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5G的手机信号,真是让人操碎了心

为了在达到5G的高速率的同时也能兼顾上行覆盖,各路专家们是伤透了脑筋。最终也确实提出了一些切实可行的方案。

一、EN-DC双连接

在5G初期,优先在热点部署,必然是点状覆盖的。为了保证用户体验的连续性,最容易想到的方法就是借用4G完善的覆盖,手机同时连接4G和5G两条腿走路。5G这条腿一旦没信号了,因为4G那条腿还在,业务也能正常进行。

这就是5G的非独立组网(NSA)模式,最常用的是选项3x(Option3x),4G负责控制面,5G作为容量的补充。这种方式也叫EN-DC(EnodeB NR Dual Connectify)双连接。

一旦手机移动出了5G的覆盖范围(远点),手机就只能断开5G,只用4G了。虽然不再能享受到5G,但4G的容量和覆盖也还是可以保证的。

FDD模式的历史悠久,一般频段较低,带宽较窄,700M,800M,900M,1800M,2100M等主流频段都是FDD的;而TDD的频段相对较高一些,但是带宽大,比如2.3GHz,2.6GHz,3.5GHz,4.9GHz等等。

三、从辅助上行到超级上行

所谓辅助上行,就是拿出一段低频和主力的中频(比如3.5GHz)小区绑定,低频只做上行,不能独立工作,只能作为上行的补充存在。

从上图可以看出,在小区近中点,5G的上下行还是使用3.5GHz,毕竟带宽大速率高;到了远点,3.5GHz不堪使用的时候,才会激活辅助上行,把上行任务从3.5GHz交接到2.1GHz。

这个方案有没有改进的余地呢?

在TDD频段,上下行是在不同的时间发送信息的。由于下载需求远大于上传,因此TDD上下行时间的分配是偏向下行的,主流的上下行时隙配比为3:7。

也就是说,在70%的时间里,上行就这么空着不发送任何数据。可是我们有用于上行增强的辅助上行啊,在小区近中点有这样的资源不用,白白浪费多可惜。

于是,电信和华为对辅助上行的这个缺点进行了修正:在近中点把辅助上行也用起来,在主载波TDD的间隙上传数据! 这就是“超级上行”解决方案。

这样一来,TDD主载波和SUL辅助上行进行轮发,在近中点所有的时间都可以进行上行发送,不但上行速率得以提升,由于还降低了下行数据反馈的时延,间接提升了下行速率!

四、从载波聚合到时频双聚合

所谓载波聚合,就是把两个完全独立的载波捆绑在一起共同为一部手机服务。上行和下行的聚合需要同步进行。

因此,如果一个中频TDD载波和一个低频FDD载波聚合的话,就可以天然支持上行覆盖的增强。

上行在基站近中点,手机可以使用两个频段的载波共享23dBm的功率同时发送数据,在远点,自然有FDD的上行来保底。

这个方案在远点没有问题,但在近中点,TDD和FDD各占用手机的一路天线并行发送数据是不经济的。

因为TDD载波有100MHz的大带宽,而FDD载波通常也就跟4G一样只有20MHz,容量谁大谁小一目了然,还是让TDD在自己的上行时隙尽量双发来得划算。

并且,由于TDD下行信道估计依赖于上行的SRS轮发,如果单天线发射就没法轮发,也会对下行的波束赋形性能产生影响。

为了解决这两个问题,电信联合中兴在载波聚合的框架下提出了“时频双聚合”方案,上行不但支持TDD和FDD并发,还支持了和超级上行类似的双载波轮发,保证了近中点的容量。

依然以TDD 3.5GHz加FDD 2.1GHz为例,无论是在基站的近中点还是远点,下行依然可以通过双载波聚合来进行容量增强。

2. 下行TDD+FDD载波聚合,上行双天线TDD并发,为小区近中点有交调或者谐波干扰的用户提供最佳性能;

五、各种方案的优劣势对比

对于NSA组网下EN-DC的上行覆盖主要取决于4G,现阶段4G已完成连续覆盖,在此就不进行赘述了。

下面着重进行超级上行时频双聚合的优劣势对比。

1、覆盖:这两个方案性能类似,均取决于低频载波的上行覆盖能力。

2、容量:两者都可增强近中点的上行容量,性能类似;但超级上行只增强上行,对下行没有任何容量增强,时频双聚合可同时增强上行和下行。

3、时延:两个方案均可以让上行数据几时发送,下行数据及时确认,上行和下行时延均得以降低。

4、频谱:辅助上行/超级上行需要一段专用的频谱,而低频段一般都被2/3/4G占据,完全重耕比较困难;载波聚合/时频双聚合的低频段5G可以使用DSS(动态频谱共享)技术跟4G共享,频谱相对容易获取。

5、复杂度:辅助上行/超级上行为小区内上行增强技术,实现简单,无额外信令开销;载波聚合/时频双聚合是小区间协调技术,涉及到辅载波的测量,增删,切换等操作,灵活但是复杂度高,增加了额外信令开销。

6、标准化:R15协议已支持辅助上行和下行载波聚合,对于超级上行以及时频双聚合所需的上行时分载波聚合仍在标准化讨论中,在R16版本冻结。

7、芯片:华为海思芯片必然是要支持辅助上行/超级上行的,高通芯片明确支持载波聚合,后续是否能完全支持时频双聚合的所有功能还有待多方推动。

总体而言这两个流派的上行增强技术各有千秋,具体谁能胜出就看后面双方对于标准,芯片和终端的产业链推动了。

好了,本期的介绍就到这里,希望对大家有所帮助。

非常感谢能坚持看到最后。