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华为杨超斌:Massive MIMO是5G极简网络之本

http://www.c114.com.cn ( 2019/3/13 17:45 )

C114讯 3月13日消息(岳明)2019年,全球5G首波市场将迎来规模商用,5G建网的经济性成为全球运营商共同关注的热点。5G将为用户带来Gbps的极致体验已成为业界共识,但是如何兑现这样的极致体验?选择3.5GHz C-Band这一“高频”,是否需要建设更多的站点,以致建设一张5G密集覆盖网络,增加部署成本?抑或直接采用2GHz以下的“低频”建网,实现与LTE类似覆盖,从而降低部署成本?

在2月26日召开的2019世界移动大会“5G部署”GSMA分论坛上,华为5G产品线总裁杨超斌详细阐述了“Massive MIMO是5G极简网络之本”这一观点,用缜密的理论分析结合详尽的实测结果,正面回应5G建网经济性这一热点话题,强调3.5GHz Massive MIMO能实现与LTE 1:1共站建设,覆盖比LTE更好,容量比LTE更高,能极大降低5G网络建设的每比特成本和部署成本。

Massive MIMO天线阵列增益可弥补高频弗里斯自由空间传播的额外损耗

弗里斯传输方程是天线理论中最重要的方程之一,表征了发射天线功率与接收天线功率之间的关系,而频率f是该方程中的变量,频率越高则接收天线功率越小,弗里斯传输方程可以计算出不同频率的自由空间传播损耗,结合具体频率来看的话,3.5GHz自由空间传播损比1.8GHz会多出6dB左右。

Massive MIMO的设计核心为大规模天线阵列,传统的1.8GHz天线阵列通常由24个天线阵子组成,而Massive MIMO的天线阵列的阵子数高达数百个。即使考虑天线阵子数增加而单个阵子的增益会收缩这一因素, Massive MIMO天线阵列带来的波束赋形增益完全可以弥补3.5GHz由于频段传播引起的6dB额外损耗,因此,3.5GHz 64T64R的覆盖要好于1.8GHz,3.5GHz 32T32R的覆盖与1.8GHz相同,而3.5GHz 16T16R和8T8R的覆盖则比1.8GHz要差。

中国移动杭州5G规模商用网络实测表明,在5G与LTE 1:1共站建设下,同样的3.5GHz频率,32T32R Massive MIMO的覆盖比8T8R提升60%,确保随时随地Gbps用户体验。

香农定理结合Massive MIMO实现5G百倍容量提升

香农定理阐述了信道的理论容量极限与信道带宽和信噪比的关系,信噪比可以通过先进的编码方式来提升,5G的Polar码已逐步接近极限,而信道带宽即频谱资源是有限而宝贵的。如何在诸多的限制条件下进一步提升信道容量?Massive MIMO通过空分复用进一步提升信道容量,空分复用的能力与阵列数相关,阵列数增加,则信道容量也会随之提升。同时,5G天然支持100MHz大带宽,带宽的提升也会带来容量的线性提升。

IMT-2020北京的测试外场刚刚见证了5G小区容量的新记录:采用3.5GHz 64T64R Massive MIMO,在100MHz带宽下,5G的小区容量高达14.58Gbps,是LTE 150Mbps理论峰值的97倍。Massive MIMO极大的降低了每比特成本。

高频天线阵列更小让Massive MIMO工程更易

天线尺寸是影响工程部署效率的重要因素,也是决定基站建设成本的重要因素之一。天线尺寸与天线阵列大小相关,而天线阵列的大小由频率(频率=光速/波长)决定。通常情况下单个天线阵子的大小及天线阵子的间距为半波长,高频的波长更短,也就意味着高频Massive MIMO的尺寸更小。3.5GHz 64T64R Massive MIMO的天线阵列尺寸约为700x400mm,而1.8GHz及800MHz 64T64R尺寸高达1000x650mm和2000x1500mm。因此3.5GHz Massive MIMO尺寸更小,更具备工程可行性。

在韩国LGU+的5G规模商用网络中,3.5GHz Massive MIMO已经全网部署上万站。得益于Massive MIMO尺寸小、重量轻,上万5G站点在四个月内全部安装完成。对比传统射频+馈线+天线的形态,Massive MIMO一个模块集成射频和天线,免馈线安装,不仅尺寸降低了55%,安装时间也节省了35%,极大提升了LGU+的5G商用网络部署效率,帮助LGU+取得了5G商用部署全面领先。

因此从5G建网经济性的角度来说,Massive MIMO更好的覆盖和更高的容量,帮助运营商极大降低了每比特成本;3.5GHz Massive MIMO从工程角度可以做到尺寸更小,降低了体积和重量,帮助运营商极大降低了部署成本。

华为秉承5G极简网络理念,把复杂留给自己,把简单留给客户。而Massive MIMO,正是5G极简网络之本。

作者:岳明   来源:C114通信网

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