目前,全球 5G 网络建设正处于如火如荼的阶段。根据数据统计,截止 2020 年 8 月,全球已有 92 个 5G 商用网络,覆盖 38 个国家和地区。
这些 5G 网络,基本上都采用了 TDD 的制式。
相信大家一定知道,4G LTE 网络,就分为 FDD LTE 和 TDD LTE 两种。
TDD 时分双工,则是上行与下行使用相同的频段传输。通过传输时间节点的不同,进行区分。
很显然,相对于 FDD 独占“车道”的方式,TDD 要考虑上下行时隙分配与干扰抑制,技术实现上更为复杂。
但是,FDD 的频谱资源利用率并不如 TDD。
移动通信业务具有上下行数据流量不均衡的特点。例如,观看视频时,下行数据量很大,但上行很小。如果采用 FDD,资源分配并不灵活,上行所占用的频段基本空闲。
而 TDD 支持上下行时隙灵活分配,下行流量大的场景,就下行时隙多一点,反之亦然。
到了 5G 时代,情况发生了变化。
5G 实现高速率需要更大的频率带宽。在高频段,想要再像 FDD 一样,找两个对称大小的大频宽频段资源,实在是太难了。FDD 较低的频率资源利用率,完全无法忍受。
而且,对于 5G 采用的大规模天线技术(Massive MIMO)来说,TDD 拥有更好的信号互易性,更容易设计。
于是,综合种种因素,各大运营商在部署自己的 5G 网络时,纷纷转投了 TDD 的怀抱。真是应验了那句老话:“三十年河东,三十年河西”。
什么是高低频组网
5G 采用 TDD 高频,意味着它必须面对一个比较棘手的问题——网络覆盖能力不足。
网络覆盖能力不足,主要是上行能力不足带来的。
现在 5G 使用的都是比 4G 更高的频段,例如 3.5GHz、4.9GHz 频段等,穿透损耗更大,信号衰减更快。采用 TDD,对覆盖能力的影响更加明显。
那么,该怎么解决这个问题呢?
专家们想到了上下行解耦,SUL(Supplementary Uplink,辅助上行)技术。
虽然中低频的带宽更小,无法满足 Gbps 的大带宽业务需求,但是对于包括手机通信在内的大部分场景,完全可以应付。
再继续往下想,哪些中低频频段资源是适合“借用”的呢?
电信和联通 2.1GHz 频率范围
传统 SUL 辅助上行
超级上行
此外,华为还独创性地推出了 FDD 5G 广播信道窄波束技术,以及 TDD 5G 广播信道智能寻优技术。
FDD 5G 广播信道窄波束技术,区别于传统的一个广播宽波束,而是采用了两个广播窄波束轮询,可以增加 3dB 的覆盖,提升 VoNR 业务深度和广度覆盖。
广播信道窄波束技术
广播信道智能寻优技术
标准制定与终端支持
虽然一直以来 TDD NR 都是运营商和设备商的优先选项,但 FDD NR 并没有被标准制定者遗忘。
2020 年 7 月 3 日,3GPP R16 版本标准冻结。该版本针对 5G 的 2C 和 2B 场景进行了全面增强,其中就包括 FDD NR 增强。
此外,FDD 大带宽下行载波聚合(CA)和辅助上行(SUL)目前已经立项,处于积极推进的状态。
终端方面,目前包括华为、高通在内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 芯片对大带宽 FDD NR 和大带宽 SUL 的支持也将实现。
高低频组网的作用
5G FDD NR 除了弥补 TDD NR 的上行短板,增强农村地区覆盖等作用之外,还有增强城区深度覆盖的作用。
城区宏站采用高低频结合,可以提升室外覆盖率。更强的穿透能力,可以帮助覆盖室内,节省 5G 室分系统的投资。
总而言之,高低频组网充分结合了 TDD 大带宽和 FDD 远覆盖的优势,是一个非常“接地气”的 5G 组网策略。 好啦,以上就是关于 5G 高低频组网的内容。感谢大家的耐心阅读!
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