5G信號(hào)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸還面臨著很多困難

如果沒(méi)有準(zhǔn)確的地理數(shù)據(jù)，任何“高性?xún)r(jià)比5G計(jì)劃”可能都會(huì)以失敗告終，從而導(dǎo)致更高的硬件成本和更差的信號(hào)覆蓋。Maxar Tchnologies旗下DigitalGlobe對(duì)此進(jìn)行了深入研究。

目前還有很多射頻工程師在努力解決不準(zhǔn)確的地理數(shù)據(jù)問(wèn)題，因?yàn)闊o(wú)論多么好的傳播軟件，如果其中充斥著低分辨率和錯(cuò)誤的地圖數(shù)據(jù)，那么任何投射在屏幕上光鮮亮麗的覆蓋模型（顯示與地形、樹(shù)木、建筑物的信號(hào)交互及其他所謂的“土地利用分類(lèi)”數(shù)據(jù)）都可能與現(xiàn)實(shí)世界相去甚遠(yuǎn)。其結(jié)果是，負(fù)責(zé)最新移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)化部署的射頻工程師將運(yùn)行由計(jì)算機(jī)模擬的無(wú)線電傳播模型，而這些模型在戶(hù)外根本無(wú)法工作。

這將不可避免地導(dǎo)致更高的硬件成本，以及網(wǎng)絡(luò)工程師為試圖解決問(wèn)題而進(jìn)行的耗時(shí)且昂貴的實(shí)地勘察。與此同時(shí)，由于投放市場(chǎng)的時(shí)間延長(zhǎng)，以及客戶(hù)可能對(duì)信號(hào)覆蓋不良有所抱怨，因此移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也對(duì)此無(wú)能為力、飽受拖累。

令移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商擔(dān)憂的是，許多射頻工程師認(rèn)為他們是在黑暗中耕耘的人，默默無(wú)聞、不為人知。根據(jù)最近一次對(duì)世界各地射頻專(zhuān)家的調(diào)查，只有20%的專(zhuān)家表示他們對(duì)地理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性“非常有信心”。其余專(zhuān)家則在不同程度上對(duì)準(zhǔn)確性表示懷疑。相比之下，90%的人認(rèn)為地理數(shù)據(jù)對(duì)于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)“很重要”或“至關(guān)重要”。射頻工程師的需求與他們實(shí)際得到的結(jié)果似乎不相匹配。

5G即將面臨更多阻礙

如果對(duì)較低的地理數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率視而不見(jiàn)，情況會(huì)變得更糟。隨著眾多移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商紛紛進(jìn)入5G網(wǎng)絡(luò)部署的規(guī)劃階段，他們更加迫切地需要對(duì)可能妨礙或減弱無(wú)線電信號(hào)的障礙物進(jìn)行精確表示。

通過(guò)使用更高的頻率，5G網(wǎng)絡(luò)與使用低頻段無(wú)線電波的技術(shù)相比更容易受到信號(hào)衰減的影響。雖然遠(yuǎn)距離的4G信號(hào)可以繞過(guò)建筑物和其他障礙物，但更高的5G頻率卻沒(méi)有這種靈活性。5G信號(hào)無(wú)法長(zhǎng)距離傳輸，很可能會(huì)被任何恰好擋住它們?nèi)ヂ返恼系K物所阻攔。

地理數(shù)據(jù)咨詢(xún)公司EGS Technologies的副總裁兼聯(lián)合創(chuàng)始人Andy Baffes認(rèn)為，5G將集中射頻規(guī)劃部門(mén)的全部智慧。“直接視距傳輸是較高頻率面臨的關(guān)鍵問(wèn)題，”他表示，“更準(zhǔn)確地模擬真實(shí)環(huán)境，顯然會(huì)對(duì)5G的推廣有所幫助。”

射頻工程師需要什么？

射頻工程師充分認(rèn)識(shí)到了地理數(shù)據(jù)的價(jià)值，其不僅能模擬網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)環(huán)境，而且還能改善客戶(hù)體驗(yàn)。在模擬下一代網(wǎng)絡(luò)部署模型時(shí)，不出所料，大多數(shù)受訪者都高度重視“栩栩如生”的三維GIS（地理信息系統(tǒng)）數(shù)據(jù)。

