5G高低頻組網(wǎng)的作用

目前，全球5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正處于如火如荼的階段。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截止2020年8月，全球已有92個5G商用網(wǎng)絡(luò)，覆蓋38個國家和地區(qū)。

這些5G網(wǎng)絡(luò)，基本上都采用了TDD的制式。

相信大家一定知道，4G LTE網(wǎng)絡(luò)，就分為 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，是采用兩個不同的頻段，分別用于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。通過傳輸時間節(jié)點的不同，進行區(qū)分。

很顯然，相對于FDD獨占“車道”的方式，TDD要考慮上下行時隙分配與干擾抑制，技術(shù)實現(xiàn)上更為復(fù)雜。

但是，F(xiàn)DD的頻譜資源利用率并不如TDD。

移動通信業(yè)務(wù)具有上下行數(shù)據(jù)流量不均衡的特點。例如，觀看視頻時，下行數(shù)據(jù)量很大，但上行很小。如果采用FDD，資源分配并不靈活，上行所占用的頻段基本空閑。

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，全球范圍內(nèi)FDD LTE網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量要多于TDD LTE。

到了5G時代，情況發(fā)生了變化。

5G實現(xiàn)高速率需要更大的頻率帶寬。在高頻段，想要再像FDD一樣，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，完全無法忍受。

而且，對于5G采用的大規(guī)模天線技術(shù)（Massive MIMO）來說，TDD擁有更好的信號互易性，更容易設(shè)計。

于是，綜合種種因素，各大運營商在部署自己的5G網(wǎng)絡(luò)時，紛紛轉(zhuǎn)投了TDD的懷抱。真是應(yīng)驗了那句老話：“三十年河?xùn)|，三十年河西”。

什么是高低頻組網(wǎng)

到了這里，故事就結(jié)束了嗎？當(dāng)然沒有。

5G采用TDD高頻，意味著它必須面對一個比較棘手的問題——網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力不足。

網(wǎng)絡(luò)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，因為基站有更高的發(fā)射功率，加上波束賦形等技術(shù)的支持，一般都不會有什么問題。

上行，手機到基站，手機的天線功率很低，“嗓門小”，自然信號傳播的距離就近，限制了手機和基站的通信距離（即限制了基站的覆蓋范圍）。

現(xiàn)在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。采用TDD，對覆蓋能力的影響更加明顯。

那么，該怎么解決這個問題呢？

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

這個技術(shù)的思路非常簡單，不是高頻上行不足嗎？那我們就從中低頻“借點”頻段資源，作為上行通道唄！

中低頻穿透衰耗更小，傳播距離更遠，可以有效幫助5G提升覆蓋范圍。

雖然中低頻的帶寬更小，無法滿足Gbps的大帶寬業(yè)務(wù)需求，但是對于包括手機通信在內(nèi)的大部分場景，完全可以應(yīng)付。

再繼續(xù)往下想，哪些中低頻頻段資源是適合“借用”的呢？

以2.1GHz為例，目前聯(lián)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(wǎng)絡(luò)占用，但是屬于頻段重耕的首選。

我們不可能采取一刀切的方式，直接將這些資源用于5G NR，否則會對現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡(luò)用戶體驗造成影響。但是，可以通過動態(tài)頻譜共享（DSS）技術(shù)，讓4G/5G網(wǎng)絡(luò)共享這段頻譜資源。

這么一來，我們就形成了“中低頻FDD NR+高頻TDD NR”的組網(wǎng)方式，可以稱之為“高低頻組網(wǎng)”。

傳統(tǒng)的SUL輔助上行，在中近距離使用3.5GHz進行上下行，當(dāng)距離越來越遠，3.5GHz上行“夠不著”的時候，激活SUL，由2.1GHz替代3.5GHz，負責(zé)上行。

那么，這就意味著，在大部分的時間里（中近距離下），輔助上行是空閑的。

于是，華為就提出了“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(fā)上行數(shù)據(jù)，增強上行能力。

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，華為還獨創(chuàng)性地推出了FDD 5G廣播信道窄波束技術(shù)，以及TDD 5G廣播信道智能尋優(yōu)技術(shù)。

FDD 5G廣播信道窄波束技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一個廣播寬波束，而是采用了兩個廣播窄波束輪詢，可以增加3dB的覆蓋，提升VoNR業(yè)務(wù)深度和廣度覆蓋。

TDD系統(tǒng)廣播信道智能尋優(yōu)，主要是將廣播信道進行波束賦形，輪詢掃描，通過AI智能識別覆蓋場景和用戶分布情況，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(yōu)。

標(biāo)準制定與終端支持

“中低頻FDD NR+高頻TDD NR”的組網(wǎng)方式是否能夠落地，還要看標(biāo)準是否允許，終端是否支持。

雖然一直以來TDD NR都是運營商和設(shè)備商的優(yōu)先選項，但FDD NR并沒有被標(biāo)準制定者遺忘。

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

目前，NR/DSS FDD大帶寬的標(biāo)準化工作已經(jīng)完成，其中就包括2.1GHz NR FDD和700MHz NR FDD。

此外，F(xiàn)DD大帶寬下行載波聚合（CA）和輔助上行（SUL）目前已經(jīng)立項，處于積極推進的狀態(tài)。

終端方面，目前包括華為、高通在內(nèi)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(xiàn)。

高低頻組網(wǎng)的作用

未來，針對城區(qū)和郊縣等不同需求場景，5G網(wǎng)絡(luò)最為合理部署方式，就是通過TDD NR實現(xiàn)大帶寬，通過FDD NR實現(xiàn)補充覆蓋和上行增強。

5G FDD NR除了彌補TDD NR的上行短板，增強農(nóng)村地區(qū)覆蓋等作用之外，還有增強城區(qū)深度覆蓋的作用。

城區(qū)宏站采用高低頻結(jié)合，可以提升室外覆蓋率。更強的穿透能力，可以幫助覆蓋室內(nèi)，節(jié)省5G室分系統(tǒng)的投資。

甚至說，通過協(xié)同運維，可以在夜晚或者負荷較小的時間段，在網(wǎng)絡(luò)KPI保證穩(wěn)定的前提下，通過休眠部分網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)能耗節(jié)約目標(biāo)。

總而言之，高低頻組網(wǎng)充分結(jié)合了TDD大帶寬和FDD遠覆蓋的優(yōu)勢，是一個非?！敖拥貧狻钡?G組網(wǎng)策略。

好啦，以上就是關(guān)于5G高低頻組網(wǎng)的內(nèi)容。
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