你们不知道的5G基站,就是这么装上去了

菊厂基地打工仔 2024-08-05 02:53:00

四月的麦地,一片新绿。风来了,麦浪起伏。远处蔚蓝天空下,麦穗反射的日光,像是青绿色的绸缎在风中飘扬。一望无际的麦田里,回荡着我们的欢笑声。

2021年4月29日,我们在郑州的一片麦田里,完成了业界首个商用5G FDD Massive MIMO设备的现网测试。现场基于FDD 2.1G 40MHz带宽,实测单小区下行容量峰值可达3Gbps,误码率趋于零,容量峰值测试可以端到端地检验硬件指标和软件算法的性能上限,零误码意味着硬件指标和实现达成设计预期,代表着产品的竞争力,展示了华为5G关键技术演进的联合创新能力。同时表明,华为有能力将自身卓越的、业界领先的技术应用于运营商频谱效率提升,为客户提高用户体验提供强大的技术支持。

每一次5G技术比拼,都是一场没有硝烟的战役。我们能做的,就是时刻准备着,一次次突破自己的极限,实现技术上的领先。

一路走来,虽然每次的测试场地和要求都不同,但无论在实验室里还是在停车场、麦田里……我们都用极致的无线网络容量和用户体验,向客户证明了自己的实力。

第一步就卡壳了

Massive MIMO是5G时代的标志性技术之一,率先在TDD得到了广泛部署,并取得了很好的商用效果。当前,运营商正在规划如何在FDD频段上获得5G的巨大商业价值,本次验证的FDD Massive MIMO正是我们针对5G FDD中频提出的创新解决方案,我们预测随着该技术的广泛应用,同样会取得很好的商用效果。正因为看到未来有广阔的商业前景,FDD Massive MIMO技术已经成为业界各厂商正在全力研究的重要领域。

尽管前期的准备工作做的还算充分,但这是大家第一次投入5G L2领域,整体系统的联调也是由我们负责,能否达到预期目标?能否在进度上领先?过程中会遇到什么样新的问题?……种种不确定因素糅合在一起,使得作为FO(特性交付责任人)的我倍感压力山大。

2020年10月,我们接到联调的任务。开始联调后,我们遇到了很多问题,其中最棘手的问题就是用户无法正常接入基站。

怎么回事?这是用户正常做业务的第一步,才第一步就卡壳了,我心里很慌。这个问题的解决需要对整个用户接入流程比较熟悉,而我们这方面比较缺乏经验,大家心里都七上八下的。

为了解决这个问题,我们“三管齐下”:求教部门内的专家进行指导如何界定问题出在哪个环节,该去排查哪一部分代码;根据以前总结的案例经验来分析,希望能找到一些蛛丝马迹;最后,同其他组件的同事一起分析,确认每个组件间的状态数据是否一致。

那一周的时间里,我们下班前汇总一天的进展和制定下一步计划,基本上每天加班到凌晨。可令人崩溃的是,一个个怀疑点排除后,问题还是没有解决。更糟糕的是,我们已经找不到新的怀疑点了。我们像在一片杳无人烟的沙漠里寻找出路,已经走得筋疲力尽了,前方还是一片黄沙,看不到一点希望。

这个局面怎么破?总不能就这样陷入泥潭,什么都不做吧。思来想去,我决定让各个组件的团队去“头脑风暴”,分别挖掘新的可能故障模型。这就像是在沙漠中兵分几路,分别去寻找出路,不要把所有力量集中在一条路上。

山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村。最终,某个组件的团队在对代码流程进行分析的过程中,抓住了一个极为隐蔽的bug,就此解决了问题。

基础功能稳定后,我们就开始在实验室进行性能验证。凭借前期基础功能联调过程中积攒下的宝贵经验,我们做了很多次算法上的优化,一点点缩小与目标差距,提前一周完成了实验室性能验证。

大家都非常开心,信心满满,以为可以一举拿下后续的外场验证。事实证明,是我们想得太简单了,外场的环境和实验室完全不一样,遇到的问题也完全不同,不是改改代码bug就能解决的。

停车场深夜挪车

没料到,首先遇到的麻烦是场地问题。外场的性能验证对环境要求很苛刻,频谱不能有干扰,场地要尽量空旷没有遮挡,确保无线信号传输环境是LOS(视线传输)的。

成研所U3背后的停车场,是一片较为开阔、很少遮挡的场地,经过频谱仪的扫描,我们确认使用的频段比较干净,树木只有少量遮挡,还有现成可用的传输链路,满足测试对于场地的要求。

每到晚上,我们就开始忙碌地测试起来。

“喂,请问,川A XXXXX是您的车么,这边是U3背后的停车场,请问您大概什么时候下班可以挪下车呢?......”

