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|5G商用如火如荼 为何用户表示最大的体验是找信号？


去年 ， 大家都在说是5G元年 ， 今年 ， 便是5G商用落地的第一年 。 的确尽管2020年有着各种各样的客观因素 ， 但5G商用落地的脚步却似乎一直没有放慢 。 根据运营商公布的投资计划来看 ， 三大运营商在2020年将建50万个基站 。 最新的数据显示 ， 截至目前 ， 运营商已经建设了48万个基站 ， 预计今年年底将建设75万个-80万个基站 。 以北京为例 ， 目前已经建成4.4万个5G基站 ， 并且全部接入了独立组网核心网 。
从数据上来看 ， 5G网络的商用落地在我国的确还是蛮快的 ， 然而 ， 从用户的角度来说 ， 却依旧觉得5G网络现阶段使用 ， 最大的乐趣还是找信号 。 据身边很多已经更换5G套餐的朋友表示 ， 目前在北京市区 ， 也并不是所有的区域都能搜索到5G网络 ， 尤其是在室内 ， 往往会出现站在门外有信号 ， 一进门内就变4G的情况 。 那么 ， 这样不太令人满意的效果究竟问题在哪呢？一方面 ， 也是跟布网尚未成熟相关 ， 另一方面 ， 则是5G网络的一个具有突破性的关键技术还没有真正意义上的落地应用——毫米波 。
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毫米波 ， 相信很多关注5G的人早已不太陌生 。 主要是指波长为1~10毫米的电磁波 ， 是一种带宽资源比较丰富的波形 ， 其如果可以克服掉传播距离短、信号容易被遮挡的缺点实现落地应用 ， 便可为现有的5G网络提供高速、大吞吐量的使用体验 。 然而 ， 如何克服毫米波自身的缺点 ， 换句话说 ， 如何实现毫米波的移动化 ， 便成为这些体验升级的前提 。
毫米波的移动化
正像前文所说 ， 毫米波的移动化是决定毫米波是否可以成功商用在5G网络布网上的关键 。 目前 ， 在欧洲、澳洲毫米波的使用频段已经开始拍卖或计划拍卖中 ， 虽然在我国对于毫米波的进展还没有太快 ， 但运营商们早已开启了针对毫米波的测试 ， 因此 ， 毫米波的移动化在全球5G市场来说都意义非凡 。
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但毫米波的部署在整个5G网络部署的过程中都算得上是非常不容易的 ， 还有很多的挑战 。 比如毫米波的覆盖范围 ， 在5G商用之前非常有限 。 而进入5G时代 ， 通过先进的波束成形技术 ， 高通已经可以实现超过150米的毫米波传输 。 据悉 ， 这项技术目前不仅是通过仿真实验得到了验证 ， 同时 ， 在外场测试中也得到了验证 ， 这也就是意味着毫米波能够实现与现有热点和小基站的共址 。
【|5G商用如火如荼 为何用户表示最大的体验是找信号？】此外 ， 谈到毫米波移动化的误区时 ， 高通研究人员还介绍道 ， 毫米波只能够实现视距传输与固定传输也是一个普遍的认知误区 。 事实上 ， 5G NR可以提供解决方案 。 在高通的5G设计中 ， 拥有物理层信号能够支持快速调整和切换附近的波束 ， 这样就可以很好地利用多路径和反射 。 如果一个传输路径被手部或身体其它部位遮挡 ， 通过激活手机上的另一个模块就可以快速找到一条新的传输路径 。 高通的解决方案还可以将这种转换从基站内扩展到不同基站之间 ， 这意味着毫米波传输在不同基站之间的切换也能够快速实现 。 这是毫米波的一个关键解决方案 ， 能够支持信道快速切换 。
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简而言之 ， 通过在终端内加入过多的毫米波模组 ， 即可更好地避免握持对于终端设备的毫米波5G信号的影响 。 然而 ， 有人也会提出质疑 ， 加入终端设备的通信模组数量增加了 ， 是否会影响终端设备的尺寸与厚度？高通方面给出的解释为 ， 目前高通已经推出了毫米波模组 ， 在非常紧凑的尺寸中集成了天线、射频前端、收发器 。 所以 ， 在一部手机可以采用多个这样的毫米波模组 ， 不仅满足智能手机紧凑纤薄的设计需求 ， 同时满足功耗需求并提供最大化的性能 。
5G毫米波可通过IAB完成灵活部署、节省开支
