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2023/10/8 10:02

5G“黑科技”赋能数智亚运

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万众瞩目的的第19届亚运会已接近尾声,本届亚运会除了精彩纷呈的比赛之外,各种前沿的科技也给用户带来了非常惊艳的体验。开幕式上,可容纳8万余人的杭州奥体中心体育场,手机信号强度满格、图片视频秒发;坐在家中即可享受到3D沉浸式亚运赛事观赛体验;国际友人在飞驰的列车上领略到高铁和移动通信“双高速”的中国速度;低至分钟级的亚运村物流车辆高效实时盘点及调度、车辆电池温度的自动监控;亚运场馆、亚运村等重点区域的高清安防监控;亚运村周边超视距的“鬼探头”人/车预警、车辆变道感知……

中国移动致力于通过科技创新与亚运完美融合,使用了多项“黑科技”给观众带来全新的体验。今天,让我们一起来回顾和探秘中国移动在亚运期间的5G“黑科技”技术。

攻克超密集组网“三高”难题,打造亚运观赛新体验

9月23日,第19界亚运会开幕式在浙江杭州奥体中心体育场隆重举行,现场人员用手机记录和分享精彩的图片和视频,向全世界传递开幕式的喜悦和震撼。中国移动采用多项5G超密集组网创新技术为本次开幕式提供高质量通信保障,信号强度满格、图片视频秒发,给超密集组网场景下的用户带来前所未有的流畅体验。

杭州奥体中心体育场总建筑面积21.6万平方米,可容纳8万余人,该场景下用户密度为普通场景的50倍,属于典型的高冲击、高干扰、高容量的“三高”场景。高密度的信令冲击会造成信令风暴;超高密集的小区组网会带来小区间干扰急剧抬升;短时间网络流量呈井喷式增长,“三高”特征对移动通信网络带来巨大挑战。

为攻克上述挑战,中国移动深挖高密集组网场景下用户的业务需求,聚焦容量提升、干扰抑制、业务保障等关键难题,开展全方位技术攻关。针对高密度的信令冲击,创新提出开源节流的控制信道增强技术,巧妙利用5G系统灵活设计的特性,通过控制信道时域资源拓展、空域资源复用、信令承载灵活转换等技术提升控制信道容量,使得可接入用户数提升35%。针对体育场内近500个小区超密集组网带来的干扰问题,创新提出基于信道质量的新型功控算法和干扰协同机制并采用超窄矩形方波天线精准覆盖方案,有效缓解了大话务场景的终端发射功率攀升,可降低邻区间干扰10dB以上。针对用户感知影响较大、及时性要求较高的业务,如微信文字、语音、图片、视频等,创新应用精细化业务识别和保障技术,实现时延敏感业务的优先发送,确保现场用户的赛事赛况及时分享。

重塑电磁波传播环境,打造亚运场馆新覆盖

随着赛事高清直播等业务的兴起,亚运场馆的高质量网络覆盖需求对运营商通信保障发起新的挑战。5G工作频段相对较高,如何在保障高质量网络的同时,降低建网难度和投资成本是运营商面临的重要难题。中国移动联合产业合作伙伴在杭州亚运会自行车场馆完成5G-A智能超表面RIS应用,显著提升信号覆盖质量和用户速率,为亚运赛事提供优质的网络保障。

智能超表面RIS是一种源自电磁超材料的新型多天线技术,被认为是5G-A(5G-Advanced,5G增强和演进)和6G阶段的关键技术之一。它通过优化基站信号传播和波束控制,能够提升5G信号质量并扩展基站覆盖范围。本次采用的动态RIS在传统超表面的基础上引入了基站和RIS动态协同技术,在波束管理上采用了中国移动提出的角度自动寻优等创新方案。该技术通过基站和RIS的协同波束赋形,进一步提升基站覆盖范围,并保证用户在移动场景下持续享受到优质的通信体验。这项技术的提出为智能超表面的应用奠定了技术基础。

本次在杭州亚运自行车赛场内部署动态智能超表面后,无线网络覆盖和用户速率得到了显著提升,其中信号强度增强20dB,用户速率上下行速率分别提升数倍。同时,用户在场馆移动时,动态智能超表面反射波束仍可以及时准确跟随用户,信号强度和速率均保持稳定。

