运营商如何打造极致体验5G精品网络?精准规划先行

2019年,全球5G商用步伐加速。5G网络部署正在以前所未有的速度开展开来。GSA 8月27日发布的报告显示,目前全球在100个国家有296家运营商投资5G。32个国家的56家运营商已经宣布在其实时网络中部署5G。

运营商在5G建设上铆足干劲,但是5G网络建设不同于4G。5G业务种类多样,要求超高带宽和极低时延。这促使运营商大量使用中高频段的频率,使得5G网络规划遇到难题:效率低、不精准,如何实现一定成本下收益最大化。

那么,运营商在建设5G网络过程中,该如何进行合理精准规划,更快的速度建网,获取更好的5G网络质量?

5G快速发展:新业务需要基于业务体验的新建网标准

在中国,随着5G牌照发放,5G建设进入快速部署阶段。根据三大运营商公布的5G基站建设规划显示,今年预计建设的基站总数将达到13万个以上。国外5G网络建设同样高速增长。韩国目前建成5G基站数量达到9万个。欧洲的英国、瑞士等国5G建设也表现抢眼。

运营商如何打造极致体验5G精品网络?精准规划先行
基于业务体验的5G建网标准

随着5G技术与移动网络的演进,运营商业务从传统的电信业务开始逐步向更为丰富的数字化业务发展。在新的数字化业务发展的同时,其丰富的业务形态、多样的体验需求也对移动网络提出了新的挑战。基于此,移动网络需要从传统的电信业务建网模式向满足新的数字化业务体验需求的业务体验建网模型转型。

运营商如何打造极致体验5G精品网络?精准规划先行

与4G时代仅仅关注速率不同,5G时代基于业务体验建网,比如5G初期的CloudVR/AR、4K视频、无人机等新业务,对网络在高带宽、低时延等方面提出更高要求。超高速率、超短时延成为业务规划建模能力衡量指标重要一环。

以消费者最为期待的CloudVR/AR业务为例,该应用被视为5G时代最重要的eMBB业务。Cloud AR/VR应用场景要求下行速率超过100Mbps,以保障2K以上的高清视频体验,同时要求低于20ms的网络时延来消除眩晕感。未来,CloudVR/AR需要大于1Gbps 速率和低于10ms的时延。

运营商如何打造极致体验5G精品网络?精准规划先行

精品5G网络呼唤立体精准仿真

熟悉移动通信技术的人知道,5G使用的中高频谱,对传播环境更加敏感。从无线电波的物理特征来看,由于接收功率与波长的平方成正比,毫米波的信号衰减幅度更严重,导致接收天线接收到的信号功率显著减少。

此时,运营商增加5G传输发射功率,或是无限提高发射天线和接收天线的增益这些途径都不可行,唯一的方法便是增加发射天线和接收天线的数量。这促进了Massive MIMO技术的大量运用。该技术可以实现水平和垂直立体覆盖、容量双提升。

运营商如何打造极致体验5G精品网络?精准规划先行

根据ABI Research此前发布的全球基站天线研究报告显示,为了提升吞吐量,移动服务提供商会使用扇区分区、波束赋形和高阶MIMO等技术。未来基站天线将朝着多频多端口、多波束、Massive MIMO等方向演进。

由此可知,在5G时代Massive MIMO将成为基站发展的重要方向。但是,Massive MIMO技术将为基站天线技术带来两方面的变化。

一方面,在4G时代,网络基站的天线数大多只是2天线、4天线或8天线。5G网络传输基于Massive MIMO技术,基站天线数达到了64/128/256个。

另一方面,在4G时代,大多数天线使用的传统MIMO被业内称为2D-MIMO,信号传输往往只在水平方向移动,垂直方向不发生位移,就像你在平静的水面扔一块石头后所溅起的涟漪一样。但是在5G网络传输的Massive MIMO技术,信号在水平维度的基础上引入了垂直维度,因此也被称为3D-MIMO。

据了解,Massive MIMO技术通过3D波束赋形,改变天线波束形状继而改变天线覆盖区域,可以将辐射能量集中在更需要的终端上,显著提高频谱效率,增加扇区吞吐量。与目前的LTE-A和LTE-A Pro技术相比,MassiveMIMO将有助于实现预计的100X容量。

但是Massive MIMO技术的缺点是,必须实现非常复杂的算法,来保障用户5G信号能够在需要的地方形成良好的覆盖。由此可见,5G基站规划成为网络建设的关键,而3D立体精准仿真成为5G精准规划的必需。

双剑合璧:华为提出5G立体精准仿真

众所周知,5G建设分为规划、建设、维护、优化等步骤,规划排在首位,重要性不言而喻。对于运营商而言,5G基站规划并非易事。据华为全球技术服务CMO郑如国介绍运营商在5G网络建设中面临高额的资金投入,但是传统的规划靠人,效率低,精准度也不高。因此,运营商希望能够如何快速/精准选站,并利用现有站点资源。

为了提高运营商对5G网络的规划效率,业界领先企业在积极行动。比如华为推出了立体精准仿真方案,实现“双剑合璧”。据介绍,该方案根据体验建模,设立建网标准,打造极致体验5G精品网络。

第一把剑:3D立体精准仿真,领先业界

华为服务依靠3D仿真和AI使能5G精准规划,提升规划准确率。一方面,华为依靠3D仿真技术,构建3D立体场景模型,精准展示出基站与用户的传播路径。

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华为3D立体精准规划楼层级呈现

另一方面,基于AI的射线追踪传播模型Rayce,使得3D仿真和楼层级呈现,支持Massive MIMO波束级分析,模拟多条路径,准确获取传播特性,传播精度领先业界1~2dB。

此外,基于AI的白金参数,通过对比各参数组合的性能,选择最优结果,生成最优的RF&BF参数,从而使得容量提升。

第二把剑:GPU硬加速,支持万站规模仿真

华为将GPU硬加速技术应用于5G网络3D立体精准仿真方面,支持上万站的3D仿真,仿真效率从周级(约7天)变为天级(约1天)。该项技术大大提升了运营商5G规划时的3D立体仿真效率,满足运营商快速高质量建网需求。

运营商如何打造极致体验5G精品网络?精准规划先行

结语:5G建设加速从规划开始

俗话说“良好的开端是成功的一半。”在笔者看来,运营商想要赢得这场竞赛最终的胜利,5G网络规划成为关键。

面对运营商的迫切需求,华为推出的立体精准仿真方案,用两把利剑直指运营商5G网络规划痛点:3D立体精准仿真解决了运营商建网中的基站选择及天线问题,而GPU硬加速则解决了在3D立体精准仿真时的效率问题。

值得一提的是,上述规划方案已经在中国、韩国等全球多个国家运营商落地实践。目前华为已经已签订了50多个5G的商用合同,发货20多万个5G基站设备。

5G建设的复杂性将是4G的数倍,面对运营商建网中的痛点,华为积极践行“把简单留给客户,把复杂留给自己”的理念,从设备到服务,从规划到优化,处处为客户着想,也赢得客户的青睐。

当然在一次次的帮助运营商解决5G网络“规建维优”难题的同时,华为也在不断升华自己,让自己在5G市场中的竞争力更加强大。

本文转载于公众号“黄海峰的通信生活”,作者黄海峰

发布于 2019-10-26