近40%接受訪問(wèn)的射頻工程師都強(qiáng)調(diào)的另一個(gè)要求是：三維建模的分辨率應(yīng)該達(dá)到1m或更高。換句話說(shuō)，通常由衛(wèi)星拍攝用于大規(guī)模GIS數(shù)據(jù)采集的地球表面圖像會(huì)被放大，并被分割成邊長(zhǎng)不超過(guò)1m的正方形。正方形越小，分辨率越高。分辨率越高，可能會(huì)影響無(wú)線電傳輸?shù)奶卣骶驮蕉?，如?shù)木、地形、植被和建筑物。

高分辨率并不完全等同于高精度，但兩者之間密切相關(guān)，通過(guò)更清楚地識(shí)別特征，就有可能以更高的精度測(cè)量它們的高程。大多數(shù)受訪者都希望分類(lèi)高程數(shù)據(jù)不超過(guò)2m。這種精度，再加上三維矢量建筑數(shù)據(jù)正日益成為精密數(shù)字制圖必不可少的要素?！安粌H是在人口稠密的市中心?！盉affes指出，越來(lái)越多的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商都提出需要商業(yè)街區(qū)、辦公園區(qū)和郊區(qū)住宅區(qū)的矢量建筑數(shù)據(jù)，這是經(jīng)射頻工程師訪談結(jié)果證實(shí)的一個(gè)新興趨勢(shì)。

對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)矢量化的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)更細(xì)致的顆粒度。例如，可以識(shí)別建筑物中的各種起伏，比如不同樓層將從不同的角度延伸出來(lái)，建筑物幾乎都不是整體結(jié)構(gòu)。樓頂?shù)母鞣N設(shè)備，例如空調(diào)機(jī)組和電梯設(shè)備，也可以更準(zhǔn)確地顯示在三維模型中。這種精度對(duì)于5G所需的更先進(jìn)的無(wú)線電傳輸模型至關(guān)重要。

同樣，地理數(shù)據(jù)也必須保持時(shí)效性?！坝捎诔鞘协h(huán)境的快速變化，數(shù)據(jù)時(shí)效性問(wèn)題將變得更加重要?！盉affes表示。受訪者對(duì)此也表示認(rèn)可?？傮w而言，數(shù)據(jù)時(shí)效性是選擇地理數(shù)據(jù)的最重要標(biāo)準(zhǔn)，其次就是建筑物的高分辨率和詳細(xì)圖形。

Baffes指出，如今地理數(shù)據(jù)采購(gòu)的一個(gè)共同特點(diǎn)是訂購(gòu)后的漫長(zhǎng)等待時(shí)間，這可能需要數(shù)周甚至數(shù)月。在地理數(shù)據(jù)可供使用時(shí)，其通常會(huì)被傳輸?shù)揭粋€(gè)FTP（文件傳輸協(xié)議）站點(diǎn)。在那里，數(shù)據(jù)始終處于靜態(tài)。如果客戶(hù)想要更新，就不得不再下一份訂單。這意味著有更多的地理數(shù)據(jù)在附近徘徊，并且這些數(shù)據(jù)在到達(dá)地球時(shí)就早已超過(guò)了它的保質(zhì)期。“在未來(lái)，這個(gè)領(lǐng)域的贏家將提供基于云的解決方案，可以按需定期更新地理數(shù)據(jù)。”Baffes表示。

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DigitalGlobe公司實(shí)力雄厚，擁有自己的星座，并在全球范圍內(nèi)提供地理數(shù)據(jù)，滿足射頻工程師在5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中所期望的精確度和刷新速率。DigitalGlobe項(xiàng)目經(jīng)理Ryan Hamilton表示：“使我們的地理數(shù)據(jù)更加精確和詳細(xì)的秘訣是與生俱來(lái)的50cm分辨率。”

Hamilton進(jìn)一步解釋道，如今的大多數(shù)仿真軟件都能處理2m分辨率的數(shù)據(jù)。這是因?yàn)檐浖掏ǔＵJ(rèn)為，DigitalGlobe還引入了多視角攝影測(cè)量技術(shù)，這是一項(xiàng)能比傳統(tǒng)立體攝影測(cè)量法提供更多細(xì)節(jié)的前沿技術(shù)。因?yàn)樗褂昧藦亩鄠€(gè)角度拍攝的深度疊加的衛(wèi)星圖像。在高層建筑之間難以看到的區(qū)域，以及樹(shù)木的形狀和高程都被描繪得更加清晰，所有這些都使三維建模更加精確。據(jù)?Hamilton介紹，這種精度將有助于填補(bǔ)許多射頻工程師目前正在努力解決的信息空白。