场馆内部署的RIS

突破沉浸式体验技术瓶颈,打造亚运观赛新视听

作为亚运官方通信服务合作伙伴,中国移动积极利用自身业务平台及网络优势,打造VR电竞、VR赛事直播、裸眼3D看亚运等新业务,让用户享受形象逼真的三维立体视觉效果,实现观赛视角自由切换,获得高清沉浸式视听新体验。咪咕移动云VR业务平台面向亚运会定制XR观赛场景,用XR科技观赛实现多场比赛一屏尽览,为观众们重新定义赛事的“现场”体验,感受“沉浸、精彩、互动”的亚运会元宇宙

 

 

咪咕移动云VR观赛实现巨幕多赛同看

亚运业务新形态给观众带来了观赛新体验,同时对通信网络提出了单用户百兆保障带宽及毫秒级传输时延的需求。针对室内多用户多业务并发观赛以及室外车载移动性观赛两大典型场景,以及亚运VR电竞游戏、亚运赛事VR直播、裸眼3D视频观看等大带宽高实时业务并发场景,采用5G-A业务特征感知、帧级QOS及调度优化、多流精细化保障、精准切换控制等技术,实现系统容量提升5倍,多用户多业务并发场景下20ms业务帧级无线传输时延以及125M帧级保障速率,带给用户沉浸式观赛的新体验。

护航亚运高铁网络,跑出中国“新速度”

亚运会期间高铁列车承担了比赛城市间的亚运抵离、赛时通勤、赛事转场等职能,恰逢国庆黄金周,亚运会期间长三角铁路发送旅客逾3700万人次,高铁通信网络业务量增长近三成。精彩绝伦的亚运会吸引了众多海内外游客,同时也对通信网络在多用户多业务并发场景的超高流量数据传输提出了更高的要求。中国移动攻克高铁覆盖难、瞬时容量高、体验不均等多项难题,让海内外旅客在飞驰的列车上享受到了丝滑的视频播放、高效的数据传输、流畅的语音通话带来的极致网络体验,让国际友人时刻领略到高铁和移动通信“双高速”时代的中国速度。

能量追随业务,覆盖强度再提升。针对高铁场景面临的远近覆盖兼顾难、处理能力要求高等挑战,中国移动设计出创新型功率共享基站架构,实现“基带集中统筹、零时延切换、功率动态分配”,将发射功率动态、极速的按需调整到来车方向上,显著提升信号覆盖强度;业界首创比萨天线,实现波束地面投影与高铁线路高度重合,显著降低了空域能量的无效耗散。创新方案的应用可实现高铁沿线的覆盖强度接近翻倍,网络性能提升约30%。

共享资源配置,需求满足更实时。针对国庆黄金周期间高铁用户多、网络容量不足、列车穿损大的问题,中国移动创新提出灵活的资源配置方案,通过对不同车厢用户进行配对实现时频资源的复用,提升网络容量和频谱效率,可实现在高密集业务场景下用户性能提升30%,用户体验速率达到400Mbps以上。

精细业务保障,用户体验更优质。中国移动创新提出差异化业务保障方案,在业务资源需求冲突多的场景下,实现时延敏感类业务的优先发送,有效提升用户体验,满足高铁用户的赛事直播及视频播放等业务需求,让用户能畅享高速网络,享受“科技看亚运”的沉浸氛围。

赋能亚运新物流,为数智亚运注入科技新动能

此次亚运会,中国移动联合产业合作伙伴将新一代5G-A无源物联技术应用在物流行业,首次基于蜂窝无源物联网络实现远程自动巡检和物流车辆载具的实时调度管理、自动化电池的温度监控,助力物流车辆的高效率数字化调度,高效保障了亚运物资的安全运转。

中国移动自研蜂窝无源标签低成本定位技术,依托基站对物流车进行实时位置追踪,为物流车高效调度创造了条件。传统人工调度派车需花费10~20分钟,而5G-A蜂窝无源物联技术通过射频增强、高效接入等技术,实现百米级覆盖,通过站间调度,支持运动过程中的多设备实时信息采集,可以实现分钟级的物流车辆远距离调配,相比传统方式效率提升20倍以上。中国移动将无源物联通信与低功耗传感技术相结合,实现了物流车辆的车载电池表面温度的分钟级自动上报,在大屏上实时呈现及预警,同步提升了系统智能化和运营安全性。

