5G高低頻組網,究竟是什麼意思?




目前,全球5G網絡建設正處於如火如荼的階段。根據數據統計,截止2020年8月,全球已有92個5G商用網絡,覆蓋38個國家和地區。

這些5G網絡,基本上都採用了TDD的制式。

相信你們必定知道,4G LTE網絡,就分爲 FDD LTE和TDD LTE兩種。

所謂的FDD和TDD,分別是指頻分雙工和時分雙工。


FDD頻分雙工,是採用兩個不一樣的頻段,分別用於手機到基站的上行鏈路,以及基站到手機的下行鏈路。

TDD時分雙工,則是上行與下行使用相同的頻段傳輸。經過傳輸時間節點的不一樣,進行區分。

很顯然,相對於FDD獨佔「車道」的方式,TDD要考慮上下行時隙分配與干擾抑制,技術實現上更爲複雜。

可是,FDD的頻譜資源利用率並不如TDD。

移動通訊業務具備上下行數據流量不均衡的特色例如,觀看視頻時,下行數據量很大,但上行很小。若是採用FDD,資源分配並不靈活,上行所佔用的頻段基本空閒。

而TDD支持上下行時隙靈活分配,下行流量大的場景,就下行時隙多一點,反之亦然。


4G時代,全球範圍內FDD LTE網絡的數量要多於TDD LTE。

到了5G時代,狀況發生了變化。

5G實現高速率須要更大的頻率帶寬。在高頻段,想要再像FDD同樣,找兩個對稱大小的大頻寬頻段資源,實在是太難了。FDD較低的頻率資源利用率,徹底沒法忍受。

並且,對於5G採用的大規模天線技術(Massive MIMO)來講,TDD擁有更好的信號互易性,更容易設計。

因而,綜合種種因素,各大運營商在部署本身的5G網絡時,紛紛轉投了TDD的懷抱。真是應驗了那句老話:「三十年河東,三十年河西」。

▊ 什麼是高低頻組網微信


到了這裏,故事就結束了嗎?固然沒有。

5G採用TDD高頻,意味着它必須面對一個比較棘手的問題——網絡覆蓋能力不足。

覆蓋能力不足,主要是上行能力不足帶來的。

下行,基站到手機,由於基站有更高的發射功率,加上波束賦形等技術的支持,通常都不會有什麼問題。


上行,手機到基站,手機的天線功率很低,「嗓門小」,天然信號傳播的距離就近,限制了手機和基站的通訊距離(即限制了基站的覆蓋範圍)。

如今5G使用的都是比4G更高的頻段,例如3.5GHz、4.9GHz頻段等,穿透損耗更大,信號衰減更快。採用TDD,對覆蓋能力的影響更加明顯。

那麼,該怎麼解決這個問題呢?

專家們想到了上下行解耦,SUL(Supplementary Uplink,輔助上行)技術。

這個技術的思路很是簡單,不是高頻上行不足嗎?那咱們就從中低頻「借點」頻段資源,做爲上行通道唄!


中低頻穿透衰耗更小,傳播距離更遠,能夠有效幫助5G提高覆蓋範圍。

雖然中低頻的帶寬更小,沒法知足Gbps的大帶寬業務需求,可是對於包括手機通訊在內的大部分場景,徹底能夠應付。

再繼續往下想,哪些中低頻頻段資源是適合「借用」的呢?

以2.1GHz爲例,目前聯通和電信在這個頻段分別有25MHz、20MHz的頻譜資源。這些資源暫時被4G LTE網絡佔用,可是屬於頻段重耕的首選。

電信和聯通2.1GHz頻率範圍

咱們不可能採起一刀切的方式,直接將這些資源用於5G NR,不然會對如今的4G網絡用戶體驗形成影響。可是,能夠經過動態頻譜共享(DSS)技術,讓4G/5G網絡共享這段頻譜資源。


這麼一來,咱們就造成了「中低頻FDD NR+高頻TDD NR」的組網方式,能夠稱之爲「高低頻組網」

傳統的SUL輔助上行,在中近距離使用3.5GHz進行上下行,當距離愈來愈遠,3.5GHz上行「夠不着」的時候,激活SUL,由2.1GHz替代3.5GHz,負責上行。

傳統SUL輔助上行

那麼,這就意味着,在大部分的時間裏(中近距離下),輔助上行是空閒的。

因而,華爲就提出了「超級上行」。也就是說,在中近距離下,也使用輔助上行資源,與TDD主載波進行配合,輪發上行數據,加強上行能力。

超級上行

這無疑是一個很實用的idea,打破了載波聚合必須頻譜「捆綁」的限制。

此外,華爲還首創性地推出了FDD 5G廣播信道窄波束技術,以及TDD 5G廣播信道智能尋優技術。

FDD 5G廣播信道窄波束技術,區別於傳統的一個廣播寬波束,而是採用了兩個廣播窄波束輪詢,能夠增長3dB的覆蓋,提高VoNR業務深度和廣度覆蓋。

廣播信道窄波束技術

TDD系統廣播信道智能尋優,主要是將廣播信道進行波束賦形,輪詢掃描,經過AI智能識別覆蓋場景和用戶分佈狀況,提供多種波束組合進行智能匹配,使用戶體驗和頻譜效率達到最優。

廣播信道智能尋優技術

▊ 標準制定與終端支持網絡


「中低頻FDD NR+高頻TDD NR」的組網方式是否可以落地,還要看標準是否容許,終端是否支持。

雖然一直以來TDD NR都是運營商和設備商的優先選項,但FDD NR並無被標準制定者遺忘。

2020年7月3日,3GPP R16版本標準凍結。該版本針對5G的2C和2B場景進行了全面加強,其中就包括FDD NR加強。


目前,NR/DSS FDD大帶寬的標準化工做已經完成,其中就包括2.1GHz NR FDD和700MHz NR FDD。

此外,FDD大帶寬下行載波聚合(CA)和輔助上行(SUL)目前已經立項,處於積極推動的狀態。

終端方面,目前包括華爲、高通在內的主流芯片均已全面支持3.5G/2.6G/ 2.1G /1.8G NR,部分支持700MHz NR。到2021年,5G芯片對大帶寬FDD NR和大帶寬SUL的支持也將實現。

▊ 高低頻組網的做用運維


將來,針對城區和郊縣等不一樣需求場景,5G網絡最爲合理部署方式,就是經過TDD NR實現大帶寬,經過FDD NR實現補充覆蓋和上行加強。

5G FDD NR除了彌補TDD NR的上行短板,加強農村地區覆蓋等做用以外,還有加強城區深度覆蓋的做用。

城區宏站採用高低頻結合,能夠提高室外覆蓋率。更強的穿透能力,能夠幫助覆蓋室內,節省5G室分系統的投資。

甚至說,經過協同運維,能夠在夜晚或者負荷較小的時間段,在網絡KPI保證穩定的前提下,經過休眠部分網絡,實現能耗節約目標。


總而言之,高低頻組網充分結合了TDD大帶寬和FDD遠覆蓋的優點,是一個很是「接地氣」的5G組網策略。

好啦,以上就是關於5G高低頻組網的內容。感謝你們的耐心閱讀!

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