周 祥：革新網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)引領(lǐng)智能5G新布局

文/呂 方

憑借過(guò)硬的技術(shù)及價(jià)格優(yōu)勢(shì)，中國(guó)5G電信設(shè)備廠商承接了全球范圍內(nèi)的大量訂單。作為全球頂級(jí)無(wú)線通訊企業(yè)客戶MTO部高級(jí)方案總監(jiān)，周祥認(rèn)為，唯有實(shí)力才是硬道理，只有不斷升級(jí)技術(shù)才能保證企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

擁有21年電信行業(yè)的研發(fā)、管理、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，從2G到5G，周祥參與了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的每個(gè)重要階段。2G時(shí)代，他就緩解了無(wú)線信道擁塞的問(wèn)題，提出了半速率動(dòng)態(tài)信道共享技術(shù)，提高了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能；3G時(shí)代，他領(lǐng)導(dǎo)全球首個(gè)預(yù)商用SDR基站軟件無(wú)線電技術(shù)的開(kāi)發(fā)，延長(zhǎng)了其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的使用壽命，降低TCO（總擁有成本）并顯著降低投資風(fēng)險(xiǎn)；4G時(shí)代，他發(fā)起了4G的帶寬增強(qiáng)技術(shù)Massive MIMO，聯(lián)合孟加拉Banglalink，巴基斯坦Jazz客戶，聯(lián)合開(kāi)發(fā)Massive MIMO技術(shù)，為5G提供核心技術(shù)支持。

“5G技術(shù)重新定義了未來(lái)數(shù)字化生活，更加廣泛地連接萬(wàn)物，構(gòu)建了全新的數(shù)字世界?！北M管由于現(xiàn)階段條件限制，5G還未能展現(xiàn)出其真正價(jià)值，但周祥相信，5G擁有巨大的潛力和動(dòng)能，將帶動(dòng)大量垂直行業(yè)新用途，創(chuàng)造巨大商機(jī)，提升行業(yè)效率。困境是暫時(shí)的，挑戰(zhàn)是永恒的。對(duì)于5G的發(fā)展方向，周祥提出了三個(gè)關(guān)鍵詞：綠色、無(wú)界、AI。借助三方面的開(kāi)發(fā)研究，周祥帶領(lǐng)公司不斷擴(kuò)張業(yè)務(wù)范圍及合作對(duì)象，包括但不限于印度Airtel、馬來(lái)西亞DIGI、泰國(guó)AIS、意大利Wind Tre5G等，為公司帶來(lái)累計(jì)超過(guò)10億元的收益。

綠色5G，精準(zhǔn)關(guān)斷助力節(jié)能

在5G基站投入使用后，各大運(yùn)營(yíng)商很快發(fā)現(xiàn)一些實(shí)際問(wèn)題，其中最突出的便是電費(fèi)及能耗問(wèn)題。這也體現(xiàn)出了5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)所面臨的一個(gè)普遍性挑戰(zhàn)——網(wǎng)絡(luò)能耗的大幅增加，以及其帶來(lái)的碳排放問(wèn)題。

2015年，《巴黎協(xié)定》設(shè)定了21世紀(jì)后半葉實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)。自此，越來(lái)越多的國(guó)家政府將其轉(zhuǎn)化為國(guó)家戰(zhàn)略，提出了無(wú)碳未來(lái)的愿景。根據(jù)公開(kāi)信息統(tǒng)計(jì)，目前已有約126個(gè)國(guó)家和地區(qū)提出了碳中和目標(biāo)，完成時(shí)間為2050年左右?；诖?，控制5G網(wǎng)絡(luò)碳排放成為當(dāng)務(wù)之急。

5G網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線基站能耗占比超過(guò)73%(GSMA)，業(yè)內(nèi)主流第三方節(jié)能方案，普遍存在第三方空開(kāi)一刀切下電，影響設(shè)備健康度，基站告警維護(hù)難等問(wèn)題。針對(duì)這種情況，周祥聯(lián)合中國(guó)移動(dòng)，共同研究出基于軟件控制的節(jié)能方案PowerPilot。