打造RedCap视联新应用,构筑亚运安全新防线

亚运会汇聚了来自亚洲各处的顶尖运动健儿和赛事观众,备受海内外瞩目,需要高级别的安全保障措施保障亚运会顺利举办。中国移动携手安防领域龙头企业在亚运会相关重点区域规模部署基于5G RedCap的高清安防摄像头,实现全覆盖、无死角的亚运安全保障。

 

 

高清视频并发回传带来大上行流量,有较高容量需求,为攻克上述挑战,中国移动创新采用RedCap大容量解决方案,结合RedCap多BWP(BandWidth Part,部分带宽)特性(即可在5G百兆带宽上为RedCap配置5个专用BWP),适配安防监控大上行需求,打造超高质量的安防业务体验:通过基于业务量的多BWP自适应增删配置、BWP参数自适应配置等网随业动方案实现RedCap灵活按需扩容,降低系统开销和干扰,可同时保障多路安防监控视频在静止、移动等场景下的高清、流畅回传。RedCap解决了传统的基于有线方式的安防摄像头部署难、成本高等问题,实现了即插即用、绿色轻量、性价比优的安防监控手段,树立了智慧安防新范式。

开拓通感一体超视距感知,打造亚运交通新驾驶

本次杭州亚运会期间,中国移动联合产业面向智慧交通场景打造了一条车路协同示范路线,实现了超视距的“鬼探头”人/车预警、车辆变道感知、以及在黑夜环境和雨雾特殊天气情况下的人员和车辆的实时定位、速度感知和轨迹感知,有效弥补了单车智能感知范围受限的不足,很好的实现了道路环境的实时动态跟踪和人、车、路的高效协同,显著提升了亚运村的交通系统运行效率,有效保障了道路交通安全。

杭州亚运村通感一体车路协同示范线

 

 

黑夜天和雨雾天车辆内可获取超视距感知画面(右侧为摄像头视距内画面,左侧为通感基站对道路全景的感知孪生)

“鬼探头”一直是安全驾驶的关键痛点之一,即在车辆正常行驶过程中,经常出现行人、动物、电动车等交通要素从胡同、车流、大车后等视野盲区内突然蹿出的情况,驾驶员避让不及时,往往造成交通事故。同时,摄像头和传统交通雷达作为交通领域常用的检测手段,也有自身的不足,比如摄像头在树木、广告牌遮挡的情况下会存在视觉盲区,在恶劣天气(如雨雾天)和晚上曝光场景下效果大打折扣;路测雷达部署成本和其他部署条件制约因素较多,目前也主要应用于高速、高架等局域场景。

针对以上交通领域的感知痛点和现有问题,中国移动提出基于5G-A通信感知一体的盲区预警车路协同解决方案,将通感一体技术应用于交通场景,实现道路感知与车辆感知互联融合,可高效解决“鬼探头”视觉盲区难题。但是通感一体仍面临感知信号资源开销大、感知精度能力不足、感知回传时延大等问题,为此中国移动创新提出了感知信号设计、感知计算本地化架构等方案,基于灵活的宽带和窄带融合的感知信号图样设计使得感知信号资源开销节省40%的同时依然满足交通场景距离、角度、速度精度需求,感知本地化架构使得时延降低30%~55%。

如今,亚运会即将落下帷幕,但精彩纷呈的赛事、惊艳绝伦的高科技仍让我们意犹未尽。中国移动攻克超密集组网、高频电磁波传播、高铁覆盖等难题,打造亚运场馆无死角“新覆盖”,高铁网络跑出中国“新速度”,给用户带来了亚运观赛的全新体验。杭州率先使用了中国移动在2021年初牵头提出、经过两年多产业联合攻关的5G-A技术,并将该技术部署在亚运会的新视听、新驾驶、新物流、新安防等应用上,实现人联、物联、车联等产业升级,这是5G-A技术首次面向实际用户应用。中国移动将联合产业加速5G-A产业化进程,为数智社会发展持续注入新动能。

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