運營商在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中如何才能獲取更好的5G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量

2019年，全球5G商用步伐加速。5G網(wǎng)絡(luò)部署正在以前所未有的速度開展開來。GSA 8月27日發(fā)布的報告顯示，目前全球在100個國家有296家運營商投資5G。32個國家的56家運營商已經(jīng)宣布在其實時網(wǎng)絡(luò)中部署5G。

運營商在5G建設(shè)上鉚足干勁，但是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不同于4G。5G業(yè)務(wù)種類多樣，要求超高帶寬和極低時延。這促使運營商大量使用中高頻段的頻率，使得5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃遇到難題：效率低、不精準(zhǔn)，如何實現(xiàn)一定成本下收益最大化。

那么，運營商在建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)過程中，該如何進行合理精準(zhǔn)規(guī)劃，更快的速度建網(wǎng)，獲取更好的5G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量？

5G快速發(fā)展：??新業(yè)務(wù)需要基于業(yè)務(wù)體驗的新建網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

在中國，隨著5G牌照發(fā)放，5G建設(shè)進入快速部署階段。根據(jù)三大運營商公布的5G基站建設(shè)規(guī)劃顯示，今年預(yù)計建設(shè)的基站總數(shù)將達到13萬個以上。國外5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)同樣高速增長。韓國目前建成5G基站數(shù)量達到9萬個。歐洲的英國、瑞士等國5G建設(shè)也表現(xiàn)搶眼。

圖 基于業(yè)務(wù)體驗的5G建網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

隨著5G技術(shù)與移動網(wǎng)絡(luò)的演進，運營商業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)開始逐步向更為豐富的數(shù)字化業(yè)務(wù)發(fā)展。在新的數(shù)字化業(yè)務(wù)發(fā)展的同時，其豐富的業(yè)務(wù)形態(tài)、多樣的體驗需求也對移動網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)?；诖?，移動網(wǎng)絡(luò)需要從傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)建網(wǎng)模式向滿足新的數(shù)字化業(yè)務(wù)體驗需求的業(yè)務(wù)體驗建網(wǎng)模型轉(zhuǎn)型。

與4G時代僅僅關(guān)注速率不同，5G時代基于業(yè)務(wù)體驗建網(wǎng)，比如5G初期的CloudVR/AR、4K視頻、無人機等新業(yè)務(wù)，對網(wǎng)絡(luò)在高帶寬、低時延等方面提出更高要求。超高速率、超短時延成為業(yè)務(wù)規(guī)劃建模能力衡量指標(biāo)重要一環(huán)。

以消費者最為期待的CloudVR/AR業(yè)務(wù)為例，該應(yīng)用被視為5G時代最重要的eMBB業(yè)務(wù)。Cloud AR/VR應(yīng)用場景要求下行速率超過100Mbps，以保障2K以上的高清視頻體驗，同時要求低于20ms的網(wǎng)絡(luò)時延來消除眩暈感。未來，CloudVR/AR需要大于1Gbps?速率和低于10ms的時延。

精品5G網(wǎng)絡(luò)呼喚立體精準(zhǔn)仿真

熟悉移動通信技術(shù)的人知道，5G使用的中高頻譜，對傳播環(huán)境更加敏感。從無線電波的物理特征來看，由于接收功率與波長的平方成正比，毫米波的信號衰減幅度更嚴重，導(dǎo)致接收天線接收到的信號功率顯著減少。

此時，運營商增加5G傳輸發(fā)射功率，或是無限提高發(fā)射天線和接收天線的增益這些途徑都不可行，唯一的方法便是增加發(fā)射天線和接收天線的數(shù)量。這促進了Massive MIMO技術(shù)的大量運用。該技術(shù)可以實現(xiàn)水平和垂直立體覆蓋、容量雙提升。

根據(jù)ABI Research此前發(fā)布的全球基站天線研究報告顯示，為了提升吞吐量，移動服務(wù)提供商會使用扇區(qū)分區(qū)、波束賦形和高階MIMO等技術(shù)。未來基站天線將朝著多頻多端口、多波束、Massive MIMO等方向演進。

由此可知，在5G時代Massive MIMO將成為基站發(fā)展的重要方向。但是，Massive MIMO技術(shù)將為基站天線技術(shù)帶來兩方面的變化。

一方面，在4G時代，網(wǎng)絡(luò)基站的天線數(shù)大多只是2天線、4天線或8天線。5G網(wǎng)絡(luò)傳輸基于Massive MIMO技術(shù)，基站天線數(shù)達到了64/128/256個。

另一方面，在4G時代，大多數(shù)天線使用的傳統(tǒng)MIMO被業(yè)內(nèi)稱為2D-MIMO，信號傳輸往往只在水平方向移動，垂直方向不發(fā)生位移，就像你在平靜的水面扔一塊石頭后所濺起的漣漪一樣。但是在5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腗assive MIMO技術(shù)，信號在水平維度的基礎(chǔ)上引入了垂直維度，因此也被稱為3D-MIMO。