PowerPilot是業(yè)界首個(gè)具備智能基站的節(jié)能解決方案，該方案引入AI多頻協(xié)同節(jié)能，控制5G基站的精準(zhǔn)關(guān)斷，不同關(guān)斷深度應(yīng)對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景。包括符號(hào)級(jí)關(guān)斷技術(shù)、通道級(jí)、載波級(jí)、射頻設(shè)備關(guān)斷大部分器件的深度休眠，以及自動(dòng)啟停功能助力AAU極致節(jié)能模式。通過(guò)與中國(guó)移動(dòng)的合作，Powerpilot方案極大程度助其降低能耗，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能。其中，陜西移動(dòng)平均值功耗下降16%；廣州移動(dòng)實(shí)現(xiàn)廣州天河、番禺兩地日均20.5%的能耗降低，16.7%的5G能效比提升，每年可降低2200萬(wàn)度耗電，減少近1.8萬(wàn)噸碳排。PowerPilot基站節(jié)能方案還助力天津移動(dòng)年節(jié)電超400萬(wàn)度，一年可節(jié)省超過(guò)400萬(wàn)度耗電，相當(dāng)于減少3000余噸碳排放。

截至目前，PowerPilot方案已經(jīng)成為全球5G主流節(jié)能方案之一。通過(guò)部署方案，印度Airtel節(jié)能效果翻倍，單站每天節(jié)電超3度；馬來(lái)西亞DIGI超70,000小區(qū)部署該方案，單站平均6%降低能耗；泰國(guó)AIS 5G網(wǎng)絡(luò)智能節(jié)能部署，在開(kāi)啟24小時(shí)符號(hào)關(guān)斷并疊加基于AI負(fù)荷預(yù)測(cè)的深度休眠后，每AAU降耗比例25.97%。

PowerPilot是業(yè)界首個(gè)具備智能基站的節(jié)能解決方案，與基于AI的平臺(tái)相結(jié)合，主動(dòng)制定實(shí)時(shí)的、具有感知能力的節(jié)能策略，已在全球30多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的90多個(gè)站點(diǎn)部署，該功能累計(jì)給公司帶來(lái)10億美元的營(yíng)業(yè)收入。

無(wú)界5G，突破海陸空界限

5G基站使用過(guò)程中，一大關(guān)鍵問(wèn)題在于5G厘米波建設(shè)的5G基站覆蓋范圍仍然太小，導(dǎo)致5G基站的密度過(guò)大，投資額奇高。無(wú)論技術(shù)如何改進(jìn)，距離問(wèn)題如果得不到解決，始終是制約5G發(fā)展的阿喀琉斯之踵。

2021年5月14日，民航局正式發(fā)布《中國(guó)民航新一代航空寬帶通信技術(shù)路線圖》，首次明確提出以5G為代表的新一代航空帶寬技術(shù)的系統(tǒng)性實(shí)施路徑，表示將會(huì)同國(guó)務(wù)院有關(guān)部門，推進(jìn)ATG（Air To Ground）網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，推進(jìn)機(jī)上無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

針對(duì)航空及海島領(lǐng)域范圍的5G信號(hào)覆蓋問(wèn)題，周祥帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)起了5GNTN (Non-Terrestrial Networks)非地面網(wǎng)絡(luò)研究，聯(lián)合中國(guó)移動(dòng)及合作伙伴完成全球首個(gè)運(yùn)營(yíng)商5GNTN技術(shù)外場(chǎng)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)突破超遠(yuǎn)距離和普通手機(jī)直連兩大挑戰(zhàn)，形成超大時(shí)延動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、星地間射頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化兩大創(chuàng)新方案，實(shí)現(xiàn)了5GNTN端到端全鏈路技術(shù)貫通，完成短消息和語(yǔ)音對(duì)講等業(yè)務(wù)演示。

在航空方面，周祥提出的5G ATG通信最突出的特點(diǎn)是移動(dòng)速度高和覆蓋范圍大。其所研發(fā)的5G ATG通信最關(guān)鍵的技術(shù)包含了1200km/h的超高移動(dòng)速率以及每架飛機(jī)帶寬獨(dú)享5GMassiveMIMO。機(jī)載CPE通過(guò)對(duì)NR基站導(dǎo)頻的實(shí)時(shí)測(cè)量獲取下行時(shí)偏并進(jìn)行補(bǔ)償，基站側(cè)同時(shí)進(jìn)行上行時(shí)偏測(cè)量，以滿足1200km/h超高時(shí)速移動(dòng)。空中Massive MIMO通過(guò)收發(fā)兩端的極化天線實(shí)現(xiàn)，CPE及基站天線都采用支持垂直、水平的雙極化天線，Massive MIMO技術(shù)可在100M NR帶寬下，使每架飛機(jī)均可實(shí)現(xiàn)上下行峰值速率高達(dá)150M/800Mbps，并且還可支持160+用戶同時(shí)體驗(yàn)1080P高清視頻。

