超级上行全球首商用助力5G+海螺智能工厂多业务多场景智能升级
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目录
一、 中国电信应用超级上行方案的价值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.1中国电信应用超级上行的背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.2超级上行带给中国电信的价值分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.3超级上行的原理浅析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
二、海螺集团5G智能化升级项目背景与业务挑战. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
2.1背景打造安徽首个流程制造行业的5G智能工厂形成可复制样板. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
2.2智能工厂升级需求与挑战. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
厂区墙厚衰减大. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
室内穿透需求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
矿区地形复杂多变. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
无线布网需求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
上行性能需求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
覆盖与移动性需求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
容量需求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
三、超级上行方案测试与性能结果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
3.1超级上行商用试点项目测试概况. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
3.2测试情况. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
地下传送车间+职工办公室. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
堆料车间+地下传送车间. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
地下传送车间+电力调度室. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
地下传送车间极差 +电力调度室. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
地下传送车间极差 +电力调度室. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
四、超级上行商业应用价值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
五、总结及推广. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
应用价值2超级上行更高体验满足实时监控在移动和弱覆盖场景的正常作业. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
应用价值3超级上行不新增站点保障道路和作业区域的有效连续覆盖及性能提升. . . . . . . . . . . . . . .17
应用价值4繁昌矿区多场景多用户验证超级上行提升多业务顺畅并发数量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
超级上行全球首商用助力5G+海螺智能工厂多业务多
场景智能升级
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【摘要】海螺集团作为全球水泥制造领军企业全国最大的建材企业集团之一积极采用智能化、信息化技术促进传统产业转型升级率先建成了国内首个全流程水泥制造智能工厂。 2019年6月海螺集团与中国电信安徽公司签署战略合作协议成立了“智能制造5G创新实验室” 双方联合华为公司在XX、 XX海螺水泥厂开展5G创新应用试点。三个“世界500强”企业在安徽大地上携手打开5G智能制造的未来之门。战略合作协议签订以来安徽电信与华为公司深度参与了海螺集团水泥智能工厂建设多项成果已落地应用基于5G网络在水泥矿山开采、运输、水泥生产各环节运作效率得以进一步提升尤其部署了超级上行技术更好地保障了企业关键业务对无线网络带宽、时延、覆盖等性能的高要求。
