Het sub-6GHz-netwerk is volledig uitgerold, waarom ontwikkelt China dan nog steeds 5G-millimetergolven?

De wereldwijde 5G-netwerkfrequentiebanden zijn hoofdzakelijk verdeeld in de sub-6GHz-frequentieband en de millimetergolf (mmWave)-frequentieband. Het 5G-millimetergolfnetwerk en het sub-6GHz-netwerk staan ​​niet tegenover elkaar, maar vullen elkaar juist aan, waardoor beide mogelijk zijn. De keuze van een land voor de technische route die het als eerste volgt, hangt vooral af van de eigen nationale omstandigheden. Nadat de uitbouw van het 5G-sub-6GHz-netwerk in China is voltooid, staat ook de aanleg van 5G-millimetergolfnetwerken op de agenda.

In maart 2020 publiceerde het Ministerie van Industrie en Informatietechnologie de "Mededeling ter bevordering van de versnelde ontwikkeling van 5G". In deze mededeling werd duidelijk vermeld dat "het frequentiegebruiksplan voor bepaalde 5G-millimetergolfbanden tijdig zal worden gepubliceerd en dat er tests zullen worden uitgevoerd met millimetergolfapparatuur en -prestaties ter voorbereiding op het commerciële gebruik van 5G-millimetergolftechnologie." Op 30 april 2021 publiceerde het Ministerie van Industrie en Informatietechnologie het "Actieplan voor de "Sail"-uitrol van 5G (2021-2023)" ter commentaar (hierna "het Ontwerp" genoemd). Het Ontwerp stelt voor dat in 2023 het penetratiepercentage van 5G-gebruikers in het land meer dan 40% zal bedragen en het aantal gebruikers meer dan 560 miljoen zal zijn. Tegelijkertijd wordt in het ontwerp voorgesteld dat "het frequentieplan voor 5G-millimetergolven tijdig zal worden gepubliceerd en dat een biedingssysteem voor 5G-millimetergolffrequentielicenties zal worden onderzocht." Dit betekent ook dat na de volledige uitrol van het 5G Sub-6GHz-netwerk in China, de aanleg van het 5G-millimetergolfnetwerk in China van start gaat. Daarnaast benadrukte Tian Yulong, hoofdingenieur van het Ministerie van Industrie en Informatietechnologie, tijdens een persconferentie van het Informatiebureau van de Staatsraad in maart, in een toespraak over het bevorderen van hoogwaardige ontwikkeling in de informatie- en communicatie-industrie, dat "de aanleg van het 5G-netwerk ordelijk zal worden bevorderd en de uitrol van 6G zal worden versneld."

5G millimetergolven en sub-6GHz vullen elkaar aan.

Millimetergolven verwijzen naar elektromagnetische golven met golflengtes van 1 mm tot 10 mm en frequenties van 30 GHz tot 300 GHz. In de mobiele communicatie worden elektromagnetische golven tussen 24 GHz en 100 GHz doorgaans millimetergolven genoemd.

Tijdens de Wereldradiocommunicatieconferentie (WRC-19) van de Internationale Telecommunicatie Unie (ITU) in 2019 is vastgesteld dat de millimetergolffrequentiebanden tussen 24 GHz en 86 GHz zullen worden gebruikt voor internationale mobiele communicatie (IMT). De frequentiebanden 24.25-27.5 GHz, 37-43.5 GHz en 66-71 GHz zijn hierbij de wereldwijd geïntegreerde IMT-frequentiebanden.

Vergeleken met het 5G-systeem van sub-6GHz (frequentieband onder 6GHz), heeft 5G millimetergolfcommunicatie een ultragrote bandbreedte van 24GHz tot 100GHz. Dit biedt unieke voordelen zoals hogere snelheden, lagere latentie en een flexibele en aanpasbare configuratie van de draadloze interface. Hierdoor kan effectief worden voldaan aan de behoeften van toekomstige draadloze communicatie op het gebied van systeemcapaciteit, transmissiesnelheid en uiteenlopende toepassingen.

Zo blijkt bijvoorbeeld uit de meest recente analyse van Ookla, gebaseerd op een grote hoeveelheid meetgegevens van hun Speedtest-applicatie, dat de 5G-millimetergolffrequentieband een transmissiesnelheid kan bereiken die 16 keer zo hoog is als die van de sub-6GHz-frequentieband.

