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唯得科技迭代升級單纜MIMO,5G移頻室分系統(tǒng)開啟規(guī)模化部署

話說科技 ? 來源:話說科技 ? 作者:話說科技 ? 2022-10-17 09:58 ? 次閱讀

一、通信運(yùn)營商在5G建設(shè)中期開始規(guī)模化部署移頻室分系統(tǒng)

根據(jù)工業(yè)信息化部統(tǒng)計(jì),截至2022年9月,我國累計(jì)建成開通5G基站196.8萬個(gè),5G信號已完整覆蓋全國所有城市地區(qū)并基本覆蓋鄉(xiāng)鎮(zhèn),5G移動用戶數(shù)達(dá)到4.55億,5G基站和用戶數(shù)均占全球60%以上,并成為全球首個(gè)基于獨(dú)立組網(wǎng)模式規(guī)模建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的國家,在5G賽道上,中國已經(jīng)位于國際前沿位置。

5G“新基建”浪潮的前期建設(shè)重點(diǎn)為室外宏站及5G核心網(wǎng),隨著完成獨(dú)立組網(wǎng)(SA)和實(shí)現(xiàn)全國5G信號覆蓋,三大運(yùn)營商已經(jīng)開始將5G建設(shè)重心從“有沒有”向“好不好”過渡。通過建設(shè)5G室分系統(tǒng)承載室內(nèi)用戶、應(yīng)用多通道(MIMO)提速技術(shù)等多種手段達(dá)到5G低延時(shí)+高速率效果,實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)5G用戶感知提升并將5G優(yōu)勢實(shí)際應(yīng)用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市等領(lǐng)域。

在建設(shè)5G室分系統(tǒng)時(shí),移頻室分系統(tǒng)可以將4G時(shí)期已經(jīng)建成且數(shù)量龐大的傳統(tǒng)單纜室分系統(tǒng)利舊升級,兼容傳輸高頻段5G信號并應(yīng)用多通道(MIMO)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了有效利用運(yùn)營商存量室分資源,以高速率、低成本,快速施工的模式將5G信號覆蓋到5G需求最集中的樓宇及室內(nèi)范圍。本文著重介紹通過移頻技術(shù)利舊運(yùn)營商已建傳統(tǒng)單纜DAS(Distribute Antenna System)室分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)MIMO提速的技術(shù)優(yōu)勢及使用前景。

二、通過5G移頻室分系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢彌補(bǔ)傳統(tǒng)室分缺陷

為了將單纜室分系統(tǒng)升級為移頻MIMO室分系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)最佳效果,移頻系統(tǒng)中需要應(yīng)用到多種射頻技術(shù)及創(chuàng)新軟件,主要包含5G頻段的移頻及還原、MIMO功率自動平衡、功率動態(tài)補(bǔ)償、有源室分網(wǎng)管平臺等。

5G頻段的移頻及還原原理

多路同頻信號或倍頻信號不能在同一介質(zhì)(饋纜)內(nèi)傳輸,因此傳統(tǒng)5G MIMO多通道需要通過在同一線路鋪設(shè)多根饋纜及多組器件才能達(dá)成,在已建室分系統(tǒng)或大部分已裝修樓宇中很難實(shí)現(xiàn)。而移頻技術(shù)將5G MIMO多通道中的一個(gè)或多個(gè)同頻段5G信號的頻率搬移至空閑頻段并在終端還原,從而實(shí)現(xiàn)了在同一介質(zhì)(饋纜)內(nèi)以頻分復(fù)用的形式傳輸多路同頻信號,達(dá)到實(shí)現(xiàn)多通道(MIMO)室分系統(tǒng)的效果。

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MIMO功率自動平衡算法

由室內(nèi)基站信號源發(fā)射的MIMO多通道信號在發(fā)射端功率相同,但經(jīng)過移頻-還原、鏈路損耗、各頻段衰減差異等傳輸過程中的影響,終端發(fā)射的MIMO多通道信號之間會產(chǎn)生一定的功率差,3GPP標(biāo)準(zhǔn)對MIMO多通道信號之間的功率差異要求為1dB。通過實(shí)測分析認(rèn)為3dB以內(nèi)的功率差是可以容忍的。