據(jù)了解，Massive MIMO技術(shù)通過3D波束賦形，改變天線波束形狀繼而改變天線覆蓋區(qū)域，可以將輻射能量集中在更需要的終端上，顯著提高頻譜效率，增加扇區(qū)吞吐量。與目前的LTE-A和LTE-A Pro技術(shù)相比，MassiveMIMO將有助于實現(xiàn)預(yù)計的100X容量。

但是Massive MIMO技術(shù)的缺點是，必須實現(xiàn)非常復(fù)雜的算法，來保障用戶5G信號能夠在需要的地方形成良好的覆蓋。由此可見，5G基站規(guī)劃成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵，而3D立體精準(zhǔn)仿真成為5G精準(zhǔn)規(guī)劃的必需。

雙劍合璧：華為提出5G立體精準(zhǔn)仿真

眾所周知，5G建設(shè)分為規(guī)劃、建設(shè)、維護、優(yōu)化等步驟，規(guī)劃排在首位，重要性不言而喻。對于運營商而言，5G基站規(guī)劃并非易事。據(jù)華為全球技術(shù)服務(wù)CMO鄭如國介紹運營商在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中面臨高額的資金投入，但是傳統(tǒng)的規(guī)劃靠人，效率低，精準(zhǔn)度也不高。因此，運營商希望能夠如何快速/精準(zhǔn)選站，并利用現(xiàn)有站點資源。

為了提高運營商對5G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃效率，業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)在積極行動。比如華為推出了立體精準(zhǔn)仿真方案，實現(xiàn)“雙劍合璧”。據(jù)介紹，該方案根據(jù)體驗建模，設(shè)立建網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，打造極致體驗5G精品網(wǎng)絡(luò)。

第一把劍：3D立體精準(zhǔn)仿真，領(lǐng)先業(yè)界

華為服務(wù)依靠3D仿真和AI使能5G精準(zhǔn)規(guī)劃，提升規(guī)劃準(zhǔn)確率。一方面，華為依靠3D仿真技術(shù)，構(gòu)建3D立體場景模型，精準(zhǔn)展示出基站與用戶的傳播路徑。

圖??華為3D立體精準(zhǔn)規(guī)劃樓層級呈現(xiàn)

另一方面，基于AI的射線追蹤傳播模型Rayce，使得3D仿真和樓層級呈現(xiàn)，支持Massive MIMO波束級分析，模擬多條路徑，準(zhǔn)確獲取傳播特性，傳播精度領(lǐng)先業(yè)界1~2dB。

此外，基于AI的白金參數(shù)，通過對比各參數(shù)組合的性能，選擇最優(yōu)結(jié)果，生成最優(yōu)的RF&BF參數(shù)，從而使得容量提升。

第二把劍：GPU硬加速，支持萬站規(guī)模仿真

華為將GPU硬加速技術(shù)應(yīng)用于5G網(wǎng)絡(luò)3D立體精準(zhǔn)仿真方面，支持上萬站的3D仿真，仿真效率從周級（約7天）變?yōu)樘旒墸s1天）。該項技術(shù)大大提升了運營商5G規(guī)劃時的3D立體仿真效率，滿足運營商快速高質(zhì)量建網(wǎng)需求。

結(jié)語：5G建設(shè)加速從規(guī)劃開始

俗話說“良好的開端是成功的一半?！痹谟浾呖磥?，運營商想要贏得這場競賽最終的勝利，5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃成為關(guān)鍵。

面對運營商的迫切需求，華為推出的立體精準(zhǔn)仿真方案，用兩把利劍直指運營商5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃痛點：3D立體精準(zhǔn)仿真解決了運營商建網(wǎng)中的基站選擇及天線問題，而GPU硬加速則解決了在3D立體精準(zhǔn)仿真時的效率問題。

值得一提的是，上述規(guī)劃方案已經(jīng)在中國、韓國等全球多個國家運營商落地實踐。目前華為已經(jīng)已簽訂了50多個5G的商用合同，發(fā)貨20多萬個5G基站設(shè)備。

5G建設(shè)的復(fù)雜性將是4G的數(shù)倍，面對運營商建網(wǎng)中的痛點，華為積極踐行“把簡單留給客戶，把復(fù)雜留給自己”的理念，從設(shè)備到服務(wù)，從規(guī)劃到優(yōu)化，處處為客戶著想，也贏得客戶的青睞。

當(dāng)然在一次次的幫助運營商解決5G網(wǎng)絡(luò)“規(guī)建維優(yōu)”難題的同時，華為也在不斷升華自己，讓自己在5G市場中的競爭力更加強大。
來源；通信世界