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【从零开始学5G】上下行解耦技术

 abtinan 2019-03-29
从1G到4G,蜂窝通信技术都是按单频段进行设计的,FDD频段上下行成对,TDD上下行共用一段频段,即手机与基站在上下行方向上是绑定在一起的,不可分割。但是,这种设计一直存在一个问题——上下行不平衡。
具体说来,下行链路上的宏基站与上行链路上手机终端的发射功率具有相当大的差异,宏基站可以以上百瓦的功率进行发射,而手机的发射功率通常仅在毫瓦级。
手机发射功率太小限制了小区覆盖范围,众所周知,当电磁波的频率越高,其在传播过程中随传播距离的衰减越严重,而在5G时代,使用的频段越来越高,加上基站侧因大规模阵列天线增益、TDD模式下时隙配比差异,将会导致这种上下行覆盖不平衡的现象越发严重。
为此,在网络部署上不得不想办法来弥补覆盖差异,例如使用高功率终端(HPUE)来改善上行,或者通过增加基站侧天线的接收增益来补偿上行链路,这一切都使得网络投入成本遇到前所未有的挑战。
在2017年6月的MWC上海展上,以华为公司为代表提出了一种新型的上下行解耦技术,该技术打破上下行绑定与同一频段的传统限制,能够有效改善与解决上下行不平衡的问题。
根据工信部的规划,未来很可能要将3.3GHz-3.6GHz和4.8GHz-5.0GHz的频段划分为5G工作频段,而这一频段所遭受的大尺度衰落对于信号发射功率本身较小的上行链路来说是难以接受的。
基于上下行解耦的技术思想,未来以3.5GHz与LTE中低频1.8GHz的共站部署将会成为增强小区覆盖,实现5G革命的一大利器。
基于这种上下行解耦的部署策略,5G的下行传输将利用3.5GHz频段,而上行传输将会与LTE的1.8GHz进行频谱共享,根据LTE FDD空闲程度灵活分配给5G上行使用,实现5G与LTE的并存。
根据测试结果,在部署了4-5个基站,20部左右终端,在100MHz频谱的测试场景下,整个小区的峰值速率可以达到近20Gbps,而5G终端在远离基站355米的情况下,仍可以达到1.2Gbps的速率,远远超过一般情况下一个LTE小区能够达到的150Mbps的理想峰值速率。说明了上下行解耦技术资源利用的高效性。

原因:
上下行解耦是因为,5G上下行链路不平衡,上行覆盖是短板。3.5G上行比下行差了约14db的覆盖,而1.8G能够提升上行覆盖约10db。
实现:
已确定的5G标准,下行采用3.5GHZ覆盖,上行近端采用3.5GHZ覆盖。上行远端5G网络覆盖不到,需要部署4G lte网络来增加上行覆盖。

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