通信事業者の一括取得から見た 5G の未来: 進化し続けるオールバンド マルチアンテナ技術
工業情報化部によると、今年6月末までに5G基地局が96万1000か所建設され、5G携帯電話端末が3億6500万台接続され、世界全体の80％以上を占め、さらに5G携帯電話端末が接続されているという。中国における 5G アプリケーションのイノベーション事例は 10,000 件を超えています。
中国の5G開発は急速に進んでいるが、十分ではない。最近、より広く深いカバレッジの5Gネットワークを構築するために、チャイナテレコムとチャイナユニコムは24万の2.1g 5G基地局を共同で取得し、チャイナモバイルとラジオとテレビは共同で48万の700M 5G基地局を取得し、合計58の投資を行った。億元。
業界では国内外メーカーの入札シェアに注目が集まっており、この2つの集中調達から5Gの発展動向が読み取れる。通信事業者は、5G ネットワークの容量や速度などのユーザー エクスペリエンスに注意を払うだけでなく、5G ネットワークのカバレッジや低消費電力にも注意を払っています。
5Gは約2年間商用化されており、今年末までに170万に達すると予想されており、今後数年間でさらに数百万の5G基地局が建設される予定です（中国には約600万の4G基地局があり、その他にも） 5G が来る）。
では、2021年後半から5Gはどこへ向かうのでしょうか？通信事業者はどのようにして 5G を構築するのでしょうか?著者は、集団調達の需要や各地で行われた最先端の5G技術の実証実験から、無視されてきたいくつかの答えを見つける。
1、5Gネットワーク構築にさらなるメリットがある場合
5G商用化の深化と5G普及率の向上に伴い、携帯電話のトラフィックは爆発的に増加しており、5Gネットワークの速度とカバレッジに対する人々の要求はますます高くなっています。ITUおよびその他の組織のデータによると、2025年までに中国の5GユーザーDOUは15GBから100GB（世界では26GB）に増加し、5G接続数は26億に達すると予想されています。
将来の 5G 需要に応え、広いカバレッジ、高速、良好な認識を備えた高品質の 5G ネットワークを効率的かつ安価に構築する方法は、現段階で通信事業者にとって緊急の課題となっています。通信事業者は何をすべきでしょうか?
最も重要なバンドから始めましょう。将来的には、700M、800M、900Mなどの低周波帯、1.8G、2.1g、2.6G、3.5gなどの中周波帯、およびそれ以上のミリ波帯が5Gにアップグレードされる予定です。しかし次に、通信事業者は、どの周波数帯が現在の 5G ユーザーのニーズをよりよく満たすことができるかを検討する必要があります。
まずは低周波を見てみましょう。低周波数帯域の信号は透過性に優れ、カバレッジの点で有利であり、ネットワーク構築と保守コストが低く、一部の通信事業者は周波数帯域リソースが豊富であり、ネットワーク構築の初期段階では比較的十分です。
低周波数帯域で 5G を導入している通信事業者は、高い干渉と比較的遅いネットワーク速度の問題にも直面しています。テストによると、ローバンド 5G の速度は、同じローバンドの 4G ネットワークの 1.8 倍に過ぎず、依然として数十 Mbps の範囲にとどまっています。これは最も遅い 5G ネットワークであり、5G の認知と体験に対するユーザーの要求を満たすことができないと言えます。
低周波数帯域の末端産業チェーンが未成熟であるため、現在世界で 2 つの 800M 5G 商用ネットワークがリリースされているだけであり、900M 5G 商用ネットワークはまだリリースされていません。したがって、800M/900M で 5G を復活させるのは時期尚早です。業界チェーンが正しい軌道に乗るのは 2024 年以降になると予想されます。
そしてミリ波。通信事業者は高周波ミリ波での5Gの導入を進めており、これによりユーザーはより高速なデータ伝送速度を得ることができるが、伝送距離は比較的短いため、次の建設段階の目標となっている。つまり、通信事業者はより多くの5G基地局を建設し、より多くの資金を投じる必要がある。明らかに、現段階の通信事業者にとって、ホット スポット カバレッジ要件を除いて、他のシナリオは高周波数帯域の構築に適していません。
