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      華為楊超斌:Massive MIMO是5G極簡網絡之本

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

      C114訊 3月13日消息(岳明)2019年,全球5G首波市場將迎來規模商用,5G建網的經濟性成為全球運營商共同關注的熱點。5G將為用戶帶來Gbps的極致體驗已成為業界共識,但是如何兌現這樣的極致體驗?選擇3.5GHz C-Band這一“高頻”,是否需要建設更多的站點,以致建設一張5G密集覆蓋網絡,增加部署成本?抑或直接采用2GHz以下的“低頻”建網,實現與LTE類似覆蓋,從而降低部署成本?

      在2月26日召開的2019世界移動大會“5G部署”GSMA分論壇上,華為5G產品線總裁楊超斌詳細闡述了“Massive MIMO是5G極簡網絡之本”這一觀點,用縝密的理論分析結合詳盡的實測結果,正面回應5G建網經濟性這一熱點話題,強調3.5GHz Massive MIMO能實現與LTE 1:1共站建設,覆蓋比LTE更好,容量比LTE更高,能極大降低5G網絡建設的每比特成本和部署成本。

      Massive MIMO天線陣列增益可彌補高頻弗里斯自由空間傳播的額外損耗

      弗里斯傳輸方程是天線理論中最重要的方程之一,表征了發射天線功率與接收天線功率之間的關系,而頻率f是該方程中的變量,頻率越高則接收天線功率越小,弗里斯傳輸方程可以計算出不同頻率的自由空間傳播損耗,結合具體頻率來看的話,3.5GHz自由空間傳播損比1.8GHz會多出6dB左右。

      Massive MIMO的設計核心為大規模天線陣列,傳統的1.8GHz天線陣列通常由24個天線陣子組成,而Massive MIMO的天線陣列的陣子數高達數百個。即使考慮天線陣子數增加而單個陣子的增益會收縮這一因素, Massive MIMO天線陣列帶來的波束賦形增益完全可以彌補3.5GHz由于頻段傳播引起的6dB額外損耗,因此,3.5GHz 64T64R的覆蓋要好于1.8GHz,3.5GHz 32T32R的覆蓋與1.8GHz相同,而3.5GHz 16T16R和8T8R的覆蓋則比1.8GHz要差。

      中國移動杭州5G規模商用網絡實測表明,在5G與LTE 1:1共站建設下,同樣的3.5GHz頻率,32T32R Massive MIMO的覆蓋比8T8R提升60%,確保隨時隨地Gbps用戶體驗。

      香農定理結合Massive MIMO實現5G百倍容量提升

      香農定理闡述了信道的理論容量極限與信道帶寬和信噪比的關系,信噪比可以通過先進的編碼方式來提升,5G的Polar碼已逐步接近極限,而信道帶寬即頻譜資源是有限而寶貴的。如何在諸多的限制條件下進一步提升信道容量?Massive MIMO通過空分復用進一步提升信道容量,空分復用的能力與陣列數相關,陣列數增加,則信道容量也會隨之提升。同時,5G天然支持100MHz大帶寬,帶寬的提升也會帶來容量的線性提升。

      IMT-2020北京的測試外場剛剛見證了5G小區容量的新記錄:采用3.5GHz 64T64R Massive MIMO,在100MHz帶寬下,5G的小區容量高達14.58Gbps,是LTE 150Mbps理論峰值的97倍。Massive MIMO極大的降低了每比特成本。

      高頻天線陣列更小讓Massive MIMO工程更易

      天線尺寸是影響工程部署效率的重要因素,也是決定基站建設成本的重要因素之一。天線尺寸與天線陣列大小相關,而天線陣列的大小由頻率(頻率=光速/波長)決定。通常情況下單個天線陣子的大小及天線陣子的間距為半波長,高頻的波長更短,也就意味著高頻Massive MIMO的尺寸更小。3.5GHz 64T64R Massive MIMO的天線陣列尺寸約為700x400mm,而1.8GHz及800MHz 64T64R尺寸高達1000x650mm和2000x1500mm。因此3.5GHz Massive MIMO尺寸更小,更具備工程可行性。

      在韓國LGU+的5G規模商用網絡中,3.5GHz Massive MIMO已經全網部署上萬站。得益于Massive MIMO尺寸小、重量輕,上萬5G站點在四個月內全部安裝完成。對比傳統射頻+饋線+天線的形態,Massive MIMO一個模塊集成射頻和天線,免饋線安裝,不僅尺寸降低了55%,安裝時間也節省了35%,極大提升了LGU+的5G商用網絡部署效率,幫助LGU+取得了5G商用部署全面領先。

      因此從5G建網經濟性的角度來說,Massive MIMO更好的覆蓋和更高的容量,幫助運營商極大降低了每比特成本;3.5GHz Massive MIMO從工程角度可以做到尺寸更小,降低了體積和重量,幫助運營商極大降低了部署成本。

      華為秉承5G極簡網絡理念,把復雜留給自己,把簡單留給客戶。而Massive MIMO,正是5G極簡網絡之本。

      作者:岳明   來源:C114通信網

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