0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

5G时频双聚合技术,提升5G网络容量和覆盖性能

牵手一起梦 来源:C114通信网 作者:佚名 2020-06-10 15:45 次阅读

3.5GHz频谱分析与挑战

频谱是移动通信领域的核心资源。5G频谱分散在多个频段,不同频段各有优劣。全球第一波商用5G网络主要使用了更高的3.5GHz(3.3~3.8GHz,band n78)和毫米波频段,以及2.6GHz(2.496~2.69GHz,band n41)频段。3.5GHz频段采用TDD模式,与当前4G网络普遍使用的1.8GHz(band 3)等FDD频段相比,3.5GHz不仅穿透损耗较高,而且上行可用时隙占比也较少,在满足5G业务需求方面,存在上行带宽、上行覆盖、传输时延三大挑战。

上行带宽

TDD模式上行和下行使用相同的频率,采用时分双工方式传输。中国3.5GHz频段的上下行占比配置为3:7,即30%时隙用于上行,70%时隙用于下行。以100MHz带宽为例,上行方向实际可用折算下来也只有30MHz带宽,仅为4G单载波的1.5倍。

上行覆盖

频率越高,空间传播损耗越大,覆盖距离越短。上行采用3.5GHz相比2.1GHz频段路径损耗多5dB。此外,频率越高,穿透损耗也越大,导致覆盖距离缩短。

传输时延

由于TDD模式上行和下行时分传输,终端在接收下行数据时不能发上行数据,这导致上行传输过程中额外增加了等待时延。对于上行占比30%的3.5GHz频段,会额外等待0~2ms,平均等待0.8ms。同理,在下行方向,额外等待0~1ms,平均等待0.2ms。

时频双聚合,提升5G网络容量和覆盖性能

结合频谱特性及行业现状,如何利用2.1GHz和700MHz等低频段提升5G上行性能成为业界关注热点。中兴通讯提出5G时频双聚合方案,帮助运营商有效提升5G网络性能。

该技术以载波聚合为基础,利用FDD和TDD各自优势形成互补,从而提升5G上下行性能。FDD频段频率较低,覆盖能力强,频分双工方式传输时无额外等待时延,但带宽通常较小;TDD频段带宽大,而且上下行均成熟应用MIMO技术,但覆盖和时延方面比FDD弱。而在运用5G时频双聚合技术后,如图1所示,终端在小区中心(近点)可以利用FDD+TDD频谱同时进行上下行传输,获得大带宽和低时延能力;终端在小区边缘(远点)则把上行切换到FDD提升覆盖,下行保持FDD+TDD聚合,业务体验速率得到提升。

图1 5G时频双聚合终端上下行传输示意

5G时频双聚合技术把FDD和TDD频谱在时域和频域巧妙地协同起来,在充分利用成熟技术和不对终端增加额外成本的基础上,引入创新性的载波间协同与调度技术,化解3.5GHz单频组网面临的三大挑战,实现容量、覆盖和时延三方面性能的提升。

1)提升5G容量

3.5GHz网络引入5G时频双聚合技术后,借助2.1GHz频段,终端上行带宽可以提升23%,下行带宽可以提升28%。如果运营商在2.1GHz频段未来能够使用50MHz带宽,则上下行提升空间进一步扩大到58%和71%,容量提升显著。

5G终端上行发射通道数普遍为最大2发,在TDD频段可以使用上行2x2 MIMO传输,等效带宽翻倍。但如果终端使用传统上行载波聚合技术连接FDD+TDD双载波,则其中FDD和TDD各只能使用1发,TDD上行无法使用2x2 MIMO传输,聚合后的上行容量可能反而不如不激活载波聚合,得不偿失。针对这个问题,5G时频双聚合技术上行采用轮发方式,确保FDD+TDD载波聚合时其中TDD载波上行的2x2 MIMO能力。具体来说,就是在TDD上行时隙终端双发全部用于TDD 2x2 MIMO传输,而在TDD下行时隙则立即切换到使用FDD进行上行传输,这种快速切换机制使得上行方向不但可用时隙提升到接近100%,而且不牺牲TDD 2x2 MIMO能力。

图2 5G时频双聚合时终端的上下行时隙关系以及上行轮发机制

2)提升5G覆盖

利用3.5GHz频段部署5G,覆盖瓶颈会先出现在上行方向,即便此时网络的下行覆盖还可以。这种上下行“不对称”制约了3.5GHz“覆盖”范围,降低了网络利用率。通过5G时频双聚合技术,终端能够同时连接FDD和TDD两个载波,在小区边缘时继续享受TDD载波下行大带宽,而上行传输则可以切换到覆盖更好的FDD载波上,不再因为上行受限脱离5G网络服务。

双载波优势互补比单TDD载波服务范围更大,比单FDD载波下行速率也更高。同样以2.1GHz和3.5GHz双载波为例,终端到达3.5GHz上行覆盖边缘时可切换到2.1GHz,上行传输时隙比单3.5GHz增加2.3倍,而下行可用带宽比单2.1GHz多2.5倍。协同后产生了1加1大于2的收益。

3)降低5G时延

5G时频双聚合时终端可利用FDD和TDD两个载波选择性收发,任何时刻都有可用的发送时隙,无需额外等待,降低传输时延。以上行为例,3.5GHz TDD单载波的上行平均传输时延约为2.2ms,采用时频双聚合技术后可降低到1.5ms,降幅达31%。