更好地解决了毫米波的移动化后 ， 下一步则是完成毫米波的布网 。 目前 ， 高通正在致力于将毫米波扩展至室内、公共网络以及企业专网 。
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毫米波的企业室内部署包括办公室、会议室、礼堂等用户密集区域 ， 这些地方对数据速率和容量的要求较高 。 毫米波的室内/室外场馆部署主要集中在大型会议中心、音乐厅、体育馆、橄榄球场等人流密集区域 。 毫米波还将部署至机尝火车站、地铁站等交通枢纽 。
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确定了毫米波更加适合部署的场景后 ， 就要解决实际的部署问题 。 比如这个案例 ， 是高通在2020年MWC期间的一个演示 。 它将法兰克福作为系统仿真的案例 ， 案例中选取了法兰克福市中心大概一平方公里的范围 ， 共部署了7个gNodeB ， 同时还放置了400个毫米波终端 ， 同时 ， 也在周围部署了28个IAB节点 。 从左右的两张图的对比可以看到有无IAB的信号覆盖效果（其中绿色表示覆盖情况良好、红色表示覆盖不佳） ， 可以明显看到右边部署了IAB之后 ， 使得整个覆盖范围明显增加 ， 网络吞吐量也得到提升 。
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这个案例主要展示的是接入回传（IAB）的方案可以更加灵活的应用在5G毫米波的布网过程中 ， 且效果良好 ， 同时可以尽可能的减少布网成本 。
5G NR 毫米波对未来发展带来更多增强特性
现阶段 ， 5G的应用还在扩展当中 ， 现阶段的Rel-15将推动5G扩展至智能手机、汽车、笔记本电脑、固定无线接入以及连线XR设备等全新终端类型 。 未来 ， 在Rel-16与Rel-17中 ， 5G还将持续扩展 ， 并支持URLLC的工业物联网、智慧交通、未来的垂直行业、服务、终端等多种场景及应用 。
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如上图所示 ， 在已完成的Rel-16项目中 ， 已经引入了许多支持毫米波的5G NR增强特性 ， 例如集成接入及回传（IAB） 。 该技术支持小基站灵活部署 ， 在接入和回传中重用频谱和设备 ， 以节省开支 。 Rel-16还引入增强型波束管理 ， 通过全波束优化和多天线面板波束支持以改善时延、鲁棒性和性能 。 Rel-16中的双连接优化 ， 可以帮助降低终端初始接入时延 ， 并在连接多个节点时改善覆盖 。 Rel-16中的定位技术 ， 能初步满足定位精度需求 ， 80%的情况下可实现室内3米和室外10米的定位精度 。
在Rel-17及未来版本项目中将引入更多支持毫米波的5G NR增强特性 ， 例如优化IAB支持分布式部署 ， 这项增强特性能够帮助引入全双工运行和移动中继（例如汽车） ， 以提升容量、覆盖和服务质量；Rel-17及未来版本还将引入优化的网络覆盖和波束管理 ， 减少系统开销、增强性能、提高网络覆盖 。
Rel-17及未来版本中 ， 频谱将进一步扩展 ， 支持从52.6GHz到71GHz的频段以及免许可频谱 ， 这将极大拓展频谱的利用范围 。 未来版本还将支持eMBB之外的全新用例 ， 将毫米波支持扩展至直连通信、URLLC和工业物联网用例 ， 同时还将支持增强定位技术 ， 为广泛用例提供定位性能增强 ， 实现厘米级精度 ， 更低时延和更高的容量 。
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写在最后
总的来说 ， 如今5G用户的体验感受不佳 ， 其中很大一部分原因在于毫米波并未在现有的5G网络中得到很好的部署 。 因此 ， 现有的5G网络整体速率、吞吐量等均还达不到整体提升用户体验的标准 。 好在 ， 凭借高通等技术公司的努力 ， 目前5G毫米波正在努力地克服苦难实现落地 。 相信 ， 未来当5G毫米波得以更好地落地后 ， 5G网络的整体体验将会实现进一步飞跃式的提升 ， 进而改变更多的行业 。


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