5G信号实现长距离传输还面临着很多困难

如果没有准确的地理数据，任何“高性价比5G计划”可能都会以失败告终，从而导致更高的硬件成本和更差的信号覆盖。Maxar Tchnologies旗下DigitalGlobe对此进行了深入研究。

目前还有很多射频工程师在努力解决不准确的地理数据问题，因为无论多么好的传播软件，如果其中充斥着低分辨率和错误的地图数据，那么任何投射在屏幕上光鲜亮丽的覆盖模型（显示与地形、树木、建筑物的信号交互及其他所谓的“土地利用分类”数据）都可能与现实世界相去甚远。其结果是，负责最新移动网络技术优化部署的射频工程师将运行由计算机模拟的无线电传播模型，而这些模型在户外根本无法工作。

这将不可避免地导致更高的硬件成本，以及网络工程师为试图解决问题而进行的耗时且昂贵的实地勘察。与此同时，由于投放市场的时间延长，以及客户可能对信号覆盖不良有所抱怨，因此移动网络运营商也对此无能为力、饱受拖累。

令移动网络运营商担忧的是，许多射频工程师认为他们是在黑暗中耕耘的人，默默无闻、不为人知。根据最近一次对世界各地射频专家的调查，只有20%的专家表示他们对地理数据的准确性“非常有信心”。其余专家则在不同程度上对准确性表示怀疑。相比之下，90%的人认为地理数据对于移动网络设计“很重要”或“至关重要”。射频工程师的需求与他们实际得到的结果似乎不相匹配。

5G即将面临更多阻碍

如果对较低的地理数据准确率视而不见，情况会变得更糟。随着众多移动网络运营商纷纷进入5G网络部署的规划阶段，他们更加迫切地需要对可能妨碍或减弱无线电信号的障碍物进行精确表示。

通过使用更高的频率，5G网络与使用低频段无线电波的技术相比更容易受到信号衰减的影响。虽然远距离的4G信号可以绕过建筑物和其他障碍物，但更高的5G频率却没有这种灵活性。5G信号无法长距离传输，很可能会被任何恰好挡住它们去路的障碍物所阻拦。

地理数据咨询公司EGS Technologies的副总裁兼联合创始人Andy Baffes认为，5G将集中射频规划部门的全部智慧。“直接视距传输是较高频率面临的关键问题，”他表示，“更准确地模拟真实环境，显然会对5G的推广有所帮助。”

射频工程师需要什么？

射频工程师充分认识到了地理数据的价值，其不仅能模拟网络的真实环境，而且还能改善客户体验。在模拟下一代网络部署模型时，不出所料，大多数受访者都高度重视“栩栩如生”的三维GIS（地理信息系统）数据。

近40%接受访问的射频工程师都强调的另一个要求是：三维建模的分辨率应该达到1m或更高。换句话说，通常由卫星拍摄用于大规模GIS数据采集的地球表面图像会被放大，并被分割成边长不超过1m的正方形。正方形越小，分辨率越高。分辨率越高，可能会影响无线电传输的特征就越多，如树木、地形、植被和建筑物。

高分辨率并不完全等同于高精度，但两者之间密切相关，通过更清楚地识别特征，就有可能以更高的精度测量它们的高程。大多数受访者都希望分类高程数据不超过2m。这种精度，再加上三维矢量建筑数据正日益成为精密数字制图必不可少的要素。“不仅是在人口稠密的市中心。”Baffes指出，越来越多的移动网络运营商都提出需要商业街区、办公园区和郊区住宅区的矢量建筑数据，这是经射频工程师访谈结果证实的一个新兴趋势。

对特征数据进行详细矢量化的优点是能够实现更细致的颗粒度。例如，可以识别建筑物中的各种起伏，比如不同楼层将从不同的角度延伸出来，建筑物几乎都不是整体结构。楼顶的各种设备，例如空调机组和电梯设备，也可以更准确地显示在三维模型中。这种精度对于5G所需的更先进的无线电传输模型至关重要。

同样，地理数据也必须保持时效性。“由于城市环境的快速变化，数据时效性问题将变得更加重要。”Baffes表示。受访者对此也表示认可。总体而言，数据时效性是选择地理数据的最重要标准，其次就是建筑物的高分辨率和详细图形。