4)组网灵活、部署容易

时频双聚合技术可应用于扇区间和站间,组网上具有很大的灵活性。运营商无需强制要求FDD和TDD共站建设。网络侧的每一个FDD载波都可以与多个TDD载波同时进行时频双聚合,反过来一个TDD载波也可以与多个FDD载波同时进行时频双聚合,每一个聚合组合都是为特定终端动态建立的。

针对一些运营商FDD和TDD不共站部署,或者扇区覆盖不完全重叠的场景,中兴通讯提出灵活调度技术来放松要求,以便运营商更易应用时频双聚合,这些技术包括采用静态码本和Two PUCCH group等。

2019年11月,中兴通讯完成了业界首个基于2.1GHz和3.5GHz频段的5G时频双聚合方案验证。验证结果表明,在信道良好的环境下,单用户上行速率相对3.5GHz单载波提升最大可达40%。5G时频双聚合技术正在3GPP标准化过程中,有望R16完成。

责任编辑:gt

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 网络
    +关注

    关注

    14

    文章

    7513

    浏览量

    88608
  • 中兴通讯
    +关注

    关注

    7

    文章

    1976

    浏览量

    55050
  • 5G
    5G
    +关注

    关注

    1353

    文章

    48363

    浏览量

    563283
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    光纤与5G网络的结合趋势

    1. 光纤与5G网络结合的必要性 1.1 提升网络速度和稳定性 5G网络的高速率特性要求传输介质
    的头像 发表于 11-14 11:07 244次阅读

    华为5g技术介绍 华为5g技术的优势

    5G技术的发展。华为5G技术采用了全球首个5G商用芯片,并率先推出了全球首款5G折叠屏手机,展现
    的头像 发表于 10-18 18:21 680次阅读

    探索未来通信|光耦技术5G网络通信的应用 #光耦 #5G技术

    网络通信5G
    晶台光耦
    发布于 :2024年07月26日 08:46:30

    5G Advanced技术新突破:高速率体验引领未来应用

    在通信技术的持续演进中,中国移动研究院携手中兴通讯与高通技术公司,共同完成了一项具有里程碑意义的验证——5G Advanced高低频多载波聚合(NR-CA)方案的成功展示,标志着
    的头像 发表于 07-24 17:59 1552次阅读

    嵌入式设备中的4G/5G模块管理

    在高度数字化的智能时代,Linux嵌入式板卡在各个领域都发挥着重要作用,然而,随着4G/5G技术的普及,如何高效、稳定地管理这些嵌入式设备上的无线模块,成为了用户面临的一大挑战——嵌入式设备中的4
    发表于 07-13 16:45

    易为芯光电5G射频线焊接

    5G射频
    jf_87022464
    发布于 :2024年06月17日 10:34:31

    请问mx880 5G数据终端可以设置优先5G网络吗?

    固件版本固件版本5G_DTU master 1.2.5 当地5G网络夜里会关闭, 设置lte➕nr 或者nul➕nr,夜里自动跳转4G 网络
    发表于 06-04 06:25

    5G基站关键射频参数的测量

    本文篇幅较长,分成三部分:概述与5G信号通用解调设置、发射机射频参数测试、接收机测试。基站是5G无线接入网络中的重要节点,其射频性能5G
    的头像 发表于 04-18 08:28 2213次阅读
    <b class='flag-5'>5G</b>基站关键射频参数的测量

    RedCap轻量化5G提升生产效率,多领域应用

    畅享5G的最佳选择。RedCap轻量化5G工业网关IR4000和工业路由器IR2730具有出色的性能优势。它不仅保持着5G网络
    的头像 发表于 04-03 14:26 796次阅读
    RedCap轻量化<b class='flag-5'>5G</b><b class='flag-5'>提升</b>生产效率,多领域应用

    什么是5G?5G的特点

    5G是第五代蜂窝技术,可以为无线服务提高速度,减少延迟,并增强灵活性。 5G技术相比4G,具有“超高速率、超低时延、超大连接”的
    的头像 发表于 03-21 15:29 1857次阅读

    美格智能联合罗德与施瓦茨完成5G RedCap模组SRM813Q验证,推动5G轻量化全面商用

    智能5G RedCap模组SRM813Q的射频和吞吐量性能,展现了美格智能在无线通信模组领域领先的技术实力和创新能力。 罗德与施瓦茨是全球领先的测试与测量解决方案供应商,在测试与测量、信息
    发表于 02-27 11:31

    5G网络通信有哪些技术痛点?光耦技术5G网络通信的应用

    相对有限,特别是低频段的频谱资源。因此,如何高效利用频谱资源成为5G网络通信的一个重要技术痛点。 2. 多天线技术挑战:5G通信需要大规模的
    的头像 发表于 02-18 17:13 873次阅读

    5g通信中天线设计及电波传播特性

    5G通信中的天线设计和电波传播特性是一个广泛而复杂的话题。在本文中,我们将详细讨论5G通信中的天线设计和电波传播特性,探讨其在提高通信性能和扩展网络覆盖范围方面的作用。 一、
    的头像 发表于 01-09 16:37 1045次阅读

    5G网络速度影响因素与潜在应用

    5G网络速度影响因素与潜在应用  5G技术是第五代移动通信技术,相较于4G,它具有更高的速度、更
    的头像 发表于 01-09 14:36 2662次阅读

    5G 外置天线

    提供了高效率/高增益,其特点是底座上带有旋转接头的柔性塑料表面结构。它们也易于安装,具有可定制的电缆长度和连接器选项,以满足您的特定需求。 这些天线实现了LTE、4G5G网络之间的无缝过渡,是工业
    发表于 01-02 11:58