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5G的速度,可能比4G還要慢?原來是因爲動態頻譜共享

2021 年 3 月 12 日 张书乐

2020年,作爲5G元年,5G網絡建設突飛猛進,5G手機也大量湧現。

可是,就算是買了最新的5G手機,並且開機後手機右上角顯示著大大的“5G”信號標識,可別著急爲此欣喜若狂。實際用起來,網速卻可能比4G還慢!

5G的速度,可能比4G還要慢?原來是因爲動態頻譜共享

Sub6G這段頻譜,還有FDD和TDD頻段之分。這種分法從2G,3G和4G繼承而來,FDD的曆史悠久,一般頻段較低,700M,800M,900M,1800M,2100M等主流頻段都是FDD的;而TDD的頻段相對較高一些,比如2.3GHz,2.6GHz,3.5GHz,4.9GHz等等。

5G的速度,可能比4G還要慢?原來是因爲動態頻譜共享

然而這真材實料的5G也有缺點,首先是頻段高覆蓋差,尤其是上行,要覆蓋好必須建設更多的站點;其次就是射頻單元必須使用Massive MIMO才能體現優勢,基帶單元自然也要使用新平台來支持5G的高速率,就導致來成本高,部署慢的問題。

而FDD頻段呢?這些頻段一般都被2G,3G或者4G占用,可用帶寬很小,且FDD頻譜上的Massive MIMO實現困難,因此就算部署了5G,速度其實也就跟4G差不多。可以稱之爲“名不副實的5G”。

雖然FDD的5G名不副實,但其也是有優點的,那就是,現網3G或者4G的頻段給5G分上一點,原有基站的硬件不用大動,只需來個軟件升級,就可以支持5G了!

雖然帶寬小,網速慢,但是頻段低覆蓋好啊!話說現在5G手機已經鋪天蓋地地湧現,用戶最不爽的事情就是買了5G手機卻只能用4G。如果部署了FDD模式的低頻5G,5G手機就可以無處不在地顯示5G信號的LOGO了。而且成本還更低!

因此,FDD頻段的5G雖然速度不快,但可以快速,低成本地讓5G實現大面積覆蓋,對于品牌宣傳的作用無疑是巨大的。因此國外很多運營商都打算這麽搞,中國的三大運營商也不例外。

在FDD上搞5G的需求明確了,可是FDD頻譜都被4G占用著呢,如果全部拿來做5G,勢必導致4G速度變慢,用戶體驗降低;而5G則在初期用戶少,網絡空閑著白白浪費。這可咋辦?

如果5G能跟4G共享頻譜就好了!這樣一來,一段頻譜上既是4G也是5G,4G用戶來了就提供4G服務,5G用戶來了就提供5G服務,動態靈活調整不浪費該多好!

在上述需求的驅動下,3GPP在R15協議中,就引入4/5G動態頻譜共享這個技術。該技術有個專有名稱叫DSS,全稱Dynamic Spectrum Sharing,高通的X55基帶也是支持的。

5G的速度,可能比4G還要慢?原來是因爲動態頻譜共享

再進一步,4G給5G分一半頻譜,但4G和5G獨立運行,井水不犯河水。

5G的速度,可能比4G還要慢?原來是因爲動態頻譜共享

這裏說的實時,也叫TTI級別的頻譜共享。TTI的全稱是Transmission Time Interval,也就是傳輸時間間隔的意思。

FDD 5G和4G一般采用相同的子載波間隔,也就是15KHz。這樣一來,4G每毫秒一個子幀,5G也是每毫秒一個子幀(含一個時隙)。兩者這一毫秒都含有14個OFDM符號。

5G的速度,可能比4G還要慢?原來是因爲動態頻譜共享

這樣一來,信道的沖突不可避免。要解決就只能是大家都犧牲一點速度,在時頻資源的使用上相互避讓,盡量和諧共處。

據業界的測試結果,DSS下4G的損失在大約在10%以下,5G的損失可達25%。因此,激活DSS之後,頻譜效率實際是下降的,用戶體驗速率當然也是下降的。當然這也沒辦法,魚和熊掌不可兼得。

傳統的DSS只考慮了4G和5G之間的動態頻譜共享,而實際上,大多數頻段都是三種制式的。比如1800M可同時用于2G,4G和5G,2100M可同時用于3G,4G和5G,因此多種制式之間的動態頻譜共享方案也就呼之欲出了。

中興在原先的Magic Radio Pro方案上進行來了擴展,提出了Super DSS方案,可以支持2G/4G/5G或者3G/4G/5G之間的動態頻譜共享。

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