从运营商集采看5G未来：全频段多天线技术的演进

2021-08-17 14:56

海峰看科技

关注

文／黄海峰

据工业和信息化部数据，截止今年6月底，累计建设5G基站达96．1万个，5G手机终端连接数达3．65亿户，占全球80％以上，全国5G应用创新案例超过1万个。

中国5G发展迅速，但还不够。近日，为打造覆盖更广、更深的5G网络，电信与联通集采24万座2．1G 5G基站、移动与广电集采48万座700M 5G基站，共投资580亿元。

业界高度关注国内外厂商中标份额，而我们从这两次集采发现5G发展趋势，运营商不仅只关注5G网络容量、速率等用户体验，还关注5G网络覆盖、低功耗。

5G商用至今约2年，预计今年底将达到170万座，未来几年还将建设几百万座5G基站（我国有约600万4G基站，5G未来会更多）。

那么从2021年下半年开始，未来5G会走向何方？运营商如何建设5G？笔者从此次集采需求以及目前各地最前沿的5G技术试点中，找到一些被大家忽视的答案。

从运营商集采看5G未来：全频段多天线技术持续演进

中频在5G网络建设中更具优势

随着5G商用的不断深入、5G渗透率的提升，手机流量更是爆发式增长，人们对5G网络的速率和覆盖等体验要求会越来越高。ITU等组织数据显示，到2025年，中国5G用户DOU将从15GB增长至100GB（全球将达到26GB），5G连接数将达到26亿。

如何满足未来的5G需求，高效、低成本地建设一张覆盖广、速度快、感知好的高品质5G网络，成为运营商现阶段迫切需要解决的难题。运营商该怎么做？

我们先从最关键的频段入手分析。未来不论是700M、800M、900M等低频段，还是1．8G、2．1G、2．6G、3．5G等中频段，还是更高的毫米波频段，都将演进到5G。但下一步，运营商需要考虑哪种频段更能满足当前5G用户需求。

首先看低频段。低频段信号穿透性更好，覆盖有优势，建网和维护成本低，一些运营商频段资源丰富，在网络建设初期容量相对够用。

运营商在低频段部署5G，也面临干扰大、网络速率相对“慢”的问题。据测试，低频段5G比同样低频段的4G网络速率要快，但是也仅仅快了1．8倍而已，依然处于几十Mbps的速率区间，可以说是最慢的5G网络，无法满足用户对5G的认知和体验诉求。

由于低频段的终端产业链还不成熟，目前全球仅发布两张800M 5G商业网络，尚未发布900M 5G商用网络。所以说，800M／900M重耕5G为时过早，预计2024年以后产业链才能步入正轨。

再看毫米波。运营商在高频段毫米波部署5G，虽然能够为用户带来更快的数据传输速度，但传输距离相对较短，或是下阶段的建设目标。这就意味着，运营商需要建设更多的5G基站，投入更多的资金。显然对现阶段的运营商而言，除了热点覆盖需求，其他场景都不适合建设高频段。

最后看中频谱。运营商在中频段建设5G，相比低频谱，能带来更高的数据传输速度，更大的数据容量；相比高频谱，又能减少基站的建设数量，降低运营商的建网成本。而且，中频段的终端芯片、基站设备等产业链环节更为成熟。

因此，在笔者认为，未来几年，运营商发力5G，依然会是以中频谱5G基站建设为主，其他频段为辅。如此一来，运营商就能在覆盖广度、成本、容量三者中找到平衡点。

GSA数据显示，全球5G商用网超过160张，其中排名前四的是3．5G网络（123张）、2．1G网络（21张）、2．6G网络（14张）以及700M网络（13张）。从终端角度看，3．5G＋2．1G终端产业成熟度领先2～3年，尤其2．1G 终端成熟度已接近3．5／2．6G。

成熟的产业是5G商业成功的基础。从这个角度看，以2．1G＋3．5G、700M＋2．6G网络建设5G的中国运营商，具备未来几年产业先发优势。

FDD 8T8R，助力运营商发挥中频最大价值

除了频谱，多天线也是满足运营商5G网络演进需求的关键。现在运营商5G FDD网络普遍使用的4T4R（4个发射天线和4个接收天线）等基站天线技术，想要通过单纯的增加频谱带宽，已无法应对流量增长带来的挑战。

而且，随着5G用户数的增长，运营商不得不增加基站数量，支持海量连接，导致用户之间的自干扰增加。传统的2T2R、4T4R天线技术，并不支持用户级的精准导向，无法实现精准波束，导致用户速率下降。

怎样的多天线技术能够让运营商在实现5G覆盖广度的同时，也能兼顾基站容量、用户体验等因素呢？我们知道，无线网络传输速度，主要取决于网络基站和智能手机等终端设备之间的信号收发工作模式，而多天线技术可以实现基站容量的翻倍提升（基于多天线的精准波束可控制干扰）。

所以，5G快速发展需要FDD向8T8R、Massive MIMO等多天线技术持续演进。而笔者认为，8T8R将是未来5GFDD网络建设方向，实现体验与覆盖的“鱼和熊掌兼得”，具体原因有如下几点。