航空市場(chǎng)發(fā)展前景巨大，周祥所提出的5G ATG方案可以使航空業(yè)邁入5G時(shí)代，所有飛機(jī)相關(guān)的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)云化，是航空業(yè)大數(shù)據(jù)和AI分析的基礎(chǔ)。方案將帶來(lái)地面互聯(lián)網(wǎng)向空中互聯(lián)網(wǎng)的延伸，實(shí)現(xiàn)空中互聯(lián)經(jīng)濟(jì)多樣化，成為全球航空業(yè)和航空公司的利潤(rùn)新增長(zhǎng)點(diǎn)，在航空領(lǐng)域創(chuàng)造全新的應(yīng)用場(chǎng)景，賦能智慧民航。

憑借此方案，周祥及其團(tuán)隊(duì)已與國(guó)內(nèi)外各大航空公司、運(yùn)營(yíng)商及行業(yè)合作伙伴開(kāi)展深度合作。2020年10月，完成全球首個(gè)5G ATG試飛。后續(xù)，周祥將繼續(xù)積極推進(jìn)5G機(jī)上無(wú)線互聯(lián)、智慧客艙建設(shè)等方案的落地，助力全球民航信息化發(fā)展。

智能5G，AI啟動(dòng)未來(lái)引擎

5G技術(shù)重新定義了未來(lái)數(shù)字化生活，更加廣泛地連接萬(wàn)物，構(gòu)建全新的數(shù)字世界，5G+AI是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的引擎，包括了AI智能化和5G算力。兼任5G網(wǎng)絡(luò)智能優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)總監(jiān)，周祥領(lǐng)導(dǎo)了開(kāi)發(fā)5G AI無(wú)線智能編排Radio Composer方案。

“未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)是內(nèi)生AI的系統(tǒng)，并且AI的理念將在標(biāo)準(zhǔn)制定階段就被定義到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中?！?G網(wǎng)絡(luò)資源非常豐富，但如何把這些資源及時(shí)動(dòng)態(tài)分配給需要的用戶，減少網(wǎng)絡(luò)的空閑資源，充分利用每一個(gè)能耗和網(wǎng)絡(luò)資源，成為周祥關(guān)注的重點(diǎn)。

同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性對(duì)用戶中心化策略提出了更大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)策略以網(wǎng)絡(luò)為中心，無(wú)法直接匹配用戶體驗(yàn)。為此，周祥提出了5G無(wú)線智能編排網(wǎng)絡(luò)核心理念P=f{N,D,S,L,A}，結(jié)合中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通以及中國(guó)電信的意見(jiàn)建議，多維度協(xié)同網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶設(shè)備同步優(yōu)化的方案，實(shí)現(xiàn)在用戶側(cè)尋求用戶體驗(yàn)最優(yōu)解。目前該方案B2C用戶體驗(yàn)提升20%，網(wǎng)絡(luò)流量提升20%；B2B場(chǎng)景下，網(wǎng)絡(luò)資源效率提升30%。

5G AI無(wú)線智能編排Radio Composer方案獲得中國(guó)信息通信研究院等舉辦的“綻放杯”-5G增強(qiáng)技術(shù)三等獎(jiǎng)，入選人民郵電報(bào)2021年度ICT優(yōu)秀案例。目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成功部署在山東聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò)中，在移動(dòng)高清直播、短視頻及云游戲等業(yè)務(wù)場(chǎng)景下無(wú)縫保障優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)，最優(yōu)體驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)百分比提升30%，為促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

5G移動(dòng)通信時(shí)代的帷幕已經(jīng)揭開(kāi)，但無(wú)限廣闊的市場(chǎng)藍(lán)海仍待人探索。目前，周祥已經(jīng)開(kāi)始參與5G-Advanced研究，致力于協(xié)同芯片、終端、視頻端等產(chǎn)業(yè)鏈，結(jié)合人工智能等新技術(shù)，把面向5G的新應(yīng)用真正用起來(lái)。也許就在不久的將來(lái)，5G-Advanced的更多增強(qiáng)功能將使5G走進(jìn)更廣泛的行業(yè)和應(yīng)用，釋放無(wú)限潛能。