Ten tweede maakt 5G gebruik van de twee dimensies subcarriers en tijdslots om data te verzenden. Millimetergolven kenmerken zich door een hoge bandbreedte, grote subcarrier-intervallen en kleine bijbehorende tijdslots. Hierdoor bedraagt ​​de vertraging bij 5G-millimetergolven slechts ongeveer 25% van die in de sub-6GHz-frequentieband. Omdat millimetergolven een grotere beschikbare bandbreedte en hogere transmissiesnelheden hebben, kunnen ze bovendien een grotere capaciteit bieden om een ​​breder scala aan terminals te bedienen.

Daarnaast maakt de hogere downloadsnelheid van 5G millimetergolven dichte ruimtelijke multiplexing mogelijk met minder interferentie, waardoor het congestieprobleem van een groot aantal gebruikers dat tegelijkertijd in hetzelfde gebied internet gebruikt, beter kan worden opgelost. Het is met name geschikt voor toepassingen in dichtbevolkte omgevingen zoals stations, luchthavens en stadions.

In aanverwante toepassingsgebieden, zoals ultra-high-definition video-livestreaming, beveiligingsmonitoring, telegeneeskunde en bepaalde industriële toepassingen, waar hoge eisen worden gesteld aan uploadsnelheid en lage latentie, kunnen de grote uplinkcapaciteit en lage latentie van 5G millimetergolven beter aan deze behoeften voldoen.

Het is met name belangrijk om te benadrukken dat het 5G millimetergolfnetwerk zelf-backhaul kan realiseren zonder dat er een verbinding nodig is tussen het glasvezelnetwerk en het kernnetwerk. 5G-netwerken op basis van Sub-6GHz zijn nog steeds afhankelijk van traditionele glasvezelbackhauloplossingen, wat betekent dat elk 5G-basisstation via een glasvezel met het kernnetwerk verbonden moet zijn, wat de implementatiekosten verhoogt. 5G millimetergolf IAB-technologie (Integrated Access and Backhaul) maakt het mogelijk dat 5G millimetergolfbasisstations andere 5G millimetergolfbasisstations als relaisknooppunten gebruiken en uiteindelijk draadloos via multi-hop-functies backhaul naar het kernnetwerk verzenden, wat de implementatiekosten aanzienlijk verlaagt. Dit maakt een meer kosteneffectieve en dichte implementatie van 5G millimetergolfbasisstations mogelijk.

Daarnaast kan millimetergolftechnologie ook worden gebruikt in 5G-voertuig-naar-alles (V2X)-communicatie om positioneringsdiensten te leveren die de nauwkeurigheid van GPS en LTE ver overtreffen (de nauwkeurigheid kan oplopen tot minder dan een meter).

Ma Hongbing, algemeen directeur van de afdeling Technologie-innovatie van China Unicom, zei: "Door 5G-millimetergolven te combineren met MEC- en AI-technologieën, kunnen millimetergolven op maat gemaakte particuliere netwerkdiensten leveren aan specifieke klanten en breed worden ingezet in scenario's zoals slimme fabrieken, slimme parken en slimme terminals."

Hoewel millimetergolven voordelen bieden op het gebied van snelheid en vertraging ten opzichte van de sub-6GHz-frequentieband, hebben ze ook beperkingen. Zo zijn signalen gemakkelijk te verzwakken, hebben ze een slechte penetratie en worden ze gemakkelijk geblokkeerd. Hoewel er momenteel technologieën zoals beamforming en beamtracking bestaan ​​die deze problemen goed kunnen oplossen, biedt de sub-6GHz-frequentieband nog steeds grotere voordelen op het gebied van dekking en implementatiekosten.

Kortom, de uitrol van 5G-millimetergolfnetwerken en Sub-6GHz-netwerken concurreren niet met elkaar en vervangen elkaar ook niet, maar vullen elkaar juist aan. Sub-6GHz wordt gebruikt voor een brede 5G-dekking, terwijl millimetergolfsystemen worden ingezet voor dekking in binnenruimtes (sportevenementen, concerten, grote conferenties), transportknooppunten (metro- en hogesnelheidstreinstations) en kantoorgebieden, maar ook voor hotspots buitenshuis, draadloze breedbandtoegang, enzovoort. De gecoördineerde inzet van millimetergolven en Sub-6GHz kan een organische combinatie van grote capaciteit en brede dekking opleveren.

De voorbereidende werkzaamheden voor de uitrol van 5G millimetergolven in China zijn al begonnen en verlopen voorspoedig.