Baffes指出，如今地理数据采购的一个共同特点是订购后的漫长等待时间，这可能需要数周甚至数月。在地理数据可供使用时，其通常会被传输到一个FTP（文件传输协议）站点。在那里，数据始终处于静态。如果客户想要更新，就不得不再下一份订单。这意味着有更多的地理数据在附近徘徊，并且这些数据在到达地球时就早已超过了它的保质期。“在未来，这个领域的赢家将提供基于云的解决方案，可以按需定期更新地理数据。”Baffes表示。

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DigitalGlobe公司实力雄厚，拥有自己的星座，并在全球范围内提供地理数据，满足射频工程师在5G网络规划中所期望的精确度和刷新速率。DigitalGlobe项目经理Ryan Hamilton表示：“使我们的地理数据更加精确和详细的秘诀是与生俱来的50cm分辨率。”

Hamilton进一步解释道，如今的大多数仿真软件都能处理2m分辨率的数据。这是因为软件商通常认为，DigitalGlobe还引入了多视角摄影测量技术，这是一项能比传统立体摄影测量法提供更多细节的前沿技术。因为它使用了从多个角度拍摄的深度叠加的卫星图像。在高层建筑之间难以看到的区域，以及树木的形状和高程都被描绘得更加清晰，所有这些都使三维建模更加精确。据 Hamilton介绍，这种精度将有助于填补许多射频工程师目前正在努力解决的信息空白。

以2m×2m的像素观察世界已经比较理想。随后，他们在构建数据模型时就参考了这一标准。但是，这个级别的分辨率无法包含使用50cm×50cm像素创建数据中拥有的丰富信息。即使当DigitalGlobe公司将其原始的50cm数据以2m的标准重新采样，以便能够被如今的软件所使用时，那些在50cm像素中捕捉到的细微高程差异和细节也仍然存在。这如同为传输模型添加了一个急需的助推器。Hamilton认为，这种深藏其中的差异为射频工程师的工作提供了额外保障，确保建筑物和其他土地利用分类数据的高程是正确的。

此外，DigitalGlobe的地理数据覆盖全球，并仍不断在更新。每天能采集地球图像的范围大约有300万平方千米，并被传输到该公司由亚马逊网络服务公司托管的100PB容量的数字图像库中。

这个庞大的高分辨率图像库比任何其他地理空间数据提供商的图像库都要大很多。因此，DigitalGlobe也是唯一的一家能够为多视角摄影测量工具提供丰富机会的公司，可通过快速访问适当数量的叠加图像来生成有价值的三维产品。同时也得益于机器学习算法，使得这些过程在不断改进。但是对于这个市场的未来而言，真正令人兴奋的地方是，DigitalGlobe计划按照需求将这些重要的数据集和深刻见解推向市场，这与Baffes设想的未来在这个领域成为赢家的商业模式完全相同。

就潜在的软件合作伙伴而言，Hamilton为双方的密切合作提出了强有力的理由。除了让他们的5G模型对射频工程而言更准确和更有吸引力之外，他认为，与DigitalGlobe的合作还能让他们了解到如何在思维模式上处于领导地位。这是与其他地理数据提供商合作所无法实现的。“我们正在对自己过剩的原材料加以改进，以便制造出一些新颖独特的东西。”Hamilton表示。

除了在网络构建过程中节省硬件和模型校正的初始成本外，射频工程师还可以通过更高的网络优化效率，在部署阶段，从精确的地理数据中获益，开拓新市场也变得更加容易，射频工程师不再需要在“黑暗”中默默地制定计划。

DigitalGlobe是Maxar公司旗下全球领先的高分辨率地球图像产品和服务提供商。这些产品和服务来自其先进的自有星座卫星和第三方提供商。其地理空间解决方案帮助无线网络运营商和服务提供商优化现有的射频覆盖，并计划以无与伦比的效率推出5G网络。

DigitalGlobe先进的地理数据功能包括对网络模拟至关重要的三维矢量、分类高程和高程信息。其高分辨率卫星图像服务为B2B和B2C基于位置的解决方案提供及时、准确、灵活的位置信息。
来源；通信世界