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两专家谈5G上行:办法总比困难多

5G商业成功的过程中,商业模式不断成熟和技术快速迭代发展,将相互促进,相互支撑,螺旋上升。只有将5G融入到交通、医疗、工厂、旅游、教育等各行各业,才能够实现5G改变社会的愿景,而面对To C与To B场景5G上行新需求,还需产业链及社会各行各业,积极探索5G上行的用武之地,推动5G业务发展。
发布时间:2021-07-13 14:17        来源:通信产业网        作者:博文 胡媛

5G商业成功的过程中,商业模式不断成熟和技术快速迭代发展,将相互促进,相互支撑,螺旋上升。只有将5G融入到交通、医疗、工厂、旅游、教育等各行各业,才能够实现5G改变社会的愿景,而面对To C与To B场景5G上行新需求,还需产业链及社会各行各业,积极探索5G上行的用武之地,推动5G业务发展。

中兴通讯RAN产品方案总监倪燕子

如何突破5G上行瓶颈?

在传统4G时代,普通用户对下行速率要求比较高。但是,随着5G的推进,业务需求发生了一定变化。

在To C用户上,随着用户体验要求的提高、清晰度的提升、内容的丰富化、用户群体的扩大等呈逐步提升,对超高清视频、沉浸式游戏、全息视频、下一代社交网络等业务的上行的速率提出了高要求。

对To B用户来讲,进入工业4.0时代,行业要完成数字化、智能化的要求,第一步就必须能清晰获取底层的大数据信息。例如,周边环境的高清视频和图片、感知数据(温度、位置等),并且底端的采集点数量远高于普通移动用户,因此不但要满足单个采集点的大数据实时上传、还必须能满足整个采集区域里海量的上行数据的实时上传等要求。

中兴通讯RAN产品方案总监倪燕子在接受《通信产业报》全媒体记者采访时表示,针对不同的网络发展策略、频谱策略,以及用户和行业发展需求等,运营商需要从产业链、商用部署和网络性能方面综合考虑如何选择适合的上行增强技术。针对To B场景,技术的选择和发展还将和To B行业的整体商业模式息息相关。

倪燕子指出,目前5G上行还存在以下三个痛点。

首先,TDD制式频段高,无线传播损耗高,上行占空比低,时域有损失。5G商用网络部署情况来看,主流5G频段主要是TDD制式,例如3.5GHz、2.6GHz等。这些频段相对于传统2G/3G/4G网络来说,主要是频段高,无线传播损耗高。此外,由于商用5G频段的双工制式为TDD,即时分双工,而运营商目前主要采用大下行占比的帧结构,上行占空比低,上行无法连续发送数据,时域有一定损失。

其次,5G的覆盖完全受限于上行链路,特别是当5G基站和4G基站共站点部署的情况下,两个不能达到同覆盖、会出现5G覆盖不连续等问题,降低用户体验。5G TDD-NR基站一般都采用大规模天线阵列,天线数目的增多为传播信道提供了更多的复用增益和分集增益,使得系统在下行方向拥有更好的性能。但是在上行方向,即从终端向基站发送数据的通路上,终端的发射功率限制使了5G上行的覆盖。此外,终端体积限制了天线数量,无法利用Massive MIMO,再加上TDD上下行时隙配比的差异等,进一步扩大了上下行覆盖的差距。

最后,5G大上行业务的主要场景以室内为主,在5G室内小区的超密部署场景下,为提升网络稳定性,降低信号重叠区域的相互干扰并减少切换,通常将相邻信号进行合并组成超级小区(SuperCell),但合并后会导致该场景下容量降低,降干扰和提容量无法同时兼顾。

倪燕子认为,5G上行能力的步步提升,需要从多方面来支撑。第一,5G新频谱的发放。用于广覆盖的700MHz频段,以及用于局域的4.9GHz频段可大大提升行业室内的容量,以及通过DSS/SuperDSS(动态频谱技术)可以使得已有4G频段软重耕到5G。第二,1D3U帧结构的引入,将频谱上行占比大大提升,从而提升上行能力。第三,针对室内小站密集部署的场景,也可支持SuperMIMO技术,利用分布式天线优势,能够根据UE分布位置自适应进行多UE的空分配对,解决干扰问题同时,提升小区容量3~4倍。

此外,中兴通讯于今年2月提出的业界首个智能编排网络方案,在智能编排引擎的驱动下,通过用户编排和网络编排的协同来实现网络潜力的深度释放,可进一步解决5G上行能力不足的问题,提升5G用户体验。针对To B和To C的大上行需求,智能编排可通过用户编排和网络编排灵活满足,如帧结构灵活调整等,进一步提升5G用户体验。