我们每晚挨个给对我们测试有影响的车主同事打电话,询问下班时间。时间久了,有些多次接到电话的同事还没等我们开口,就说:“咋啦?我怎么老能挡住你们的位置了?”

然而,并不是每天运气都会很好,有时候总会有一两辆车没办法挪开,我们只能想想办法,硬着头皮试着测测看。

为了让每个手机都处于无线信号覆盖下性能最佳的位置,SE给我们在地图上大致标记出了一些位置,接下来就是要找到这些位置。刚开始的时候,我们只能先采集数据然后解析分析,效率极低,经常弄到凌晨三四点。测试时间很紧张,很多数据没有及时处理分析,都要留到第二天白天来分析。后来,有个同事做了一个可以实时显示分析的功能,帮了我们大忙。为了让尽量多的数据能立刻有分析结果,我们还在代码、数据处理上做了辅助小工具。实践证明,这些一点一滴积累让我们的效率翻了几番。

在三个月的测试过程中,我们比对了手机所处的真实物理环境和理论环境的差距,也验证过算法仿真证明性能很好的新算法,尽管如此,我们还是没法达到预期的测试效果。不管是心理上还是身体上,大家都感到很疲惫,这种疲惫不仅仅是累,更多的是一种怀疑:“我们真的能拿到预期结果么?”

经过对测试数据的分析,我们发现基站发射端采集到的信道数据与手机侧采集到的信道数据有很大差异,说明环境还是不够理想的LOS(视线传输),并且手机相互之间信号干扰很大。照理说,经过算法优化后,影响不应该有这么大,我们判断,很可能是周边树木、车辆带来的信号反射影响了测试结果。

为了坐实分析结论,我们决定换一个更加空旷的场地,排除车辆树木的影响,且白天也能用来测试的场地。4月初,在新场地建设完成,我们踏上这片全新的场地进行测试。通过前期累积的经验,各种操作早已轻车熟路,我们通过数据的实时显示功能找到符合要求的位置,采集数据快速分析,然后进行数据比对确认各项指标。

我们把这一次采集和分析的数据与前期的各项数据对比后,发现指标符合预期,也坐实了我们前期分析结论!我们小小庆祝了一下,三个月以来第一次真正地放松了一下。

建设过程中的铁塔

现场分析测试数据

“包工头”实地考察

喜悦还未褪去的时候,我们又迎来了更大的挑战——给客户演示,地点郑州。

客户未来在5G FDD部署的需求会越来越大,一直关注FDD Massive MIMO技术商用的进展,这次是一个向客户传递“华为有能力满足客户需求”绝佳机会,也是一次展示“人无我有”技术的绝佳舞台。

为了做到100%的领先,打赢这场战役,我们开始马不停蹄加班加点做优化。

4月16日凌晨,我回家收拾行李洗漱完毕, 7点赶飞机,10点到达郑州,立马开启了“包工头看地”模式。

经过一个多小时的车程,我来到了郑州的农村,立即排除掉一个不符合要求的场地,只剩下一个不太看好的麦田。由于有在成都外场的经验,我担心麦子会反射信号,导致手机间的干扰增加,倾向于选择开阔、没有植被的场地,所以决定继续寻找。

“本来想今天就升级基站,明天SE就位后就开始测试......”,我对着一线的兄弟们说,感觉满腔的热情被现实冷冷地拍打在地上。之后,我向一线两位兄弟详细说明场地的要求,让他们尽量找类似的空地。