【关键字】 5G、超级上行、 2.1GHz
【业务类别】 5G、优化方法
一、 中国电信应用超级上行方案的价值
中国电信应用超级上行的背景
中国电信在4G时代的2B业务领域一直有很大的优势其2B业务的收入占比在中国三家运营商中排名首位。 电信的5 G战略之一是部署SA架构继续大力拓展2B行业市场。而5G时代2B的业务特点之一是要求网络具备上行广覆盖和大带宽、 E2E低时延的能力。
而当前中国电信的C-band频谱具备以下劣势
第一和运营商M的B41频段相比 电信的C-band属于更高频覆盖更小需要建的站点数更多
第二 电信的C-band不是FDD频段时延相对较长
这些劣势会阻碍中国电信快速发展2B业务。
超级上行带给中国电信的价值分析
当前中国电信的Sub-3G2.1GHz频谱具备以下优势
第一属于FDD低频覆盖比C-band更广
第二 FDD包括上下行天然比TDD的时延更短
第三现网2.1GHzLTE网络相对轻载全国2.1Ghz的站点占全部LTE站点的比例大约10%该频谱的可利用空间很大
综上所述如果把Sub-3G 2.1G的优势和C-band结合起来使用则可以助力中国电信在
2B领域取得广覆盖、大带宽、低时延等的竞争优势。
超级上行的原理浅析
超级上行的价值总结一下有三方面近点处提升上行容量和体验证上行速率提升约20%~60%远点处提升上行覆盖上行速率提升约2~4倍时延缩短全时隙调度RTT时延降低30%。
1) 近点处提升上行容量和体验
从频谱资源上行有效带宽的角度来看在没有使用“超级上行”时 3.5G按照7:3的时隙配比 100MHz的上行有效带宽是30MHz每10个时隙中有7个时隙无频谱资源用于上行使用“超级上行”后这7个时隙可以使用2.1G FDD的上行资源用于NR上行 因此如果2.1G FDD有20MHz带宽则20*70%=14MHz的上行有效带宽可用于NR上行。综合而言总共有30MHz 3.5G和14MHz 2.1G的资源可用于NR上行。上行的容量和体验大幅提升。
2) 1.3.2远点处提升上行覆盖
GHz作为低频覆盖比3.5GHz更广相当于同样的边缘距离2.1GHz的上行
边缘速率比3.5GHz的上行边缘速率更高。此时超级上行相当于我司另一个特性
3) 时延缩短
每次基站和手机通话前都必须先完成ACK信息确认。在没有使用“超级上行”时下行发出信息后必须等待多个时隙才能接收上行信息时延较大。使用“超级上行”后下行信息基于3.5G频谱资源发出后可以通过2.1G上行很快接收上行信息时延大幅减少。
二、海螺集团5G智能化升级项目背景与业务挑战
背景打造安徽首个流程制造行业的5G智能工厂形成可复制样板
海螺集团作为全球水泥制造领军企业全国最大的建材企业集团之一积极采用智能化、信息化技术促进传统产业转型升级率先建成了国内首个全流程水泥制造智能工厂。 2019年6月海螺集团与中国电信安徽公司签署战略合作协议成立了“智能制造5G创新实验室” 双方联合华为公司在XX、 XX海螺水泥厂开展5G创新应用试点。三个“世界500强”企业在安徽大地上携手打开5G智能制造的未来之门。
安徽电信、海螺集团5G协议签署
智能工厂升级需求与挑战
工厂环境复杂对5G覆盖和移动性要求高 厂区墙厚衰减大
水泥塔几十公分墙厚衰减严重
环境严苛粉尘、高温
室内穿透需求
办公室区域有大量室内业务应用
部分地下车间环境恶劣粉尘噪音需要巡检/监控
矿区地形复杂多变
矿山道路随开采不断变化越来越复杂
矿山随开采深度不断增加导致矿车被山体三面包围信号覆盖挑战大 无限移动作业场景无人机巡检、无人驾驶矿车、远程挖掘等
无线布网需求
有限移动作业场景堆料、捡料设备来回有限范围移动传统转盘方式操作麻烦光纤磨损严重易缠绕需频繁更换
有线布网问题监控指标越来越多如温度、震动频率等传感器增多布线越来越复杂管控维护难度加大增加维护成本和安全隐患
工业WiFi可靠性低存在干扰容量有限
应用场景选取及网络需求
上行性能需求
矿区面积大且地形复杂人力爆破警戒效率低耗时费力
大型机械焊点松动人力巡检不便远距离观测准确度低
水泥裂纹巡检超高清视频有助提高效率和识别精确度
覆盖与移动性需求
无人驾驶矿车进入试点阶段实时视频及远程控制保障安全生产提升效率
堆料车间、码头大型移动设备有高清视频监控需求有线部署不便
石灰石等水利原材料开采环境较恶劣人员现场工作难度大急需矿山机械的远程
操控对网络有高可靠、低时延需求
容量需求
智能化改造大规模推进上行容量能否满足
XX厂为例 9台挖掘机 45台矿车 1台无人机 60余个摄像
为了满足海螺业务需求安徽电信和华为共同提出“超级上行”解决海螺痛点助力海螺智能工厂多业务多场景智能升级超级上行可实现TDD/FDD频谱协同高频/低频互补 时域/频域聚合进一步提升网络的上行带宽能力 降低时延为垂直行业应用提供更好的发展空间。
三、超级上行方案测试与性能结果
安徽电信携手华为在XXXX完成3个站点连续覆盖下的超级上行网络验证对超级上行的网络规划、站点选取、设备升级以及超级上行完整的测试用例进行了验证完成了室外单站测试验证、室外多站连片测试验证、室外覆盖室内性能验证满足超级上行各种使用场景为超级上行的商用做好的充分的准备。
超级上行商用试点项目测试概况
+海螺智能工厂多业务多场景智能升级
测试情况
单用户性能测试
近中点速率提升40Mbps增益提升17%~80%远点增益提升100%~400% 繁昌矿区定点测试场景
繁昌矿区定点测试场景
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