartphones e outros terminais pode liberar a capacidade da estação base 8T8R de 2,1g, e 4R está se tornando a configuração padrão dos telefones celulares 5G, que podem cooperar com o rede para maximizar o valor de múltiplas antenas.

No futuro, os terminais 6R/8R foram estabelecidos na indústria e a tecnologia atual foi implementada: a tecnologia de layout de 6 antenas foi implementada em toda a máquina do terminal, e a pilha de protocolos 8R de banda base principal foi suportada em o processador de banda base do terminal.

O white paper relevante da China Telecom e da China Unicom considera o 5G 2.1g 4R um telefone celular obrigatório, exigindo que todos os telefones celulares 5G FDD no mercado chinês suportem Sub3GHz 4R.

Em termos de fabricantes de terminais, os principais telefones celulares de médio e alto padrão suportam 5G FDD de frequência média 1,8/2,1g 4R, e os futuros telefones celulares 5G FDD convencionais suportarão Sub 3GHz 4R, que será padrão.

Ao mesmo tempo, a capacidade de uplink da rede é a principal vantagem do FDD 5G.De acordo com o teste, a experiência de pico de uplink dos terminais 2T de grande largura de banda de 2,1g (2 antenas de transmissão) excedeu a dos terminais de 3,5g.Pode-se prever que, impulsionados pela concorrência no mercado de terminais e pela demanda das operadoras, mais telefones celulares de última geração suportarão uplink 2T na banda 2,1g no futuro.

Em terceiro lugar, do ponto de vista da experiência, 60% a 70% da actual procura de fluxo móvel vem do interior, mas a pesada parede de cimento no interior tornar-se-á o maior obstáculo para a estação exterior da Acer alcançar a cobertura interior.

A tecnologia de antena 2.1g 8T8R tem forte capacidade de penetração e pode alcançar cobertura interna de edifícios residenciais rasos.É adequado para serviços de baixa latência e oferece às operadoras mais vantagens na concorrência futura.Além disso, em comparação com a célula 4T4R tradicional, a capacidade da célula 8T8R é aumentada em 70% e a cobertura é aumentada em mais de 4dB.

Finalmente, do ponto de vista do custo de operação e manutenção, por um lado, a tecnologia de antena 8T8R é a melhor escolha tanto para cobertura urbana de uplink quanto para cobertura rural de downlink, porque tem a vantagem da iteração e não precisa ser substituída dentro de 10 anos depois que a operadora investe.

Por outro lado, a tecnologia de antena 2.1g 8T8R pode economizar de 30% a 40% do número de sites em comparação com a construção da rede 4T4R, e estima-se que o TCO possa economizar mais de 30% em 7 anos.Para as operadoras, a redução no número de estações 5G significa que a rede pode atingir menos consumo de energia no futuro, o que também está alinhado com a meta de “duplo carbono” da China.

Vale ressaltar que os recursos de céu da atual estação base 5G são limitados, e cada operadora possui apenas um ou dois polos em cada setor.As antenas que suportam a tecnologia de antena 8T8R podem ser integradas às antenas 3G e 4G da rede ao vivo, simplificando bastante o site e economizando no aluguel do site.

3、FDD 8T8R não é uma teoria

Os operadores o testaram em vários lugares

A tecnologia multiantena FDD 8T8R foi implantada comercialmente por mais de 30 operadoras em todo o mundo.Na China, muitas operadoras locais também concluíram a validação comercial do 8T8R e obtiveram bons resultados.

Em junho deste ano, a Xiamen Telecom e a Huawei concluíram a abertura do primeiro site de inovação conjunta 4/5G dual-mode 2.1g 8T8R do mundo.Através do teste, descobriu-se que a profundidade de cobertura do 5G 2.1g 8T8R foi melhorada em mais de 4dB e a capacidade de downlink foi aumentada em mais de 50% em comparação com o 4T4R tradicional.

Em julho deste ano, o China Unicom Research Institute e a Guangzhou Unicom uniram-se à Huawei para concluir a verificação do primeiro local 5G FDD 8T8R do Grupo China Unicom no Outfield da Ilha Biológica de Guangzhou.Com base na largura de banda FDD 2.1g 40MHz, a medição de campo do 8T8R melhora a cobertura de 5dB e a capacidade da célula em até 70% em comparação com a célula 4T4R tradicional.