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对话华为甘斌:超大规模天线阵列,何以开辟MassiveMIMO绿色新赛道

时间:2022-01-20 04:57:19    来源:C114通信网    阅读量:10202   

金山银山,不如绿水青山伴随碳达峰,碳中和运动的全球兴起,绿色已然成为当前这个时代的一大主题,科技创新则是通往绿色可持续未来的终极方案

对话华为甘斌:超大规模天线阵列,何以开辟MassiveMIMO绿色新赛道

创新过程中的突破性进展,往往来自于另辟蹊径就像汽车行业,传统演进路线上内燃机燃烧效率的提升,油耗的下降呈线性趋势而涡轮增压技术通过在增加进气量上做文章,带来了功率,油耗等方面的阶跃式进步,在保证动力不变的前提下可大幅降低排量

类似的情况也发生在无线领域,作为最近几年来大放异彩的标志性技术,Massive MIMO通过不断的迭代优化,在持续增强网络体验的同时实现了与LTE 4T4R相比20倍以上的比特能效提升就在最近的无线首届媒体沙龙暨MBBF2021预沟通会上,华为为我们展示了Massive MIMO下一个突破性创新方向及其成果mdash,mdash,超大规模天线阵列,并由此开辟了一条绿色新赛道

那么5G如何走向绿色怎么理解超大规模天线阵列,为什么说它开辟了新的赛道它又有着怎样的前世今生将会为我们带来哪些新的价值围绕这些问题,华为无线网络产品线首席营销官甘斌在预沟通会后的采访中向C114作出了详尽解答

具有多重效益:绿色5G势在必行

旱涝灾害,雾霾天气,森林大火,海平面上升,生物圈崩溃hellip,hellip,气候环境问题无疑是21世纪人类社会面临的最大挑战之一,甚至情况愈演愈烈联合国环境署的年度《2020年排放差距报告》发现,尽管出于疫情影响,该年度全球二氧化碳排放量有所下降,但世界仍朝着本世纪升温突破3℃的方向而去,《巴黎协定》设置的2℃和1.5℃两条生命线岌岌可危

在此背景下,深度脱碳成为现今全世界最为迫切的使命,各主要经济体都已承诺在本世纪中叶达成碳中和目标日前,我国在第75届联合国大会上提出力争在2030年前实现碳达峰,在2060年前实现碳中和,国家和地方也出台了一系列双碳政策同时,双碳不仅是遏止全球变暖的单一气候战略,更将给中国乃至全球经济社会带来系统性变革

尽管移动网络的碳排放仅占到全球碳排放总量的0.3%,国际电信联盟和全球运营商仍然积极推进lsquo,双碳rsquo,行动计划甘斌在主题发言中表示,ITU已经制定了到2030年ICT行业温室气体减排量减少45%的新标准,有超过30家运营商提出了减排目标,比如沃达丰承诺到2025年将其碳足迹减少一半,并从可再生能源中购买所有电力,到2040年实现碳中和

他解释说,绿色5G具有社会,商业,产业上的多重效益对运营商而言,构建一张绿色低碳的5G网络既是响应双碳号召之举,亦有助于降低持续增高的OPEX更重要的是,5G网络作为未来整个社会的底层基石,其在绿色方面的持续创新,也将更好地赋能各行各业实现双碳愿景

将绿色带入5G,可以从三个层面来分析甘斌告诉C114,首先是设备层面的多天线化和超宽频化,通过多通道技术提升设备容量,以及将多个单频设备融合为一个超宽频设备来减少设备部署数量,可大幅提高每比特的能效最后是网络层面的智能化,通过引入人工智能,可在保障用户体验的基础上根据业务的变化实时调整频谱,载波等网络资源分配,优化休眠机制,实现节能效果的再提高

开辟绿色新赛道:提升能量传送效率

基站作为末梢,是移动网络能耗产生的中心考虑到Massive MIMO已经成为5G建网的主流方案,其在节能上的一小步,反馈到绿色5G上就是一大步

基站本身分为两个部分,有源部分包含通道,中频,射频,功放,无源部分就是天线一直以来我们在有源部分的创新非常多,功放效率领先业界10%以上这部分创新的方向其实是在不断地提升能量转化效率上甘斌分享到,为了实现突破性创新,我们把视线放在了无源部分上,通过超大规模天线阵列来开辟一个新赛道,也就是提升能量的传送效率

为了方便理解,可以将天线阵列的扩大比作射电望远镜口径的扩大贵州天眼相较排名第二的美国阿雷西博口径增大了64%,灵敏度是后者的2.5倍,综合性能则是后者的10倍,最远可以探测到137亿光年之外而超大规模天线阵列所带来的比特能效提升亦是阶跃式的

扩大天线阵列看似简单,实则不然甘斌介绍说,超大规模天线阵列的诞生来自于多学科交叉融合创新,其中蕴含了算法,材料等软硬件和系统级的创新实际上,在两三年前开发毫米波产品时华为就产生了这样的想法,但发现需要储备的技术或者技术的成熟度还不够,得益于多梯队,多波次的饱和投入,逐步攻关,做准备,才真正将想法变成了产品

谈及之所以将这个突破性新方向公布出来,而不是作为独家的杀手锏他表示,华为认为产业创新需要产业伙伴共同努力,基于同样的想法可能各家有各家的有解决之道顾举者难起,众行者易趋,大家联合起来创新,才有可能在这条道路上走得更快更远

三个最大化:Massive MIMO节能,性能双升级

作为全球无线领域的领跑者,华为始终致力于以创新为运营商,为社会创造价值,这一次亦不例外基于超大规模天线阵列,Massive MIMO可实现三个最大化,带来节能和性能上的双升级

第一个最大化是天面利用最大化传统Massive MIMO的迎风面积只有0.3平方米,远小于0.7平方米的存量低频天面迎风面积,现网站点天面空间没有充分利用在满足天面工程规格对迎风面积小于0.8平方米的基础上,新型绿色版Massive MIMO可以实现无障碍部署,充分利用空间,最大化天面资源利用率

第二个最大化是绿色节能最大化超大规模天线阵列实现更窄的业务信道波束,在终端接收相同功率的情况下,基站可以配置更低的发射功率,降低基站能耗比如,新型绿色版Massive MIMO配置160W的发射功率,即可达到传统Massive MIMO 320W的覆盖范围根据理论分析,在边缘用户覆盖体验相同的前提下,新型绿色版Massive MIMO可以降低50%以上能耗

第三个最大化是体验覆盖最大化在不增加基站发射功率的前提下,新型绿色版Massive MIMO能够提升下行覆盖3dB,与此同时,因为基站的接收性能的增强,上行覆盖也会相应增强3dB根据仿真数据,新型绿色版Massive MIMO的边缘用户平均体验可提升30%

在采访中,甘斌还谈到了华为无线在绿色节能方面的另一创新成果PowerStar,该方案通过人工智能等创新技术,实现多频多制式网络协同调度节能,为移动网络提供深度节能如今,PowerStar已经发展到了2.0版本的三级节能方案,在网络层更智能,设备层更精细,藉此还荣获了GSMA全球移动大奖最佳促进气候行动移动创新奖

IT之家9月3日消息2021年起,华为联合多家运营商,在不同地区开展了MassiveMIMO技术试验。这项技术全称为“大规模天线阵列技术”,原理是在无线通信基站中集成大量天线,从而对不同方位形成独立的窄波束覆盖,实现空间隔离,大幅提高数据吞吐量。


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