他们不停打电话、查地图......然而,情况并不理想,当天下午找到的场地都不合适。回酒店的路上,我心情很复杂,最害怕的是让大家几个月来的付出砸在自己手上。当天晚上,我跟支撑的研发兄弟们紧急沟通了现场情况和下一步计划,结束后突然觉得很饿很困,才发现自己一天没有吃东西了。点了份外卖还没吃,就躺在酒店的床上睡过去了。

第二天一大早,我怀着忐忑的心情出发了,一路上听着一线兄弟们介绍他们昨晚筛选出来的场地信息。

“这里去年还是一片荒地,怎么现在就种了树?”“怎么连这里也种上树了!!!”一路上大家各种惊讶和感叹,一个个备选场地依次被排除。

“郑州的绿化做得太好了,找不到一片空旷的荒地,花儿、草儿、树儿都长得好茂盛,这边的水土太好了。”我苦笑着说,心里七上八下。一整天的奔波,没有一处合适的场地,没有一丝实际的进展。我们互相戏谑,自己像是个包工头到处在看地,但内心的失落和焦虑已经在内心翻滚。

开始的两天可谓是颗粒无收,让人失望。我只好让一线的兄弟们每天晚上回去后,再找找资源,而我也重新思考策略。接下来的几天,我们重复着同样的操作,早出晚归,坐一整天的车,看一整天的地,几乎跑遍了郑州的主城区,中途也找了几个备选的,但最终都被排除掉。

终于,在到达郑州快一周的时候,我们找到了两个合适的备选场地。但麻烦的是,经过与专家们的讨论,新选的备选场地要重新立抱杆,电源施工方面也存在较大困难,时间上很不充裕,于是我们在准备备选场地的同时,决定在麦田地上进行测试。

此时,距4月30日给客户演示的deadline只剩一周。

“土夹馍”的味道

麦田地建站困难重重,首要问题就是没有现成的5G核心网传输。最近的传输点跳转过来要经过3个机房,共将近三、四十公里。我们协调了一线的几波兄弟同时双向排查,也让一线的项目经理帮忙梳理可能遇到的施工问题,提前想好解决办法。

同时,我们也了解到,正在同步准备的场地施工起来比想象中的更麻烦,建抱杆需要市政同意以及有资质的公司承建,电源的话只能用柴油发电机,而且实施工期很长,我们没有时间去等,这彻底断了我们的退路。看来,我们就要在这片麦田上给客户做演示了!

记得在麦田设备安装那天,来了一辆大吊车。一群安装师傅在太阳底下晒得汗流浃背,等到设备安装完成的时候,夜幕已经降临。当我们开始验证基础功能时,天已经完全黑下来,冰冷的寒风把我们冻得直打哆嗦。

第二天下了雨,我们继续在麦田里穿梭,鞋底沾上了泥,越走越重,心情也越来越沉重。这次SE也在地图上标注了手机放置的位置,但是茫茫麦田没有参照物,我们无法确认实际的方位和距离。

这时候,我突然想起来了,在成都做的小工具上有个可视化实时分析功能。它可以帮助我们圈定大概的半径范围,然后接下来用同样的方法再小范围地一个个圈定,最后用竹竿绑上红绳标记放置手机的位置。说干就干!我们很快把“手机阵”布起来了。

在验证过程中, SE发现后期新增的一个算法优化功能并没有达到预期。可是,我通过对采集到的数据常用观测点进行分析,并未发现什么异常。

怎么回事?SE坚持认为算法实现上存在问题,由于这个算法的增益会很高,必须要解决。他仔细分析了采集的数据,对采集到的数据项进行了多次比对,但bug像在和我们捉迷藏一样,躲得无影无踪。我们一遍又一遍比对数据都找不到异常。最后,只能逐个比对几十个观测项,最终发现了一个不太常关注的数据有异常!这个异常点藏得很深,不是时时刻刻的有问题,而是伴随着一定的规律。

经过与研发支撑的兄弟讨论,我们通过可疑的观测项顺藤摸瓜,定位到算法的实现上一处没有修改的漏洞。就是这个不起眼的“窟窿”,导致了这个异常。

最终,我们填上了这个遗漏的“窟窿”,替换了新的版本,达到了预期的增益。私底下,我们也和研发的兄弟们讨论了一下这个问题,一致认为SE在问题分析上很厉害,能快、准、狠的定位到容易忽视的一些异常点。

