華為重磅推出的MetaAAU里，藏著中國5G領(lǐng)先世界的秘密
9月27日，而立之年的北京通信展第一天，華為就放了一個大招：華為無線產(chǎn)品線總裁楊超斌發(fā)布了引入超大規(guī)模天線陣列技術(shù)的MetaAAU，這是一條Massive MIMO創(chuàng)新的新方向，也是5G向著更強、更綠色進(jìn)化的新路徑。
Massive MIMO的新突破
熟悉5G的人們都知道，Massive MIMO（大規(guī)模天線技術(shù)）是5G的一項關(guān)鍵技術(shù)，通過波束賦形和波束管理來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的最優(yōu)。我國的5G頻段基本都集中在中頻，比起4G的低頻段來覆蓋能力較弱，為了增強覆蓋，一般就需要加大射頻發(fā)射功率，這樣帶來的結(jié)果就是功耗增加。
顯然，這與當(dāng)下綠色節(jié)能、降碳的大方向是相悖的，是否有可能在5G性能增強與綠色節(jié)能之間找到一種更好的平衡呢？答案是肯定的，華為推出的MetaAAU就是為此而生，其中的關(guān)鍵技術(shù)即是超大規(guī)模天線陣列。
華為新推出的MetaAAU擁有比傳統(tǒng)AAU更大數(shù)量的天線陣列，這樣帶來的好處，是不增加發(fā)射功率的情況下，大幅提升上行和下行覆蓋的體驗。楊超斌透露，測試表明，相比傳統(tǒng)方案MetaAAU可以同時提升小區(qū)30%上行覆蓋和30%下行覆蓋，邊緣用戶平均體驗可以提升25%。
另一大好處就是降低能耗，實現(xiàn)綠色節(jié)能。數(shù)據(jù)可以說明：在小區(qū)邊緣覆蓋指標(biāo)不變的情況下，基站可配置更低的發(fā)射功率，從而降低基站能耗，相比傳統(tǒng)AAU，能耗降低高達(dá)30%。
為什么能取得如此大的性能提升、降低如此大的能耗？這就是技術(shù)創(chuàng)新的價值所在。用一個詞可以形容，那就是“獨辟蹊徑”?？梢哉f，這是Massive MIMO的一條進(jìn)化的新賽道。為了方便理解，可以將天線陣列的擴(kuò)大和射電望遠(yuǎn)鏡口徑的擴(kuò)大做一個類比，我們都知道貴州天眼是全球最大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，比起第二名的美國阿雷西博的口徑要大64%，就是因為如此大口徑的提升，導(dǎo)致貴州天眼的靈敏度是第二名的2.5倍，綜合性能是其10倍之多。
雖然移動網(wǎng)絡(luò)的碳排放只占到全球碳排放總量的0.3%，但是其節(jié)能減排具有重要意義。一方面，是順應(yīng)中國乃至全球降碳的大趨勢；另一方面，也能幫助運營商降低5G的OPEX，助力其盡早實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的盈利。
無疑，Massive MIMO的這一步突破，將是5G走向綠色節(jié)能的重要一步。
中國5G領(lǐng)先全球的秘密
工信部副部長辛國斌在今年北京通信展開幕論壇上表示，截至2021年8月，我國建成5G基站超過100萬個，占全球的70%以上，5G終端連接數(shù)超過4億。中國在5G上已經(jīng)成為絕對的世界領(lǐng)先者。
不僅5G用戶多，而且用戶真正用了起來。數(shù)據(jù)顯示，中國的5G用戶在視頻上每個月消耗的流量由4G時代的不到10Gb，上升到了14.4Gb，提升了50%。在行業(yè)端也是這樣，目前三大云原生在全國已經(jīng)有1萬多個5GtoB的創(chuàng)新應(yīng)用案例。楊超斌甚至預(yù)測：2030年，蜂窩網(wǎng)承載的互聯(lián)網(wǎng)流量將超過有線，由此可見5G之深遠(yuǎn)影響。
中國5G領(lǐng)先全球的秘密到底是什么？筆者認(rèn)為其中一個重要因素就藏在華為發(fā)布的MetaAAU里，那就是：技術(shù)創(chuàng)新。
5G網(wǎng)絡(luò)，是5G發(fā)展的底座，中國5G之所以能夠蓬勃發(fā)展，很大程度上是因為在技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動和不斷進(jìn)化下，中國構(gòu)建起一張世界上最好的5G網(wǎng)絡(luò)。
例如，Massive MIMO技術(shù)就在中國5G發(fā)展過程中立下了汗馬功勞。正如楊超斌所說，“中頻大帶寬配合Massive MIMO技術(shù)，能夠有效提升小區(qū)容量，應(yīng)對流量增長，降低網(wǎng)絡(luò)比特成本，這是中國建設(shè)最好的5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。”
現(xiàn)在，MetaAAU的發(fā)布，再一次讓Massive MIMO技術(shù)進(jìn)化，為5G發(fā)展開啟性能增強與能耗降低的新路。這背后，同樣是技術(shù)創(chuàng)新?？蓜e認(rèn)為MetaAAU只是簡單的天線陣列數(shù)量增加，背后的技術(shù)非常復(fù)雜。楊超斌表示，這對技術(shù)的要求很高，要求窄波束寬幅掃描，對得準(zhǔn)；自適應(yīng)波束尋優(yōu)，跟得快；高分辨波束域降噪，配對好。
據(jù)了解，超大規(guī)模天線陣列的誕生來自于多學(xué)科融合創(chuàng)新，其中蘊含了算法、材料等軟硬件和系統(tǒng)級的創(chuàng)新。楊超斌透露，華為引入了一些新的材料，新材料相比傳統(tǒng)材料減重20%，這樣帶來的結(jié)果是，雖然陣列數(shù)翻倍，但是整個設(shè)備的重量基本保持不變。同時，新材料的引入也大幅降低了設(shè)備內(nèi)部的信號傳輸損耗。
同樣，中國在5G面向未來5.5G的演進(jìn)上也走到了全球最前列。華為在去年提出5.5G的概念，其不僅對5G的三種場景（eMBB、mMTC和URLLC）進(jìn)行升級，更是增加了新的場景（UCBC，RTBC，HCS），在上行大帶寬、寬帶實時交互、通信與感知融合等方面具有獨特優(yōu)勢，支撐起超高清沉浸式體驗、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動駕駛等場景應(yīng)用。今年8月，國際電信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP正式確定5G演進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為5G-Advanced，即5.5G。中國再一次實現(xiàn)了技術(shù)的引領(lǐng)。
楊超斌認(rèn)為，未來的5G網(wǎng)絡(luò)是“1+N”，即未來的5G網(wǎng)絡(luò)首先是“1”張連續(xù)覆蓋寬管道的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，同時又能基于不同行業(yè)、不同場景的需求，帶來“N”維能力的持續(xù)增強。顯然，在持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新下，未來的5G網(wǎng)絡(luò)更加值得期待。
后記：5G頻段之爭可以休矣
最后來說說5G頻段之爭。
在今年的浦江創(chuàng)新論壇上，華為輪值董事長徐直軍曾談起了5G頻段之爭：在5G標(biāo)準(zhǔn)之初，業(yè)界曾就5G用中頻還是毫米波部署，進(jìn)行了大量的討論。中國的移動通信產(chǎn)業(yè)界對頻譜和技術(shù)的認(rèn)識更加徹底，認(rèn)為中頻連續(xù)大帶寬頻譜是5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)保障，毫米波頻譜部署5G條件尚不成熟。在這種背景下，中國工信部及時發(fā)布了5G頻譜政策、發(fā)放了5G牌照，選擇中頻作為5G頻譜，而美國則選擇毫米波作為5G頻譜。
現(xiàn)在回過頭來看，不得不說，中國做了正確的選擇。目前全球已經(jīng)有68個國家的162個運營商進(jìn)行了5G商用部署，其中90%的國家選擇了中頻頻段部署，而毫米波只有不到5個國家選擇，而且至今不具備規(guī)模部署的條件。
這首先是中國的產(chǎn)業(yè)政策及時、正確，其次是中國在技術(shù)創(chuàng)新上給力，華為最新推出的MetaAAU是這樣，圍繞5GtoB領(lǐng)域進(jìn)行的5G切片、URLLC、5G大上行乃至整個5.5G的演進(jìn)也是如此。這一切，都對中國5G今天的全球領(lǐng)先、產(chǎn)業(yè)化具有至關(guān)重要的作用。
“我們一直在強調(diào)作為新一代技術(shù)，和上一代技術(shù)相比體驗至少要能夠提升10倍，每比特的成本至少降低10倍，如果性能只能提升30-40%，那不叫新一代技術(shù)。” 楊超斌這樣說。
這讓我想起2013年，徐直軍在當(dāng)時的全球移動寬帶論壇上分享的華為關(guān)于5G的愿景：彼時，華為提出5G要實現(xiàn)比4G提升1000倍的網(wǎng)絡(luò)容量，要能夠聯(lián)接1000億的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，提供10Gbps的用戶速率，和極低時延。
現(xiàn)在，這些愿景正在華為等公司對新一代技術(shù)的探索、創(chuàng)新的支撐下逐步實現(xiàn)?？梢灶A(yù)計，未來還會有更多的下一代技術(shù)不斷涌現(xiàn)，未來的網(wǎng)絡(luò)將更強大，而在這個數(shù)字化的底座支撐下，無論是消費端的體驗，還是產(chǎn)業(yè)端的體驗，都將值得期待。