为移动通信争一先:Massive MIMO的进化三部曲

原创 脑极体 2021-09-02 17:15


在围棋中,“先手”是一个十分重要的概念。谁先落子就具有颇大的优势,由此产生了“让先”“执先”等概念,也引申出了“敢于争先”这样的成语。



在科技产业中,也经常有一些关键的技术进化能带来“争先”的效果。18世纪后半叶,工业革命已经陆续在很多领域产生苗头,但一直不温不火。直到蒸汽机的发明和普及,突然为整个工业革命加速。这就是一个以技术进化,为产业争得先机的典范。交流电之于电气化,硅晶管之于半导体,都具有明显的技术加速与产业争先性质。


而在移动通信,这个我们每日与之相伴的产业中,也有一些“落子即争先”的代表。很多朋友有这样的感受,在4G时代后半段网络体验有了明显提升,在线观看直播、视频突然加速普及。这种体验升级,延绵到5G时代的今天,逐渐成为了不可缺少的日常资源。


在这样的产业升级背后,有一项至关重要的技术:Massive MIMO。


很多对移动通信有研究的朋友,都说Massive MIMO的应用和升级堪称“封神”事件,一举改变了4G到5G产业周期的真正价值和真实用户体验。


所谓Massive MIMO,是指大规模天线阵列技术。其基本原理是极大数量增加基站中的天线数量,从而对不同的用户形成独立的窄波束覆盖,基于用户的空间隔离系统同时传输不同用户的数据,从而数十倍提升系统吞吐量。可以通俗一点理解,Massive MIMO就是让移动基站中由原先的独唱,变成了一场大合唱。这样传输给用户的声量更大,信息更多,甚至十倍升级了用户的下载速度。


而更加值得注意的是,Massive MIMO技术始终没有停滞不前。在4G时代率先将其引入产业化的华为,在5G时代的变迁中,在移动通信走向“双碳”绿色的必经之路上,持续率先推动着Massive MIMO的进化。借用一些朋友的话说,Massive MIMO的“神作”不是一场电影,而是一部连续剧。



这部剧的最新剧情,是8月30日,在华为举办的无线首届媒体沙龙暨MBBF2021预沟通会上,华为无线产品线首席营销官甘斌发表了《华为持续引领,开辟5G Massive MIMO绿色新赛道》的主题发言,马上引发了业界的强烈关注。其原因在于,华为分享了Massive MIMO领域的下一个突破性创新方向——引领绿色5G网络建设。


甘斌表示:“面向双碳目标,华为通过超大规模天线阵列的突破性创新持续引领,通过对基带算法、天线等软硬件创新,实现超大规模天线阵列,最大化天面利用、绿色节能和体验覆盖,开辟5G Massive MIMO绿色新赛道。”


这次全新的技术升级,让原本为提升用户体验,拓展站点能力而生的Massive MIMO有了全新的身份:“双碳”时代的节能大使。


从4G的变革者,到5G的开拓者,再到绿色节能时代的先锋官。今天,咱们来分享这样一个故事——关于华为推动的Massive MIMO进化三部曲。



将Massive MIMO引入4G,

为无线通信争一先


多天线阵列技术,其实在原理上讲并不复杂,也早就在移动通信学术界有过探讨。但在产业中真正落地却非常复杂。其原因在于,Massive MIMO需要数据传输能力、天线工程化、软硬件适配的综合保证,是一道完完全全的综合题。虽然业界都看到了它的可能性,但直到4G中期也无法将之产业化。


直到2014年,厚积薄发的华为出手了。基于信道互易性在多天线领域的研究,华为在Massive MIMO引入4G方面完成了创新突破。当年9月,华为联合中国移动推出了全球首台实验室样机,并在一年后推出了Massive MIMO商用样机。


随后,北京、上海、东京等城市分别在华为的产品赋能下开启了Massive MIMO测试与试运行,效果非常理想。当时,Massive MIMO条件下4G网络可以实现单载波实测速率超过650Mbps,数倍提升了运营商的频谱资源使用效率,并且将基站信号覆盖范围提升了近一倍。



与此同时,Massive MIMO还在城市环境中展现出了一种影响至今的关键优势,由于Massive MIMO的天线阵列呈现出立体的信号覆盖范围,非常适合城市立体空间中的用户分布,极大提升了城市用户的移动网络体验。在地形复杂、干扰极多的高楼、地铁、居民楼里能够痛快上网,Massive MIMO功不可没。


而对于运营商来说,华为引领的Massive MIMO变革还有一个巨大优势,就是其改造成本小,用户无需更换机型,业务提升力度却极大。并且Massive MIMO在当时被广泛认为可以面向5G演进,将进一步节省运营商长期成本。因此,Massive MIMO在4G时代后期形成了一股移动通信的升级风潮,间接推进了移动经济、数字化业态的到来。


而华为也确实践行了诺言,接下来的5G时代,Massive MIMO并未缺席。



5G到来,与大带宽协同出击


当5G到来之前,Massive MIMO已经被业界认为是必备方案。而华为又在此时提出了一个新的问题:Massive MIMO仅仅是应该跟进5G;还是要在5G时代完成进化,成为5G特性的放大器?


后来的答案,是华为选择了后者。


5G的核心特性是大带宽,而Massive MIMO的多通道能力恰好可以成为5G特性的落地接口。但这个理论上的产业设想并不容易实现,需要多方面的技术积累与长期的产业实践。


在4G向5G的转化期,华为在加大重点技术研发的同时,陆续推出了多种商用设备,为5G进化完成产业准备。最终,华为推动了Massive MIMO的第二次进化,大带宽Massive MIMO成为产业现实。


2018年,华为在MWC发布了全系列场景化Massive MIMO AAU,深度匹配5G部署的多样化场景。为了兼容5G网络设备中多频段、多制式的网络特点,华为推出的Massive MIMO产品相对于4G复杂度提升了上百倍,并且加入了AI自动驾驶网络技术,极大程度提升了Massive MIMO设备的运维管理效率。


随后,华为的5G Massive MIMO在多个城市进行了落地。在产业实践中,华为的5G Massive MIMO设备集成度更好,基站尺寸更小更轻,降低了5G网络的更新部署成本,实现了相比4G的10倍以上体验升级。



2020年10月,华为与中国电信联手完成了地铁场景的5G室内分布式Massive MIMO技术试点,这一试点在室内数字化分布系统中引入Massive MIMO技术,有效解决室内5G的小区间干扰问题,用户速率提升40%以上。这一创新,不仅在室内实现了千兆体验,为商场、体育场、餐厅等场景带来了优质的5G升级,更为场景化需求极强的5GtoB业务探明了方向。


经过实践,华为证明了TDD Massive MIMO是5G成功的基础。甚至说,5G时代需要把多天线技术带入每个频段、每个场景,最大化释放大带宽的潜能。除TDD频段外,华为也在推进FDD向Massive MIMO演进,毫米波向超大规模阵列演进,全频段走向Massive MIMO,为5G的极致体验打通最后一公里。


而在5G进行时的今天,低碳绿色的社会责任逐渐成为通信产业必修课。此时华为又极具前瞻性地提出了新的问题:5G仅仅需要体验升级吗?Massive MIMO是否能为环境和社会贡献更多?



“双碳”时代,

走向绿色Massive MIMO


可能很多身在通信产业之中的朋友,也不会想到Massive MIMO在无线通信产业的第三次升级,竟然是向着绿色节能、低环保的新方向。


数十年来,无线通信产业都是向着“更快、更强、更高效”奔跑,似乎带宽和速率是永远的方向。但在“双碳”目标明确上升为国家战略的今天,无线通信肩头也迎来了更多责任。从来身处时代潮汐最前沿的无线通信,似乎也应该在节能环保的大势所趋下完成一次“争先”。


为此,华为推动了Massive MIMO的第三次进化:面向资源利用与节能减排需求的全新升级。


事实上,华为一直在Massive MIMO领域推动节能减排的持续优化。但以往的方案更对是对中射频、功放等有源部分的持续优化,使能每比特能效实现渐进式提升。而这次升级之所以能被称为突破式进化,是因为华为通盘考虑了Massive MIMO的多重资源消耗与能源节约,推进了面向“双碳”目标的质变式升级。


具体而言,新的绿色Massive MIMO在资源利用上践行了三重“最大化”:


一、面向站点空间,推动天面利用最大化:以往,Massive MIMO的迎风面积只有0.3平方米,站点天面空间没有被充分利用。而新型绿色版的Massive MIMO可以实现无障碍部署,充分利用空间,最大化天面资源利用率。



二、面向能耗问题,推动绿色节能最大化。在站点最为核心的能耗问题上,新型Massive MIMO可以实现更窄的业务信道波束,进而推动基站可以配置更低的发射功率,降低基站能耗。新型绿色版Massive MIMO配置了160W的发射功率,即可达到传统320W的覆盖范围。在边缘用户覆盖体验相同的前提下,新型绿色版Massive MIMO可以降低50%以上能耗。


三、面向建站成本,推动体验覆盖最大化。在不增加基站发射功率的前提下,新型绿色版Massive MIMO能够提升下行覆盖3dB,上行覆盖也会相应增强。以此方案,可以让边缘用户平均体验提升30%,从而可以降低基站建设数量与综合成本。


华为推动的新型绿色Massive MIMO,可以说是在站点、功率、体验等多方面进行了突破式创新,既确保了运营商效益与成本优化,同时也令用户体验得到保证。只有这种多赢局面下,“双碳”目标才能切实推动和发展,无线通信产业才有实际的价值进化可言。



在媒体采访中,甘斌解释了华为能够数次引领Massive MIMO进行行业升级,背后的原因究竟是什么。


首先,技术升级背后是对技术趋势、产业方向的洞察。华为很早就看到了Massive MIMO面向未来发展的一系列必然性。诸如大带宽、低功耗,既是无线通信的必经之路,也是Massive MIMO的确定方向。把握这一洞见,华为始终坚持早布局、早准备,进而成为了每次升级的引领者。


其次,华为在技术上进行了多路径的准备,确保大量关键技术都已就绪。否则在洞察出来之后,想法会无法与技术升级相适配。只有高强度的研发投入,始终坚持对大量基础方向的布局与推进,才能确保华为始终走在引领者的轨迹上。


最后也是最根本的,是面向客户需求的产品创新精神。运营商客户需要什么,华为就钻研和准备什么。这种直接但始终不变的供需逻辑,让华为往往能“执先”而行,为产业担当探索者。


在刻不容缓的双碳时代,Massive MIMO或许将又一次成为争先的胜负手。


Massive MIMO的三次进化,也在某种程度上注解了“华为”精神:忠于为需求而创新,敢于为天下争一先。


脑极体 从技术协同到产业革命,从智能密钥到已知尽头
评论
  •  光伏及击穿,都可视之为 复合的逆过程,但是,复合、光伏与击穿,不单是进程的方向相反,偏置状态也不一样,复合的工况,是正偏,光伏是零偏,击穿与漂移则是反偏,光伏的能源是外来的,而击穿消耗的是结区自身和电源的能量,漂移的载流子是 客席载流子,须借外延层才能引入,客席载流子 不受反偏PN结的空乏区阻碍,能漂不能漂,只取决于反偏PN结是否处于外延层的「射程」范围,而穿通的成因,则是因耗尽层的过度扩张,致使跟 端子、外延层或其他空乏区 碰触,当耗尽层融通,耐压 (反向阻断能力) 即告彻底丧失,
    MrCU204 2025-01-17 11:30 182浏览
  • 数字隔离芯片是一种实现电气隔离功能的集成电路,在工业自动化、汽车电子、光伏储能与电力通信等领域的电气系统中发挥着至关重要的作用。其不仅可令高、低压系统之间相互独立,提高低压系统的抗干扰能力,同时还可确保高、低压系统之间的安全交互,使系统稳定工作,并避免操作者遭受来自高压系统的电击伤害。典型数字隔离芯片的简化原理图值得一提的是,数字隔离芯片历经多年发展,其应用范围已十分广泛,凡涉及到在高、低压系统之间进行信号传输的场景中基本都需要应用到此种芯片。那么,电气工程师在进行电路设计时到底该如何评估选择一
    华普微HOPERF 2025-01-20 16:50 73浏览
  • 临近春节,各方社交及应酬也变得多起来了,甚至一月份就排满了各式约见。有的是关系好的专业朋友的周末“恳谈会”,基本是关于2025年经济预判的话题,以及如何稳定工作等话题;但更多的预约是来自几个客户老板及副总裁们的见面,他们为今年的经济预判与企业发展焦虑而来。在聊天过程中,我发现今年的聊天有个很有意思的“点”,挺多人尤其关心我到底是怎么成长成现在的多领域风格的,还能掌握一些经济趋势的分析能力,到底学过哪些专业、在企业管过哪些具体事情?单单就这个一个月内,我就重复了数次“为什么”,再辅以我上次写的:《
    牛言喵语 2025-01-22 17:10 32浏览
  •  万万没想到!科幻电影中的人形机器人,正在一步步走进我们人类的日常生活中来了。1月17日,乐聚将第100台全尺寸人形机器人交付北汽越野车,再次吹响了人形机器人疯狂进厂打工的号角。无独有尔,银河通用机器人作为一家成立不到两年时间的创业公司,在短短一年多时间内推出革命性的第一代产品Galbot G1,这是一款轮式、双臂、身体可折叠的人形机器人,得到了美团战投、经纬创投、IDG资本等众多投资方的认可。作为一家成立仅仅只有两年多时间的企业,智元机器人也把机器人从梦想带进了现实。2024年8月1
    刘旷 2025-01-21 11:15 360浏览
  • 现在为止,我们已经完成了Purple Pi OH主板的串口调试和部分配件的连接,接下来,让我们趁热打铁,完成剩余配件的连接!注:配件连接前请断开主板所有供电,避免敏感电路损坏!1.1 耳机接口主板有一路OTMP 标准四节耳机座J6,具备进行音频输出及录音功能,接入耳机后声音将优先从耳机输出,如下图所示:1.21.2 相机接口MIPI CSI 接口如上图所示,支持OV5648 和OV8858 摄像头模组。接入摄像头模组后,使用系统相机软件打开相机拍照和录像,如下图所示:1.3 以太网接口主板有一路
    Industio_触觉智能 2025-01-20 11:04 150浏览
  • 日前,商务部等部门办公厅印发《手机、平板、智能手表(手环)购新补贴实施方案》明确,个人消费者购买手机、平板、智能手表(手环)3类数码产品(单件销售价格不超过6000元),可享受购新补贴。每人每类可补贴1件,每件补贴比例为减去生产、流通环节及移动运营商所有优惠后最终销售价格的15%,每件最高不超过500元。目前,京东已经做好了承接手机、平板等数码产品国补优惠的落地准备工作,未来随着各省市关于手机、平板等品类的国补开启,京东将第一时间率先上线,满足消费者的换新升级需求。为保障国补的真实有效发放,基于
    华尔街科技眼 2025-01-17 10:44 221浏览
  • 本文介绍瑞芯微开发板/主板Android配置APK默认开启性能模式方法,开启性能模式后,APK的CPU使用优先级会有所提高。触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。源码修改修改源码根目录下文件device/rockchip/rk3562/package_performance.xml并添加以下内容,注意"+"号为添加内容,"com.tencent.mm"为AP
    Industio_触觉智能 2025-01-17 14:09 161浏览
  • Ubuntu20.04默认情况下为root账号自动登录,本文介绍如何取消root账号自动登录,改为通过输入账号密码登录,使用触觉智能EVB3568鸿蒙开发板演示,搭载瑞芯微RK3568,四核A55处理器,主频2.0Ghz,1T算力NPU;支持OpenHarmony5.0及Linux、Android等操作系统,接口丰富,开发评估快人一步!添加新账号1、使用adduser命令来添加新用户,用户名以industio为例,系统会提示设置密码以及其他信息,您可以根据需要填写或跳过,命令如下:root@id
    Industio_触觉智能 2025-01-17 14:14 121浏览
  • 高速先生成员--黄刚这不马上就要过年了嘛,高速先生就不打算给大家上难度了,整一篇简单但很实用的文章给大伙瞧瞧好了。相信这个标题一出来,尤其对于PCB设计工程师来说,心就立马凉了半截。他们辛辛苦苦进行PCB的过孔设计,高速先生居然说设计多大的过孔他们不关心!另外估计这时候就跳出很多“挑刺”的粉丝了哈,因为翻看很多以往的文章,高速先生都表达了过孔孔径对高速性能的影响是很大的哦!咋滴,今天居然说孔径不关心了?别,别急哈,听高速先生在这篇文章中娓娓道来。首先还是要对各位设计工程师的设计表示肯定,毕竟像我
    一博科技 2025-01-21 16:17 95浏览
  •     IPC-2581是基于ODB++标准、结合PCB行业特点而指定的PCB加工文件规范。    IPC-2581旨在替代CAM350格式,成为PCB加工行业的新的工业规范。    有一些免费软件,可以查看(不可修改)IPC-2581数据文件。这些软件典型用途是工艺校核。    1. Vu2581        出品:Downstream     
    电子知识打边炉 2025-01-22 11:12 49浏览
  • 2024年是很平淡的一年,能保住饭碗就是万幸了,公司业绩不好,跳槽又不敢跳,还有一个原因就是老板对我们这些员工还是很好的,碍于人情也不能在公司困难时去雪上加霜。在工作其间遇到的大问题没有,小问题还是有不少,这里就举一两个来说一下。第一个就是,先看下下面的这个封装,你能猜出它的引脚间距是多少吗?这种排线座比较常规的是0.6mm间距(即排线是0.3mm间距)的,而这个规格也是我们用得最多的,所以我们按惯性思维来看的话,就会认为这个座子就是0.6mm间距的,这样往往就不会去细看规格书了,所以这次的运气
    wuliangu 2025-01-21 00:15 181浏览
  • 嘿,咱来聊聊RISC-V MCU技术哈。 这RISC-V MCU技术呢,简单来说就是基于一个叫RISC-V的指令集架构做出的微控制器技术。RISC-V这个啊,2010年的时候,是加州大学伯克利分校的研究团队弄出来的,目的就是想搞个新的、开放的指令集架构,能跟上现代计算的需要。到了2015年,专门成立了个RISC-V基金会,让这个架构更标准,也更好地推广开了。这几年啊,这个RISC-V的生态系统发展得可快了,好多公司和机构都加入了RISC-V International,还推出了不少RISC-V
    丙丁先生 2025-01-21 12:10 111浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