爱立信大拿谈5G:波束追踪提升高频段网络性能

    移动通信网消息(MSCBSC) 目前,随着国际标准化组织对5G标准的讨论提上日程,全球5G产业再度升温。在近期举行的MWC世界移动通信大会上,关于5G的讨论和展示再次成为展会热点。

    对于5G,除了标准和技术外,另一个备受业界关注的话题就是可用的频谱资源。随着移动通信、卫星、广播电视等各种无线技术的发展,全球频谱资源变得日益稀缺。展望未来的5G,业界普遍认为在高于6GHz的频段上寻求新的频谱资源成为必然趋势。

    然而众所周知的是,高频段资源具有传输距离近、信号衰减快等问题,一定程度上会影响到移动网络的业务质量和用户体验,这一问题引起了包括爱立信在内的设备商的关注。近日,爱立信高级副总裁兼无线业务部主管Arun Bansal接受记者采访,详解爱立信如何通过技术创新提升高频段资源性能。

爱立信高级副总裁兼无线业务部主管 Arun Bansal

    高频段资源存缺陷

    无线频谱资源并非取之不尽、用之不竭,随着各种无线通信技术的不断出现,有限的无线频谱被分配到各种场景和应用。如今,全球低频段频谱资源基本分配完毕,只有当某种老旧技术退出商用,才有将低频段资源进行重耕的可能。因此,面向未来的5G,可用的资源基本在3GHz以上,更有专家指出,6GHz以上的频段是5G时代需要重点考虑的资源。而在美国,部分运营商的测试频段已经接近30GHz。

    在无线通信系统中,高频谱资源因为波长短、频率高而具有较强的穿透能力,能容易地穿透建筑物。但是有利就有弊,由于波长较短,高频谱资源绕射能力较差,与当前的蜂窝网络相比,传输距离较短,信号损失较大,更容易因为植物和天气原因而发生衰减,从而影响到网络性能和可靠性。尤其是在终端移动过程中,极易出现网速不稳定甚至掉线的可能。而这,有可能是阻止5G网速提升,尤其是从静止状态到移动状态,从实验室理想环境走向复杂的实际外场网络环境的最大障碍。

    如何避免5G“见光死”或者“移动死”,成为如今5G技术研发的关键。在近日举行的MWC世界移动大会期间,爱立信的两个突破另业界瞩目:惟一一家实现5G移动性方面的演示;其5G无线原型外场测试达到了下行峰值速度25Gbps。

    可以说,爱立信已经很好地解决了5G从静止走向移动、从实验室走向现网移动环境中的主要技术障碍。

    波束追踪实现从静止到移动的转换

    那么,爱立信是如何做到的呢?近日素有爱立信“无线第一人”之称的爱立信高级副总裁兼无线业务部主管Arun Bansal来到北京,向记者介绍了爱立信的技术创新亮点。据悉,作为一枚资深无线通信专家,Arun Bansal负责了爱立信从2G、3G、4G一直到5G的所有无线产品规划和研发。  

    Arun Bansal表示,爱立信能够提升5G网络性能,关键在于采用了波束追踪(Beam Tracking)、波束赋形、Massive MIMO(多输入多输出)、弹性网络等技术。其中,最值得一提的就是波束追踪。

    在波束追踪的演示视频中,记者看到,在终端移动过程中,其身后的一个绿色的点始终跟随者终端移动,这是一种对波束追踪的形象说明。Arun Bansal表示,波束追踪功能用于监测波束之间终端与交换机的可用连接的质量,以确保交付最佳的用户体验。借助波束追踪功能,爱立信5G无线原型机能够追踪指定终端的位置和运动情况,并且能够实时从多个波束中找出对该终端而言位于最佳方向的一个波束,从而确保可靠的连接。这些波束可来自多个发射点。

    Arun Bansal表示,5G不仅包括现有LTE技术的演进,也会加入新的无线接入技术,这些技术通常在较高的频段使用。爱立信的波束追踪功能,特别适用于毫米波频段场景,能够在这一频段确保用户无论在静止状态还是在移动状态均获得非常高的网络性能。

    “如果只考虑固定状态,那么我们很容易实现很高的峰值速率,例如爱立信目前在实验室环境就可以实现75Gbps的速度,但是这并不是爱立信关注的重点。爱立信更关注在实际应用环境中,尤其是在移动过程中的性能表现。”Arun Bansal透露,爱立信是目前业界第一家做到5G移动性演示的厂商。

    多项技术提升网络性能

    Arun Bansal介绍,除了波束追踪之外,爱立信的5G无线原型还采用了以下创新技术:

    第一,多用户MIMO,确保爱立信5G无线原型可在一个站点的一个扇区中利用相同的频谱来服务多名用户;

    第二,波束赋形技术,作为爱立信5G无线原型的关键技术,波束赋形可支持更高的频段,从而扩展覆盖范围并降低能耗;

    第三,先进天线设计,每个爱立信5G无线原型中均包含128个天线单元及64个无线链接;

    第四,弹性网络,无论基带资源处于同一地方还是网络中的不同地方,都可以实现非常好的协同效果,从而给网络整体性能带来很大的提升,据悉,目前爱立信是惟一一家能够做到弹性网络的,并且没有任何限制面对整体无线网络。

    Arun Bansal表示,根据香农定律,小区容量极限和信噪比有关,在使用了波束追踪和多天线技术之后,小区容量可以通过叠加实现几十倍甚至近百倍的提升。

    与全球多家运营商展开合作

    虽然直到2020年5G才能实现商用,但是全球领先的移动运营商早已开始规划5G准标准外场测试,旨在测试能够有效地利用高频谱的先进技术。在外场测试中,爱立信凭借性能卓越的5G无线原型,与全球20多家运营商宣布了合作。这其中,美国的Verizon、T-Mobile、AT&T,欧洲的沃达丰、德国电信、西班牙电信,日本的NTT docomo、软银、KDDI以及中国移动、新加坡电信等都与爱立信进行了合作。


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