测试的那些天,我们基本上一整天都扎在麦田里,逐项验证优化算法是否能达到预期的效果,中午吃着司机师傅在附近村里买的肉夹馍。

雨停了,烈日当空,黄土也飘起来了,一整天下来,手机、便携,全身上下不知不觉附着了一层厚厚的黄土,就连中午的肉夹馍也变成了土夹馍。由于饿了大半天,大家都狼吞虎咽地吃起来,吃得贼香。虽然灰头土脸的,但看着测试的结果一天天地好起来,大家心里都特别得劲儿。

多亏了之前的经验和工具优化,我们的效率很高,进展很快,浪费的时间也慢慢地争取回来了。

风吹麦动

倒计时3天的时候,我们突然被通知,演示的时间提前了一天。也就是说留给我们的时间只有48小时了。我们不得不加快了测试的脚步。

经过几天的摸测,我们的功能都确认正常,增益也符合预期,一切都已准备就绪,唯一有风险的是风!我们判断,风对测试的结果有影响,麦子随着风摆动,信号反射杂乱致使手机之间的干扰变强,测试结果会有波动。

而且,就在正式演示的前一天,郑州的风吹得更大了,好几个手机支架被吹倒。虽然我们给支架加了点负重,但是手机依旧摇摇欲坠。我迅速查看了一下天气预报,不禁倒吸一口凉气:第二天的风会更大!

4月29日,是我们给客户正式演示的日子,也是检验成果的时候。我们早上7点就早早到达了现场。大风把不少麦子吹得横七竖八,根本没有歌词里“远处蔚蓝天空下,涌动着金色的麦浪”的恬静和美好。

整个上午的测试效果不尽人意,达不到演示效果。中午的土夹馍也没有了它应有的味道,大家的心情愈加沉重。

我们接到的最新通知是客户下午3点会来现场观看测试结果,于是,我们重新调整了一下状态,决定还是再冲刺一把。我们顶着烈日,细致地调整田里每一部手机的位置,希望尽量降点手机高度,增加更多的负重,减小手机的摆动。另外,还有人变身人肉遮阳伞,给手机降降温。

在最后的时刻,我们还梳理了一下所有的优化算法,突然发现漏掉了一个关键的地方——我们一直用来辅助分析的实时显示功能,额外消耗了资源。正式演示的时候,可以把这部分功能先关闭。优化之后,增益效果很明显,这个时候我们才真的准备就绪了!

决战时刻

不知道过了多久,也记不清是谁喊了一句“客户到了”,我们立刻进入了作战模式。

几个客户走到我身旁,一边听我讲解,一边看着电脑的测试数据。演示的半个多小时里,数据一直无比地稳定,客户连连点头,还不断地操作演示手机,感受速度的流畅,我忐忑不安的心也渐渐归于平静。

其间还有个小插曲,有位SE的手晒肿了,交流的过程中被客户看到了,客户特地聊起自己以前遇到的类似经历,传授我们这种情况下怎么去治疗。

客户把传统技术的测试结果,与这一次外场测试结果进行了比较,对拿到的增益结果很满意,认可了华为在技术上领先的创新能力。后来还向华为询问了一些正式商用的问题,对设备的出色性能表现出极大的兴趣。

演示结束后,我们发现,其实在演示过程中,有些手机被风刮倒在了麦田里,但是测试效果还是一如既往地稳定。这时候我们的心更安定了,风吹麦动对测试有些许影响,但是在华为5G 绝对的硬实力面并不是决定的因素。

没有努力会白费,一点一滴,都是必经之路。

送别客户后,我们坐在这些天奋斗的麦地里,看着随风舞动的麦浪,感慨万千。历经大半年无数日夜的艰苦奋斗,我们终于做到了!无论是在战线的前方还是后方,是一群默默支撑我们的兄弟姐妹全营一杆枪,共同努力赢取了胜利。

每场战役的胜利,意味着要准备奔赴下一个战场,我期待与他们下次并肩作战,再获胜利。

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菊厂基地打工仔

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