Als het Sub-6GHz-netwerk het 5G-dekkingsprobleem oplost, kan het 5G-millimetergolfnetwerk de voordelen van 5G maximaliseren en zo meer waarde creëren.

Meng Pu, voorzitter van Qualcomm China, zei ook: "Om de oorspronkelijke ontwerpdoelen van 5G te bereiken, moeten alle spectrumbronnen worden benut. De midden- en laagfrequente banden van minder dan 6 GHz kunnen een balans bieden tussen dekking, capaciteit en prestaties, terwijl de hoogfrequente millimetergolven boven 24 GHz de ultieme 5G-prestaties en -capaciteit kunnen ondersteunen. Dit brengt een draadloze verbindingservaring van de volgende generatie naar vele scenario's en industrieën, en ultrabetrouwbare mobiele communicatie met lage latentie naar verticale gebieden zoals het industriële internet."

Volgens het "White Paper over 5G-millimetergolftechnologie" dat de GSMA in september vorig jaar publiceerde, wordt voorspeld dat 5G-millimetergolven in 2035 een bijdrage van 565 miljard dollar aan het wereldwijde bbp zullen leveren. De economische voordelen die het gebruik van 5G-millimetergolven in China direct met zich meebrengt, zullen naar verwachting vóór 2034 oplopen tot ongeveer 104 miljard dollar.

Momenteel hebben de Verenigde Staten, Japan, Europa en Zuidoost-Azië allemaal 5G-millimetergolfnetwerken uitgerold. Volgens gegevens die de GSA in maart van dit jaar publiceerde, investeren meer dan 150 operators wereldwijd momenteel in 5G-millimetergolftechnologie.

Volgens het testplan voor 5G-millimetergolven van de Chinese IMT-2020 (5G) Promotiegroep is in 2019 begonnen met millimetergolftesten om de belangrijkste technologieën en systeemkenmerken van 5G-millimetergolven te verifiëren. Vanaf 2020 zullen de functies, prestaties en interoperabiliteit van millimetergolfbasisstations en -terminals verder worden geverifieerd, en zal de verificatie van samenwerkingsnetwerken op hoge en lage frequenties worden uitgevoerd. Tegelijkertijd heeft de Chinese IMT-2020 (5G) Promotiegroep ook tijdig verificaties van typische scenario's uitgevoerd.

In oktober 2019 behaalden ZTE en Qualcomm, onder auspiciën van de IMT-2020 (5G) Promotion Group, de eerste smartphone-gebaseerde 5G millimetergolf-interoperabiliteitstest (IoDT) in China. Twee maanden nadat de nieuwe millimetergolf MIMO OTA-testmethode was verduidelijkt in de 3GPP Rel-16-versie die begin juli 2020 werd uitgebracht, voltooide Qualcomm eind september, wederom onder auspiciën van de IMT-2020 (5G) Promotion Group, de prestatietest voor millimetergolven op basis van de 3GPP Rel-16 MIMO OTA-testmethode in het MTNet-laboratorium van de Academie voor Informatie- en Communicatietechnologie. Hiermee is Qualcomm de eerste chipfabrikant in China die aan alle tien 26GHz 5G millimetergolf-radiofrequentietests heeft deelgenomen en deze met succes heeft afgerond.

Terwijl de testwerkzaamheden voor millimetergolven gestaag vorderen, worden de eigenschappen van chipproducten voortdurend geoptimaliseerd om te voldoen aan de behoeften van China op het gebied van de uitrol van millimetergolven. Op 19 mei 2021 kondigde Qualcomm aan dat het verbeterde functies en mogelijkheden zou lanceren, specifiek voor de Snapdragon X65, 's werelds eerste 10 Gbps 5G-modem en radiofrequentiesysteem dat in februari werd uitgebracht: het ondersteunt een bandbreedte van 200 MHz voor millimetergolven en de SA-modus voor millimetergolven, waarmee wordt voldaan aan de belangrijkste vereisten voor de uitrol van het millimetergolfnetwerk in China.

Met het oog op de toepassingsscenario's in de industrie waar millimetergolven hun potentieel zullen tonen, leveren zowel upstream- als downstreamfabrikanten in de Chinese millimetergolfindustrie grote inspanningen. Op 21 mei 2021 hebben ZTE, Qualcomm en TVU Networks, onder technische begeleiding van de IMT-2020 (5G) Promotion Group en China Unicom, met succes 's werelds eerste demonstratie van een 5G millimetergolf 8K-videobackhauldienst uitgevoerd, gebaseerd op een grote uplinkframe-structuur op de 26 GHz (n258)-frequentieband in een laboratoriumomgeving.