首先，从标准角度看，3GPP充分考虑到终端多天线，在每一个协议版本都做了增强。R17版本将降低终端复杂度，可通过基站上下行频段之间的相位信息，测试终端信道状态。R18版本还将增加高精度编码。

这些标准的实现，至少需要5G FDD基站拥有8T8R天线技术。与此同时，5G时代的R15和R16协议对其性能进行了大幅优化，支持2．1G大带宽2CC CA，R17和R18协议还将推动FDD Massive MIMO的持续演进。

其次，从终端角度看，智能手机等终端的4R（4个接收天线），可以释放2．1G 8T8R基站的能力，而4R正成为5G手机标配，可与网络协同最大化多天线价值。

未来在产业方面，6R／8R终端已经在布局，目前技术上已经实现：终端整机上，6天线布局技术已经实现，同时终端基带处理器上，主流基带8R协议栈已经支持。

而中国电信和中国联通的相关白皮书将5G 2．1G 4R作为手机必选，要求中国市场 5G FDD手机都支持Sub3GHz 4R。

在终端厂商方面，主流中高端手机已支持5G FDD中频 1．8／2．1G 4R，未来主流5G FDD手机支持Sub 3GHz 4R，将是标配。

与此同时，网络上行能力是FDD 5G的主要优势。据测试，2．1G大带宽2T（2个发射天线）终端上行峰值体验，已超过3．5G终端。可以预见，在终端市场竞争以及运营商需求推动下，未来更多高端手机机型，将在2．1G频段支持上行2T。

再次，从体验角度看，当前60％－70％的移动流量需求都是来自室内，但室内厚重的水泥墙，将成为室外宏基站实现室内覆盖的最大障碍。

2．1G 8T8R天线技术穿透能力强，能够实现浅层的居民楼的室内覆盖，适合低时延业务，使得运营商在未来竞争中更具优势。此外，8T8R相比传统4T4R小区容量提升70％，覆盖提升4dB以上。

最后，从运维成本角度看，一方面，不论是城市的上行覆盖，还是农村的下行覆盖，8T8R天线技术都是最佳的选择，因为该技术具备可迭代优势，在运营商投资后，10年内不需要更换。

另一方面，2．1G 8T8R天线技术相比4T4R建网可节省30％－40％站点数量，预估7年TCO可节省30％以上。对运营商而言，5G站点数量的减少，意味着未来网络可以实现更少的能源消耗，也符合我国“双碳”目标。

值得一提的是，当前5G基站的天面资源紧张，每个运营商在每个扇区只有一个抱杆或两个抱杆，8T8R天线技术配套的天线可收编现网3G和4G天线，大幅简化站点并节约站点租金。

FDD 8T8R并非理论，运营商已在多地试点

据悉，FDD 8T8R多天线技术已在全球30多个运营商商用部署。在国内，多家地方运营商也完成了8T8R商用验证，并取得不错的效果。

今年6月，厦门电信携手华为完成全球首个4／5G双模2．1G 8T8R联合创新站点开通。通过测试发现，5G 2．1G 8T8R相比传统4T4R的覆盖深度提升4dB以上、下行容量提升50％以上。

从运营商集采看5G未来：全频段多天线技术持续演进

广州联通完成首个NR2．1G 8T8R创新方案验证

今年7月，中国联通研究院、广州联通携手华为在广州生物岛外场完成联通集团首个5G FDD 8T8R站点验证，现场基于FDD 2．1G 40MHz带宽，实测8T8R相比传统4T4R小区覆盖提升5dB、小区容量提升高达70％。

从运营商集采看5G未来：全频段多天线技术持续演进

广东电信完成国内首个高容量2．1G 8T8R RRU三扇区4／5G协同测试

同月，东莞电信携手华为完成2．1G8T8R RRU三扇区协同首测，验证表明2．1G 8T8R RRU三扇区协同创新解决方案能有效缓解城区复杂环境下网络覆盖差、拥塞的问题。

此外，8T8R的连片测试也正在进行当中。

笔者观察：8T8R是运营商未来5G FDD建网重要方向之一

随着中国5G快速发展，运营商对5G网络体验和商业投资更加要求实现最佳平衡点，而多天线技术多地试点验证证明已经成熟，无不反映出我国5G未来的建设方向——全频段走向5G，多天线技术全面升级，做强容量和覆盖体验。

其中，最值得关注的新生事物8T8R，它诞生的合理性在于“天时、地利、人和”：一是多天线标准、技术成熟，二是网络和终端也ready，三是运营商通过试点认可中频8T8R价值，所以产业也到了发力期，即将全面走向多天线时代。

随着5G终端的逐步普及和3GPP协议标准的持续演进，运营商将充分发挥FDD中频资源禀赋优势，快速高效建设5G精品网络，不断提升广大5G网络服务体验，助力行业数字化升级。

本地收藏打印推荐给朋友

声明：本文由入驻维科号的作者撰写，观点仅代表作者本人，不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题，请联系举报。

发表评论

共 0条评论， 0人参与

登录登录即可访问所有OFweek服务

用户名/邮箱/手机：
密码：
忘记密码？
用其他账号登录：QQ|微信|新浪微博

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

暂无评论

图片新闻

行业报告