倪燕子表示,To B行业对5G上行的需求会远高于To C场景。提升To C的上行能力,主要是通过引入多个频段,并且上行支持多个频段之间不同双工制式、不同帧结构之间的灵活深入的融合,来同时提升网络的覆盖、容量。针对To B场景,除了多个频段的灵活组网和深度融合,技术的选择和发展还将和To B行业的整体商业模式息息相关。

倪燕子建议,第一,产业链必须考虑系统和终端的支持能力、网络的演进能力、标准协议的支持能力、成熟商用部署经验等因素。

第二,随着5G商用进程的推进,5G的站点选择已经不局限于和4G共站部署。因此,上行增强技术需要支持多个频段、多个站点之间的灵活调度和协同能力。不能只局限于F+T共站部署的场景,而是能灵活支持共站部署、跨站协同,以及宏微协同等都能保持性能的一致和问题,降低工程部署局限性。

第三,上行增强技术的目标是提升上行覆盖和容量, 但是同时也要考虑下行覆盖和容量的提升,达到频段最佳使用的目标。

中兴通讯将在上行能力提升技术上继续深耕,中兴通讯的无线智能编排网络将会成为后5G时代的标志性技术。

2021年6月,中国联通携手中兴通讯发布业界首个无线智能编排网络在辽宁大连的商用试点,用户编排实现了用户体验和驻留比的双提升,NR用户上行速率提升达200%,上行低速用户占比降低50%,切换时延降低50%,流量驻留比大幅提升。

中信科移动运营商网络产品线市场总监陈博

终端“第一关”如何过?

5G商用两年,我国已累计建成5G基站超80万,基本实现地市级及以上城市5G覆盖。随着5G的不断渗透,5G在提升个人业务体验和内容丰富程度的同时,各类不同需求的行业应用也正逐渐兴起,在各行业数字化不断推动的进程中,5G网络的大上行能力逐渐变为刚需。

在这其中,中信科移动联合运营商,积极探索上行能力增强技术,推动5G业务快速发展。

近日,中信科移动运营商网络产品线市场总监陈博在接受《通信产业报》(网)全媒体记者采访时指出,5G时代的个人业务由单向下载转向主动分享,行业数字化需求也聚焦在上行,亟需突破上行瓶颈,以VR直播、AR旅游、远程控制、工业互联网、车路协同等应用场景将最先成为5G上行的“用武之处”。

3G、4G是个人移动互联网时代,日常的手机互联网场景主要是接收移动互联网数据,使用的是移动通信网的下行能力,因此下行速度是评估网络重要性能指标,但随着5G与万物互联的发展,以AR/VR、4K/8K高清视频直播、短视频等为代表的业务对上行速率的需求越来越强烈,因此,5G上行速率变得尤为重要。

据了解,目前5G商用部署主要为5G TDD系统,考虑到广泛性业务需求,时隙分配下行资源的分配高于上行,下行能力也高于上行,造成5G上行能力不足。

据陈博介绍,5G主力频段3.5G为2.5ms双周期,2.6G为5ms单周期,时隙占比均以下行时隙为主,3.5G、2.6G频段上行时隙占比分别为30%、20%。3.5G、2.6G频段较高,相比于低频段的传播损耗和穿透损耗大;而2.1G覆盖能力比3.5G高5.1dB,700M覆盖能力比2.6G高9.4dB,利用FDD低频补充TDD中高频上行覆盖,提升网络整体覆盖能力。

当前,中信科移动密切关注商业模式发展,研究相应技术的迭代与发展,致力于提升5G上行能力,实现技术发展匹配网络与业务需求。其中,采用基于CA架构下的UL Tx Switching,提升上行覆盖与容量,可解决上行能力不足问题。

除此之外,5G上行还存在终端能力有限的问题,由于终端发射功率和天线数量受限,使得上行覆盖容易受限,导致上行覆盖不足问题。

陈博指出,在5G上行应用的特殊应用场景,可以考虑提升终端能力,例如提高终端发射功率、增加终端发射天线通道数等,但提升终端能力必然会带来终端能耗提升的问题,需两者结合折中考虑。

而面对TO C与TO B场景5G上行新需求,中信科移动正联合运营商及社会各行各业,积极探索5G上行的用武之地,推动5G业务发展。

4G改变生活,5G改变社会,无疑,5G的出现深刻的影响了产业生态、数字经济和社会治理。只有将5G融入到交通、医疗、工厂、旅游、教育等各行各业,才能够实现5G改变社会的愿景。当前5G仍处于建设初期,5G是连接社会万物的通道,如何使5G这一“通道”最大地发挥其价值能力,是5G技术探索中较为重要的课题。

正如陈博指出,技术的迭代发展,是为了更好的支撑行业,需以行业的实际需求为主,重点突破,切不能纸上谈兵,无法在现网中应用。落足实际,以行业需求和公众需求为本,迭代发展5G技术,实现万物互联。

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