In deze demonstratie leverde ZTE een 5G millimetergolfbasisstation. De 5G multi-netwerkaggregatierouter van TVU Networks verzorgde een 5G millimetergolfverbinding via een CPE-testterminal, uitgerust met een Qualcomm Snapdragon X55 5G-modem en RF-systeem en een Qualcomm QTM527 millimetergolfantennemodule. De realtime opgenomen 8K-videocontent werd stabiel via de 5G millimetergolfverbinding verzonden en uiteindelijk succesvol ontvangen aan de ontvangende kant voor weergave.

Volgens het 5G-millimetergolftestplan van de IMT-2020 (5G) Promotiegroep zal de frame-structuur voor de millimetergolf met grote uplink in 2021 worden gepromoot ter ondersteuning van uiteenlopende toepassingsscenario's. De realtime backhaul van ultra-high-definition video, met name 8K-video, stelt zeer hoge eisen aan de uplinkbandbreedte van het mobiele netwerk. De DSUUU-frame-structuur die in deze demonstratie is gebruikt, verdrievoudigt de piekuplinksnelheid van de bestaande millimetergolftechnologie door meer tijdslots aan de uplink toe te wijzen. De demonstratie bevestigde de superuplinkmogelijkheden van 5G-millimetergolven, wat van groot belang is voor het voldoen aan de hoge uplinkbandbreedte-eisen van veel 5G-toepassingen in de toekomst.

Het is vermeldenswaard dat tijdens de MWC Shanghai 2021 de tentoonstellingsruimte voor 5G millimetergolven, georganiseerd door China Unicom en GSMA en ondersteund door Qualcomm, een uitgebreid overzicht bood van 5G millimetergolfapplicaties en -terminals van 39 toonaangevende bedrijven. De tentoongestelde 5G millimetergolfterminals van diverse leveranciers omvatten modules, mobiele telefoons, CPE's, pc's, AR- (augmented reality) en XR- (extended reality) apparatuur, rugzakken voor live-uitzendingen, robots en nog veel meer.

De diverse toepassingsscenario's die 5G millimetergolven ondersteunen, omvatten onder andere: de competitieve ervaring van atleten, een slim skigebied met 5G mixed reality, 8K-videotransmissie, 5G full-view evenementservice en live-uitzendingen van evenementen, en een panoramische ervaring met 5G millimetergolven. De 5G multi-view live-uitzendingsoplossing op basis van millimetergolven legt het buitenterrein van het Zhangjiakou International Cross-Country Ski Center rechtstreeks vast. Drones, camera's op het hoofd en professionele fotocamera's communiceren via draadloze netwerken met het basisstation, waardoor de heroïsche houdingen van de atleten op het nationale langlaufcentrum in realtime vanuit meerdere hoeken worden uitgezonden. Dit resulteert in een live-uitzending vanuit meerdere hoeken en biedt toeschouwers een gevarieerde kijkervaring. China Unicom is momenteel de enige officiële communicatiepartner van de Olympische Winterspelen van 2022 in Peking. De volwassenheid van 5G millimetergolf-gerelateerde terminals en toepassingen zal bijdragen aan betere 5G-diensten met behulp van millimetergolftechnologie tijdens de Olympische Winterspelen van 2022 in Peking.

5G millimetergolftechnologie blijft zich ontwikkelen en kan een belangrijk onderdeel van 6G worden.

Millimetergolftechnologie is nog steeds in ontwikkeling. Denk bijvoorbeeld aan de hierboven genoemde Integrated Access and Backhaul (IAB)-technologie; er is ook breedbandpositioneringstechnologie die nauwkeurige terminalpositionering mogelijk maakt; uitgebreide spectrumondersteuning: ondersteuning voor frequentiebanden boven 52.6 GHz en licentievrij spectrum voor gelicentieerde hulp- en onafhankelijke werking; verbeterd bundelbeheer: door middel van volledige bundeloptimalisatie en ondersteuning voor bundels met meerdere antennes worden de latentie, robuustheid en prestaties verbeterd; optimalisatie van dubbele verbindingen: vermindering van de initiële toegangslatentie van terminals en verbetering van de dekking bij het verbinden van meerdere knooppunten; energiebesparende functies: verbetering van het energieverbruik door de inactiviteit van terminals te maximaliseren voor snellere linkfeedback.