そして最後にスペクトルです。通信事業者は、下位帯域よりも高速なデータ速度とより多くのデータ容量を提供できる中間帯域で 5G を構築しています。ハイスペクトラムに比べて基地局の建設数が削減でき、事業者のネットワーク構築コストを削減できます。さらに、端末チップや基地局装置などの産業チェーンリンクはより成熟しています。
したがって、著者の意見では、今後数年間、通信事業者は引き続き、他の周波数帯域で補完された中間スペクトルでの 5G 基地局の建設に注力することになるでしょう。このようにして、通信事業者はカバー範囲の広さ、コスト、容量のバランスを見つけることができます。
THE GSA によると、世界中には 160 以上の 5G 商用ネットワークがあり、上位 4 つは 3.5G ネットワーク (123)、2.1G ネットワーク (21)、2.6G ネットワーク (14)、および 700M ネットワーク (13) です。端末の観点から見ると、3.5g + 2.1g 端末の業界の成熟度は 2 ～ 3 年先であり、特に 2.1g 端末の成熟度は 3.5/2.6g に近づいています。
成熟した産業は、5G の商業的成功の基盤です。この観点から見ると、2.1g + 3.5g および 700M + 2.6G ネットワークで 5G を構築する中国の通信事業者は、今後数年間で業界での先行者利益を得ることができます。
2、FDD8t8r
オペレーターが中周波の価値を最大化できるように支援します。
通信事業者の 5G ネットワークの進化のニーズを満たすには、スペクトルに加えて、複数のアンテナも重要です。現在、通信事業者が 5G FDD ネットワークで一般的に使用している 4T4R (4 つの送信アンテナと 4 つの受信アンテナ) およびその他の基地局アンテナ技術は、単にスペクトル帯域幅を増やすだけでは、トラフィックの増加によってもたらされる課題に対処できなくなりました。
さらに、5G ユーザーが増加するにつれて、通信事業者は大規模な接続をサポートするために基地局の数を増やす必要があり、ユーザー間の自己干渉の増大につながります。従来の 2T2R および 4T4R アンテナ テクノロジーは、ユーザー レベルでの正確なガイダンスをサポートしておらず、正確なビームを実現できないため、ユーザーの速度が低下します。
どのようなマルチアンテナ技術により、通信事業者は基地局の容量やユーザーエクスペリエンスなどの要素も考慮しながら、5Gの広いカバー範囲を実現できるでしょうか?ご存知のとおり、ワイヤレス ネットワークの伝送速度は、主にネットワーク基地局とスマートフォンなどの端末デバイスの間で信号を送受信する動作モードに依存しますが、マルチアンテナ技術により基地局の容量を 2 倍にすることができます (正確なビームに基づく)。マルチアンテナは干渉を制御できます)。
したがって、5G の急速な発展には、FDD から 8T8R、Massive MIMO、その他のマルチアンテナ技術への継続的な進化が必要です。筆者の意見では、8T8R は、以下の理由から、「経験とカバレッジの両方」を達成するための 5GFDD ネットワークの将来の構築の方向性になると考えています。
まず、標準的な観点から、3GPP は端末のマルチアンテナを十分に考慮してプロトコルの各バージョンで強化されています。R17 バージョンは、端末の複雑さを軽減し、基地局のアップストリーム帯域とダウンストリーム帯域の間の位相情報を通じて端末チャネル ステータスをテストします。R18版では高精度コーディングも追加されます。
これらの規格を実装するには、少なくとも 5G FDD 基地局に 8T8R アンテナ テクノロジーが搭載されている必要があります。同時に、5G 時代の R15 および R16 プロトコルのパフォーマンスが大幅に向上し、2.1g 大帯域幅 2CC CA のサポートが強化されました。R17 および R18 プロトコルも、FDD Massive MIMO の継続的な進化を推進します。
第二に、端末の観点から見ると、スマートフォンやその他の端末の 4R (4 つの受信アンテナ) は 2.1g 8T8R 基地局の容量を解放でき、4R は 5G 携帯電話の標準構成になりつつあり、ネットワークを利用して複数のアンテナの価値を最大化します。
将来的には、業界で6R/8R端末がレイアウトされ、現在の技術が実現されます。6アンテナレイアウト技術が端末マシン全体で実現され、主流のベースバンド8Rプロトコルスタックがサポートされます。端末のベースバンドプロセッサ。
China Telecom と China Unicom の関連ホワイトペーパーでは、5G 2.1g 4R が必須の携帯電話とみなされ、中国市場のすべての 5G FDD 携帯電話が Sub3GHz 4R をサポートすることが求められています。
端末メーカー的には、主流のミドル・ハイエンド携帯電話は5G FDD中周波1.8/2.1g 4Rをサポートしており、今後主流となる5G FDD携帯電話は標準となるSub 3GHz 4Rをサポートすることになる。
同時に、ネットワーク アップリンク機能が FDD 5G の主な利点です。テストによると、2.1g広帯域幅2T（送信アンテナ2本）端末の上りリンクピークエクスペリエンスは3.5g端末のアップリンクピークエクスペリエンスを上回りました。端末市場の競争と通信事業者の需要により、将来的にはより多くのハイエンド携帯電話が 2.1g 帯域のアップリンク 2T をサポートすると予測できます。
第三に、経験の観点から見ると、現在のモバイル フロー需要の 60% ～ 70% は屋内からのものですが、屋内の重いセメント壁が屋外の Acer ステーションにとって屋内カバレッジを達成する最大の障害になります。
2.1g 8T8R アンテナ技術は強力な透過能力を備えており、浅い住宅の建物の屋内カバレッジを実現できます。これは低遅延サービスに適しており、将来の競争において事業者により多くの利点をもたらします。さらに、従来の 4T4R セルと比較して、8T8R セルの容量は 70% 増加し、カバレッジは 4dB 以上増加します。
最後に、運用とメンテナンスのコストの観点から見ると、8T8R アンテナ テクノロジは、繰り返しの利点があり、10 年以内に交換する必要がないため、都市部のアップリンク カバレッジと地方のダウンリンク カバレッジの両方に最適です。運営者が投資した後。
一方、2.1g 8T8R アンテナ技術は、4T4R ネットワーク構築と比較してサイト数を 30% ～ 40% 節約でき、7 年間で TCO は 30% 以上節約できると推定されています。通信事業者にとって、5Gステーションの数が減るということは、ネットワークが将来的にエネルギー消費量を削減できることを意味し、これは中国の「デュアルカーボン」目標とも一致する。
現在の 5G 基地局の空のリソースは限られており、各事業者は各セクターに 1 つまたは 2 つの極しか持たないことは言及する価値があります。8T8R アンテナ テクノロジーをサポートするアンテナは、ライブ ネットワークの 3G および 4G アンテナに統合できるため、サイトが大幅に簡素化され、サイトの使用料が節約されます。
3、FDD 8T8Rは理論ではありません
オペレーターはいくつかの場所でそれを試験運用しました
FDD 8T8R マルチアンテナ テクノロジーは、世界中の 30 社以上の通信事業者によって商業的に導入されています。中国でも、多くの地元通信事業者が 8T8R の商用検証を完了し、良好な結果を達成しています。
今年6月、厦門電信とファーウェイは世界初の4/5Gデュアルモード2.1g 8T8R共同イノベーションサイトの開設を完了した。テストを通じて、5G 2.1g 8T8R のカバレッジ深度は従来の 4T4R と比較して 4dB 以上向上し、ダウンリンク容量は 50% 以上増加することがわかりました。
今年7月、チャイナユニコム研究所と広州ユニコムはファーウェイと提携し、広州生物島の外野にあるチャイナユニコムグループ初の5G FDD 8T8Rサイトの検証を完了した。FDD 2.1g 40MHz 帯域幅に基づく 8T8R のフィールド測定では、従来の 4T4R セルと比較して、カバレージが 5dB 向上し、セル容量が最大 70% 向上しました。
投稿時間: 2021 年 12 月 17 日