以2m×2m的像素觀察世界已經(jīng)比較理想。隨后，他們?cè)跇?gòu)建數(shù)據(jù)模型時(shí)就參考了這一標(biāo)準(zhǔn)。但是，這個(gè)級(jí)別的分辨率無(wú)法包含使用50cm×50cm像素創(chuàng)建數(shù)據(jù)中擁有的豐富信息。即使當(dāng)DigitalGlobe公司將其原始的50cm數(shù)據(jù)以2m的標(biāo)準(zhǔn)重新采樣，以便能夠被如今的軟件所使用時(shí)，那些在50cm像素中捕捉到的細(xì)微高程差異和細(xì)節(jié)也仍然存在。這如同為傳輸模型添加了一個(gè)急需的助推器。Hamilton認(rèn)為，這種深藏其中的差異為射頻工程師的工作提供了額外保障，確保建筑物和其他土地利用分類(lèi)數(shù)據(jù)的高程是正確的。

此外，DigitalGlobe的地理數(shù)據(jù)覆蓋全球，并仍不斷在更新。每天能采集地球圖像的范圍大約有300萬(wàn)平方千米，并被傳輸?shù)皆摴居?u>亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司托管的100PB容量的數(shù)字圖像庫(kù)中。

這個(gè)龐大的高分辨率圖像庫(kù)比任何其他地理空間數(shù)據(jù)提供商的圖像庫(kù)都要大很多。因此，DigitalGlobe也是唯一的一家能夠?yàn)槎嘁暯菙z影測(cè)量工具提供豐富機(jī)會(huì)的公司，可通過(guò)快速訪問(wèn)適當(dāng)數(shù)量的疊加圖像來(lái)生成有價(jià)值的三維產(chǎn)品。同時(shí)也得益于機(jī)器學(xué)習(xí)算法，使得這些過(guò)程在不斷改進(jìn)。但是對(duì)于這個(gè)市場(chǎng)的未來(lái)而言，真正令人興奮的地方是，DigitalGlobe計(jì)劃按照需求將這些重要的數(shù)據(jù)集和深刻見(jiàn)解推向市場(chǎng)，這與Baffes設(shè)想的未來(lái)在這個(gè)領(lǐng)域成為贏家的商業(yè)模式完全相同。

就潛在的軟件合作伙伴而言，Hamilton為雙方的密切合作提出了強(qiáng)有力的理由。除了讓他們的5G模型對(duì)射頻工程而言更準(zhǔn)確和更有吸引力之外，他認(rèn)為，與DigitalGlobe的合作還能讓他們了解到如何在思維模式上處于領(lǐng)導(dǎo)地位。這是與其他地理數(shù)據(jù)提供商合作所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。“我們正在對(duì)自己過(guò)剩的原材料加以改進(jìn)，以便制造出一些新穎獨(dú)特的東西?！盚amilton表示。

除了在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過(guò)程中節(jié)省硬件和模型校正的初始成本外，射頻工程師還可以通過(guò)更高的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化效率，在部署階段，從精確的地理數(shù)據(jù)中獲益，開(kāi)拓新市場(chǎng)也變得更加容易，射頻工程師不再需要在“黑暗”中默默地制定計(jì)劃。

DigitalGlobe是Maxar公司旗下全球領(lǐng)先的高分辨率地球圖像產(chǎn)品和服務(wù)提供商。這些產(chǎn)品和服務(wù)來(lái)自其先進(jìn)的自有星座衛(wèi)星和第三方提供商。其地理空間解決方案幫助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和服務(wù)提供商優(yōu)化現(xiàn)有的射頻覆蓋，并計(jì)劃以無(wú)與倫比的效率推出5G網(wǎng)絡(luò)。

DigitalGlobe先進(jìn)的地理數(shù)據(jù)功能包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)模擬至關(guān)重要的三維矢量、分類(lèi)高程和高程信息。其高分辨率衛(wèi)星圖像服務(wù)為B2B和B2C基于位置的解決方案提供及時(shí)、準(zhǔn)確、靈活的位置信息。
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