De voortdurende ontwikkeling van 5G-millimetergolftechnologieën zal nieuwe mogelijkheden bieden op het gebied van functionaliteit, efficiëntie, spectrum en uitrol. Daarnaast wordt verwacht dat 5G-millimetergolftechnologie een belangrijk onderdeel zal worden van de volgende generatie 6G-technologie.

Volgens de whitepaper "Next Generation Hyper-Connected Experience" over 6G, die Samsung vorig jaar publiceerde, zal de pieksnelheid van 6G 1000 Gbps bereiken en de vertraging slechts 100 µs bedragen. De technologie zou al in 2028 voltooid en commercieel beschikbaar kunnen zijn, en grootschalige commercialisering zou rond 2030 mogelijk zijn. Andere communicatiefabrikanten delen deze visie grotendeels.

Samsung heeft ook kandidaattechnologieën voorgesteld die mogelijk in de 6G-standaard gebruikt kunnen worden, zoals de THz-terahertzfrequentieband, nieuwe antennetechnologie om de dekking van hoogfrequente signalen te verbeteren, geavanceerde duplextechnologie, de ontwikkeling van netwerktopologie en spectrumdeling om het netwerkgebruik te optimaliseren en de toepassing van AI te verbeteren.

Het whitepaper "6G: Unbounded, with AI", uitgebracht door UNISOC, stelt dat de kerntechnologieën van 6G gediversifieerd zullen zijn en dat terahertzcommunicatie, zichtbaarlichtcommunicatie, geavanceerde modulatie en decodering, en samenwerking tussen satellieten en de grondstations tot de kerntechnologieën van 6G zouden kunnen behoren.

Qualcomm benadrukte de innovatie van gerelateerde technologieën, zoals AI/ML-datagestuurd ontwerp, full-duplex, millimetergolven met hogere frequenties, verbeterde positionering, de terahertzband, intelligente interfaces, groene netwerken, radiofrequentiedetectie, nieuwe topologieën, extreme ontkoppeling, neuraal netwerkstructuuronderzoek in de cloud, ultrabeveiligde communicatie, een nieuw paradigma voor delen, enzovoort.

Het is duidelijk dat veel fabrikanten geloven dat terahertz-communicatietechnologie een van de sleuteltechnologieën voor 6G-communicatie zal zijn. De terahertz-frequentieband verwijst doorgaans naar de frequentieband van 300 GHz tot 10,000 GHz, en de elektromagnetische golven rond 300 GHz kunnen ook worden beschouwd als millimetergolven in de hogere frequentieband. Alleen door de millimetergolfcommunicatietechnologie te beheersen, kunnen we doorbraken realiseren in de terahertz-communicatietechnologie.

Halverwege 2020 onthulde Yang Tao, vicepresident van Huawei's afdeling voor telecomproviders in China, publiekelijk dat Huawei al deelneemt aan voorbereidend onderzoek naar 6G. Dit voorbereidende onderzoek maakt voornamelijk gebruik van millimetergolven en bevindt zich in de fase van scenarioanalyse en technologieonderzoek.

Het is vermeldenswaard dat het Equipment Technology Laboratory van de Japanse NTT Group eind 2019 een ultrasnelle 6G-chip ontwikkelde, gemaakt van indiumfosfide (InP) halfgeleider, en experimenten uitvoerde met snelle draadloze transmissie in de 300 GHz-frequentieband. Met 16QAM-modulatie kan een draadloze transmissiesnelheid tot 100 Gbps worden bereikt. Als een combinatie van ruimtelijke multiplexingtechnologieën zoals MIMO en OAM wordt gebruikt, wordt verwacht dat een draadloze transmissie met een grote capaciteit van meer dan 400 Gbps kan worden bereikt, wat al dicht in de buurt komt van de piekvereiste voor 6G.

Bovendien zal 6G een geïntegreerd hogesnelheidscommunicatienetwerk realiseren in de lucht, op het land en op zee, waarbij de millimetergolffrequentieband de eerste keuze zal zijn voor verbindingen tussen satellieten, gebruikersverbindingen voor satellietdekking naar beneden en feedverbindingen van satellieten naar grondstations.

Deze inhoud is afkomstig van internet./ Kern intelligentieDeze website biedt uitsluitend herdrukmogelijkheden. De standpunten, meningen, technologie, enz. in dit artikel hebben niets met deze website te maken. Mocht er sprake zijn van inbreuk, neem dan contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen!