来源 :中国通信网2022-05-10
今日，在“5G-Advanced超级时频折叠技术创新方案”发布会上，中国电信5G共建共享工作组总经理张新介绍了当前5G+产业互联网发展遇到的瓶颈，以及如何通过“超级时频折叠”技术破局。
5G进入核心生产环节仍存挑战
从3G时代开始，移动通信正式进入消费互联网，4G时代爆炸式增长快速点燃了消费互联网。张新表示，消费互联网主要围绕人与人之间的通信，对网络的可靠性要求相对较低，只是“尽力而为”地满足业务需求。
进入5G时代，5G围绕人与物，物与物互联，产业互联网应运而生，要求带宽、时延、可靠性兼顾的“说到做到”的确定性网络能力。例如在车联网领域，带宽要求50Mbps，时延要求5-10ms，可靠性要求6个9；在智能制造领域，带宽需要100Mbps以上，时延低至1-10ms，可靠性要求6个9。
“这些场景中，对确定性网络能力的要求更为苛刻，不仅远远超出4G网络的现有能力，也超出了5G当前商用版本的能力。”张新指出，这是当前5G+产业互联网应用多数集中在行业生产辅助环节，未能进入核心生产环节的主要原因。
张新坦言，产业互联网应用普遍要求带宽、时延、可靠性兼顾的确定性网络能力，而无线空口想要同时兼顾这三项能力，存在着巨大技术挑战。
究其原因，无线接入网环境开放，易受干扰，网络波动大，特别是带宽、时延、可靠性就像跷跷板，难以兼顾。例如 TDD频谱连续大带宽，但端到端时延相对较高；FDD频谱时延相对较低，但带宽相对较小。
为了提升空口可靠性，需采用低码率MSC，频域重复，时域聚合，资源预留等手段，但带来的负面结果是频谱效率会大幅降低，可用带宽和容量会大幅下降。
“超级时频折叠”破解跷跷板难题
因此，如何解决无线侧“带宽、时延、可靠性”的跷跷板问题是当前产业界面临的巨大难题。
“为此我们设想能否将TDD半双工频谱大容量的优势和FDD的全双工低时延的优势相结合。”张新介绍，受“虫洞理论”的启发，通过时空弯曲折叠实现星际穿越。将TDD时域信息折叠到频域，调整TDD半双工载波上下行资源，实现TDD双载波时域互补，这样就在TDD上重构出FDD全双工方式。
通过时频折叠，可以映射出TDD大带宽和FDD低时延的双重效果，实现集低时延、大容量、高可靠为一身的确定性网络能力，赋予TDD频谱一网多能的能力。“我们将此方案称为‘超级时频折叠’，经典的5G TDD频段如2.6G/3.5G/4.9G频段，都可以适用超级时频折叠方案。”
那么，如何做到时频折叠？
以传统的3.5G 200M带宽为例，采用7:3的时隙比，端到端的时延超过了10ms，上行等效带宽为60MHz，下行等效带宽为140MHz，可靠性为3到5个9。超级时频折叠方案，将TDD的载波折叠，通过双载波上下行的时域互补，模拟FDD全时隙上下行空口，再通过时域、频域、空域，三域协同和跨层业务调度，保障系统容量不下降。最终达到端到端时延4ms以内，时延降低60%以上，上下行等效带宽100MHz，可靠性提至6个9，更好的支撑了空口可靠性和增强性的特性部署。
可以说，通过超级时频折叠，解决了低时延、高可靠、大容量“跷跷板问题”，提升了5G确定性网络能力，更好赋能产业数字化。张新表示，超级时频方案所提供的网络能力，更好匹配核心生产环节的确定性网络需求，可满足约80%的生产环境，如机器运动控制，机器间协同、工业AR等场景。
最后，张新表示，中国电信愿意与伙伴们继续携手合作，共同进步，全力推进5G技术和方案的创新，培育5G创新产业应用的土壤，持续助力产业互联网转型升级。