下行影響分析:近點(diǎn)SINR高于最高M(jìn)CS等級的要求,因此5dB內(nèi)的雙通道不平衡對近點(diǎn)吞吐量影響較小。在中遠(yuǎn)點(diǎn),3dB功率差帶來的容量損失在5%內(nèi),5dB功率差帶來容量損失在10%以上。在中遠(yuǎn)點(diǎn)功率不平衡影響較大,同時(shí)造成的場強(qiáng)干擾極有可能降低室分系統(tǒng)覆蓋率。

上行影響分析:在近、中點(diǎn), SINR高于最高M(jìn)CS等級的要求,雙路不平衡對吞吐量影響較小 。在遠(yuǎn)點(diǎn),3dB功率差帶來的容量損失約25%。5dB功率差帶來容量損失達(dá)43%內(nèi)。

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MIMO功率平衡對吞吐量影響

為避免雙通道功率不平衡造成的室分系統(tǒng)信號質(zhì)量下降和吞吐量衰減,一部分移頻室分系統(tǒng)研發(fā)實(shí)現(xiàn)了MIMO功率自動平衡算法,該技術(shù)可使得移頻系統(tǒng)遠(yuǎn)端設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控5G直通路信號功率,并根據(jù)直通路功率的變化實(shí)時(shí)調(diào)整還原移頻路功率,使得移頻路與直通路雙通道始終保持功率自動平衡,甚至可將功率差幅始終控制在1dB以內(nèi)。該種技術(shù)可使得移頻室分系統(tǒng)基本達(dá)到MIMO技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的吞吐量理論峰值,有效保證5G移頻室分系統(tǒng)上下行速率。

功率動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)

對于電信聯(lián)通建設(shè)5G通訊的3400MHz-3600MHz頻率而言,與原1.8G/2.1G的4G室分頻率相比,3.5G頻率在饋纜中傳輸損耗增加約35%~40%,穿透損耗增加約40%~80%,5G信源直接利舊原有DAS室分系統(tǒng)可能造成覆蓋率降低50%以上的不良效果,傳統(tǒng)無源DAS室分系統(tǒng)已無法完成5G信號的全面覆蓋。

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傳統(tǒng)室分系統(tǒng)傳輸3.5G信號

為了將利舊原有DAS室分系統(tǒng)傳輸電信及聯(lián)通的3.5G頻段5G信號成為可能,一些新型移頻室分系統(tǒng)創(chuàng)新使用了功率動態(tài)補(bǔ)償技術(shù),當(dāng)末端天線輸出功率較低時(shí),自動補(bǔ)償放大相應(yīng)功率至標(biāo)準(zhǔn)值,保證了最佳的傳輸速率,克服了高頻5G信號在饋纜中長距離傳輸?shù)墓β蕮p失問題,實(shí)現(xiàn)天線智能化增益補(bǔ)償。無需人工調(diào)節(jié),補(bǔ)償5G高頻信號在饋纜及器件中的功率損失,使得3.5G頻率在射頻饋纜內(nèi)長距離傳輸成為可能。

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有源移頻室分系統(tǒng)通過功率動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)電聯(lián)3.5G覆蓋

有源室分網(wǎng)管平臺

傳統(tǒng)室分系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能只能對基站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控及運(yùn)維,無法對室分基站下天饋分布系統(tǒng)中的天線點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控管理,在無源分布系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)也無法感知,只能由人工現(xiàn)場檢查或接到用戶投訴時(shí)檢修,作為監(jiān)控難題,運(yùn)營商近年也一直提出對原有分布系統(tǒng)“可管可控”的運(yùn)維要求。

移頻室分系統(tǒng)采用將天線替換為遠(yuǎn)端設(shè)備的方式實(shí)現(xiàn)移頻MIMO的同時(shí),遠(yuǎn)端設(shè)備也具備了監(jiān)控及管理功能,因此通過遠(yuǎn)端設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)控及遠(yuǎn)程傳輸,運(yùn)營商即可完整實(shí)現(xiàn)到天線端的運(yùn)維管理功能,并且可以通過移頻系統(tǒng)搭建功能完善的遠(yuǎn)程綜合網(wǎng)管平臺,實(shí)現(xiàn)對所有已建站點(diǎn)的智能化綜合運(yùn)維管理,如設(shè)備接入管理、多級站點(diǎn)地圖、設(shè)備分布圖顯示、可視化監(jiān)控中心、工單運(yùn)維管理、告警管理、設(shè)備版本管理、輪詢自檢、智能化維護(hù)等。

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三、現(xiàn)有移頻室分系統(tǒng)分類

三種移頻實(shí)現(xiàn)方式

目前移頻技術(shù)主要通過三種方式應(yīng)用到運(yùn)營商5G室分系統(tǒng)當(dāng)中:有源移頻室分系統(tǒng)(典型廠商:唯得科技)、無源移頻室分系統(tǒng)(典型廠商:華為)、移頻增速器(典型廠商:大灣區(qū)研究院)。

有源移頻室分系統(tǒng)

以北京唯得科技有限公司為典型廠商的有源移頻室分系統(tǒng)產(chǎn)生時(shí)間可以追溯到4G時(shí)代的單纜MIMO室分系統(tǒng),在多年的實(shí)際應(yīng)用中演進(jìn)出了適應(yīng)多種5G頻段制式、功率自動平衡、功率動態(tài)補(bǔ)償、智能網(wǎng)管平臺等高階功能,已經(jīng)在中國移動、中國聯(lián)通、中國電信三大運(yùn)營商規(guī)?;渴?。

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有源移頻室分系統(tǒng)架構(gòu)

有源移頻室分系統(tǒng)由近端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備組成,架構(gòu)和施工都非常簡單,在5G RRU側(cè)增加近端設(shè)備與RRU連接后通過合路器連接原有單纜室分系統(tǒng),再在天線側(cè)將原有天線換為天線一體化遠(yuǎn)端設(shè)備即可。有源移頻室分系統(tǒng)的遠(yuǎn)端設(shè)備由近端設(shè)備供電,近端設(shè)備通過原有室分系統(tǒng)線纜及器件即可實(shí)現(xiàn)低功耗遠(yuǎn)程供電,無需添加額外的饋電單元,但需要將原系統(tǒng)無法供電的耦合器替換為同等規(guī)格的饋電耦合器。原有耦合器基本為不支持5G頻段的低頻耦合器,為減少5G信號的鏈路衰減,在建設(shè)5G室分系統(tǒng)時(shí)也應(yīng)替換。

無源移頻室分系統(tǒng)

無源移頻室分系統(tǒng)是由華為技術(shù)有限公司在2022年最新推出的一種移頻室分技術(shù)。隨著有源移頻室分系統(tǒng)的廣發(fā)應(yīng)用,作為基站廠商的華為也希望從主設(shè)備源頭實(shí)現(xiàn)移頻,通過在主設(shè)備(RRU)端進(jìn)行移頻,免去近端機(jī)的安裝工作。

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有源移頻室分系統(tǒng)架構(gòu)

無源移頻系統(tǒng)由移頻型RRU和遠(yuǎn)端設(shè)備組成,架構(gòu)和施工與有源移頻系統(tǒng)基本一致,主要區(qū)別為不需要安裝近端設(shè)備和替換耦合器,通過在遠(yuǎn)端設(shè)備中添加無源混頻器的方式實(shí)現(xiàn)移頻信號的還原。無源移頻系統(tǒng)相比有源移頻系統(tǒng)進(jìn)一步減少了改造工程量,但需要使用移頻型RRU,因此不適用已建5G基站站點(diǎn),同時(shí)因?yàn)檫h(yuǎn)端設(shè)備使用無源混頻方式實(shí)現(xiàn)移頻信號的還原,因此不具備有源移頻系統(tǒng)適應(yīng)多種5G頻段制式、功率自動平衡、功率動態(tài)補(bǔ)償、智能網(wǎng)管平臺等高階功能和應(yīng)用。

移頻增速器室分系統(tǒng)

移頻增速器室分系統(tǒng)由中國移動粵港澳大灣區(qū)(廣東)創(chuàng)新研究院有限公司在2021年研發(fā)推出,移頻增速器室分系統(tǒng)的近端設(shè)備部分與有源室分系統(tǒng)完全相同,其創(chuàng)新點(diǎn)在于將移頻系統(tǒng)遠(yuǎn)端設(shè)備與室分天饋系統(tǒng)“斷開”,額外在室內(nèi)多個(gè)點(diǎn)位添加新的遠(yuǎn)端設(shè)備并就近取電使其工作,遠(yuǎn)端采用無線方式接收原室分系統(tǒng)天線發(fā)射出的未還原的移頻信號,將其還原為5G信號后發(fā)射至覆蓋區(qū)域,與原天線發(fā)射的5G信號共同組成雙通道MIMO效果。

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無源移頻室分系統(tǒng)架構(gòu)

該方案也不需要進(jìn)行耦合器的替換,但就近取電、移頻設(shè)備的安全管理、大功率移頻信號在空間發(fā)射的頻段授權(quán)等問題暫未解決,因此屬于實(shí)驗(yàn)型產(chǎn)品還未正式商用。

四、有源移頻室分系統(tǒng)相比其他移頻系統(tǒng)優(yōu)勢分析

以上三種實(shí)現(xiàn)移頻的方案各具特點(diǎn),后兩種都在施工便利性上有進(jìn)一步的提升,但回歸移頻系統(tǒng)的本質(zhì):實(shí)現(xiàn)MIMO效果和室分系統(tǒng)可管可控,三種移頻系統(tǒng)還是有較大差異。

MIMO提速效果

具備功率自動平衡和功率動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的有源移頻室分系統(tǒng)在每個(gè)天線點(diǎn)都可以達(dá)到15dBm-20dBm的發(fā)射功率,保證每近端設(shè)備300平方米覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的5G雙通道信號覆蓋效果。在移動2.6G頻段達(dá)到800Mbps以上下載速率;在電信/聯(lián)通3.5G頻段(100M帶寬)達(dá)到600Mbps以上下載速率;在電信/聯(lián)通3.5G頻段(200M帶寬)達(dá)到1100Mbps以上下載速率;在電信/聯(lián)通2.1G頻段(20M帶寬)達(dá)到200Mbps以上下載速率,基本實(shí)現(xiàn)信源帶寬范圍內(nèi)MIMO速率的理論峰值。

無源移頻室分系統(tǒng)和移頻增速器縮減了饋線供電的難度,但相應(yīng)失去了移頻遠(yuǎn)端設(shè)備的功率調(diào)整能力,因此在提速效果上相比有源移頻室分系統(tǒng)有較大差距。

無源移頻室分系統(tǒng)的混頻器還原方式限制了移頻型RRU可攜帶的遠(yuǎn)端設(shè)備數(shù)量,最大僅支持30個(gè)遠(yuǎn)端天線點(diǎn),天線數(shù)量較多或功率差較大的場景中,移動2.6G頻段下載速率約為400Mbps-500Mbps,且不支持電信/聯(lián)通3.5G頻段(100M帶寬)、電信/聯(lián)通3.5G頻段(200M帶寬)、電信/聯(lián)通2.1G頻段(20M帶寬)。

移頻增速器的遠(yuǎn)端設(shè)備采用外置接收天線發(fā)射出的移頻信號模式,因此還原后共同組成的MIMO信號存在巨大的覆蓋差異,在功率分配理想?yún)^(qū)域(20%)基本可達(dá)到有源移頻室分覆蓋效果,在大部分交叉覆蓋區(qū)域(80%)MIMO信號效果仍不太理想。與無源移頻室分系統(tǒng)相同,移頻增速器方案僅支持移動2.6G頻段,不支持其他3.5G和2.1G室分5G頻段。

室分系統(tǒng)可管可控

有源移頻室分系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)前述綜合化網(wǎng)管平臺的運(yùn)維管理功能;無源移頻室分系統(tǒng)未采用遠(yuǎn)端移頻有源設(shè)備,因此沒有網(wǎng)管功能;移頻增速器具備一定的設(shè)備掉線告警功能和在線狀態(tài)顯示,但其他鏈路檢測和綜合化平臺功能無法拓展實(shí)現(xiàn)。

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通過對以上技術(shù)特點(diǎn)的分析,結(jié)合運(yùn)營商采用多種低成本手段綜合建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)意見,可以預(yù)期在未來五年5室分建設(shè)發(fā)展期,移頻技術(shù)將廣泛應(yīng)用于升級改造龐大的存量無源DAS室分資源。

而移頻室分系統(tǒng)中較為成熟且具備綜合優(yōu)勢的有源移頻室分系統(tǒng),可以快速完成原有單纜室分系統(tǒng)的改造,提升系統(tǒng)帶寬,滿足移動用戶對于高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。解決困擾運(yùn)營商5G建設(shè)過程中利舊、提速及管理的難題,同時(shí)也為5G室分系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一套新的設(shè)計(jì)思路。

審核編輯 黃昊宇

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    智能機(jī)器人控制系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)規(guī)?;?/b>柔性生產(chǎn)的智能引擎

    在當(dāng)下高度復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中,機(jī)器人如何實(shí)現(xiàn)規(guī)?;?/b>的柔性生產(chǎn),已成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。特別是在追求高效率、高質(zhì)量的生產(chǎn)過程中,團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性愈發(fā)凸顯。富智能一體AMR控制系統(tǒng),作
    的頭像 發(fā)表于 03-18 14:44 ?436次閱讀
    富<b class='flag-5'>唯</b>智能機(jī)器人控制<b class='flag-5'>系統(tǒng)</b>:實(shí)現(xiàn)<b class='flag-5'>規(guī)模化</b>柔性生產(chǎn)的智能引擎

    【產(chǎn)品頁】5G AIoT開發(fā)套件V2

    【產(chǎn)品頁】5G AIoT開發(fā)套件V2 產(chǎn)品頁見下方附件*附件:5G AIoT開發(fā)套件V2--20240527.pdf
    發(fā)表于 03-15 20:31

    科普 | 5G到5.5G,時(shí)同步網(wǎng)絡(luò)該如何應(yīng)對?ePRTC系統(tǒng)有話說!

    隨著信息社會的深入,5G作為“新基建”,已連續(xù)7年被寫入政府工作報(bào)告,其重要性不言而喻。但目前5G正朝著5.5G邁進(jìn),多0.5G快10倍,
    的頭像 發(fā)表于 03-07 14:31 ?729次閱讀
    科普 | <b class='flag-5'>5G</b>到5.5<b class='flag-5'>G</b>,時(shí)<b class='flag-5'>頻</b>同步網(wǎng)絡(luò)該如何應(yīng)對?ePRTC<b class='flag-5'>系統(tǒng)</b>有話說!

    遠(yuǎn)通信5G模組RG620T在澳大利亞大規(guī)模商用部署

    基于MediaTek Wi-Fi 7芯片組的MediaTek Wi-Fi 7模組BE7200,在澳大利亞實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模商用部署。這一里程碑式的成就標(biāo)志著遠(yuǎn)通信在全球范圍內(nèi)率先完成了5G
    的頭像 發(fā)表于 02-29 11:12 ?877次閱讀

    5G Advanced開啟新一輪5G創(chuàng)新

    連接技術(shù)是推動生成式AI從云端到邊緣側(cè)再到終端側(cè)規(guī)?;?/b>擴(kuò)展的關(guān)鍵因素。作為5G技術(shù)的演進(jìn)第二階段,5G Advanced不僅是向6G過渡的關(guān)鍵橋梁,也是實(shí)現(xiàn)“智能計(jì)算無處不在”時(shí)代的重
    的頭像 發(fā)表于 02-29 09:52 ?599次閱讀

    美格智能聯(lián)合羅德與施瓦茨完成5G RedCap模組SRM813Q驗(yàn)證,推動5G輕量化全面商用

    很高興我們的測試平臺能夠幫助產(chǎn)業(yè)伙伴實(shí)現(xiàn)最終的產(chǎn)品驗(yàn)證?!?美格智能5G產(chǎn)品總監(jiān)劉偉鵬表示:“我們很高興與R&S合作,來驗(yàn)證美格智能SRM813Q模組的優(yōu)越性能,并為下一步規(guī)?;?/b>應(yīng)用奠定
    發(fā)表于 02-27 11:31

    5G 外置天線

    5G外置天線 新品介紹 5G圓頂天線和Whip天線旨在提供617 MHz至6000 MHz的寬帶無縫高速互聯(lián)網(wǎng)接入連接解決方案。這些天線的特點(diǎn)是高增益,即使在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中也能確保強(qiáng)大的信號
    發(fā)表于 01-02 11:58
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