Page 33 - 网络电信2021年9月刊上
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发4收)能力的终端在100MHz带宽时的理论峰值速率              ［1］ 。可以看
                                                                  图 1 毫米波载波带宽与系统带宽
            出，对2.6GHz、3.5GHz频段，下行峰值速率达到1.745Gbit/s或
            1.485Gbit/s，上行理论峰值速率达到253Mbit/s或380Mbit/s。
            对于4.9GHz频段，如采用2.5ms单周期(DSUUU)这种上行时隙为
            主的帧结构，则上行理论峰值速率可达到760Mbit/s。实测表明
            5G商用终端可达到或接近其理论峰值速率。
                5G商用网络中的用户体验速率，与无线信号覆盖水平、
            网络负荷等直接相关。参考2020年10月中国信息通信研究院发                        表 2 5G 毫米波终端理论峰值速率
            布的《2020年十大城市重点场所移动网络质量评测排名》，在
            所选取的合肥、福州、广州等十大城市重点路段上，实测5G综
            合下载速率介于630.34～994.34Mbit/s，5G综合上传速率介于
            89.75～142.99Mbit/s ［2］ 。移动网络质量评测存在一定的偶然
            性，但该评测仍提供了5G中频段商用网络用户体验速率的一个
            直观参考。
                1.2 用户面时延
                按照ITU(国际电信联盟)对5G  eMBB场景的指标要求，空口
            用户面单向时延应在4ms以内         ［3］ 。2.6GHz、3.5GHz频段5G商用
            网络以eMBB业务需求为主确定了30kHz子载波间隔和上述表1中
            所示帧结构等系统配置。实际测试表明，基于2.6GHz、3.5GHz
            频段5G商用网络的系统配置，空口用户面单向时延最低可达到
            2.5～3.5ms。
                2. 对5G毫米波技术与网络的需求                                越占优，但同时需要考虑实现复杂度等因素。基于这些考虑，
                从上面的分析来看，我国5G中频段商用网络质量良好，预                       在2020年的5G毫米波技术研发试验中，经研究讨论，在毫米波
            计在5G商用前期能够支撑eMBB为主的个人消费者应用和大部分5G                     载波带宽上达成一致：毫米波基站、终端必选支持200MHz载波
            行业融合应用的发展。而对部分上行带宽需求特别大的行业应用                         带宽。至于系统带宽，在下行时隙为主的帧结构(如DDDSU)配置
            (如多路8K视频上传，每路需要120Mbit/s左右上行速率)  ，目前                 下，要满足上述2Gbit/s或以上的下行峰值、500Mbit/s或以上
            5G中频段网络的上行能力仍显不足。                                    的上行峰值需求则系统带宽至少需400MHz。基于200MHz载波带
                基于上述情况，下一阶段在我国发展5G毫米波，特别是将                       宽叠加多载波聚合技术，要充分发挥毫米波大带宽的优势，建
            5G毫米波应用在对带宽、时延等指标有更高要求的行业场景，                         议毫米波的系统带宽能达到800MHz或以上。
            毫米波应在部分性能指标上相对5G中频段具有比较优势，能提                             2. 子载波间隔与帧结构
            供有竞争力的网络质量。5G毫米波的峰值速率与用户体验速率                             子载波间隔是基于正交频分复用(Orthogonal  Frequency
            至少应与5G中频段基本相当，并着重弥补5G中频段的上行能力                        Division Multiplexing，OFDM)的5G系统的关键参数之一。子载
            短板。基于与5G中频段网络能力的对比，建议5G毫米波的下行                        波间隔越大，OFDM符号长度、时隙长度相应缩小，有利于在数据
            理论峰值速率高于1.745Gbit/s，如达到2Gbit/s或以上；上行                 传输时减小时隙边界对齐时延、数据包传输时间等                  ［6］ ，整体上
            理论峰值速率高于380Mbit/s，如达到500 Mbit/s或以上。                  降低空口用户面时延;  但子载波间隔越大，对抗多径能力变差
                                                                 ［4］
                                                                    。在5G毫米波技术研发试验中，综合考虑多方面因素影响，
                二、5G毫米波关键特性分析                                    明确5G毫米波业务信道物理下行共享信道(Physical  Downlink
                与5G中低频相同，5G标准对毫米波也采用了灵活的系统设                      Shared Channel，PDSCH)/物理上行共享信道( Physical Uplink
            计，支持灵活配置毫米波的子载波间隔、载波带宽与帧结构等                          Shared Channel，PUSCH)的子载波间隔取120kHz，相应一个时隙
            关键系统参数;  在组网方式上标准也支持毫米波与5G中低频协                       的长度为0.125ms。
            同组网或毫米波独立组网等多种方式。然而从灵活的标准设计                              在帧结构上，5G标准支持以时隙为基础进行半静态配置和
            到毫米波的实际商用，需要根据应用场景需求等因素进行合理                          动态配置   ［4-5］ 。基于120kHz子载波间隔、0.125ms时隙长度，5G
            选择。                                                  毫米波技术研发试验中研究了下列3种帧结构。
                1.载波带宽与系统带宽                                          Option 1: DDDSU; Option 2: DDSUU; Option 3: DSUUU。
                5G标准可支持毫米波采用100MHz、200MHz或400MHz的载                   其中D为下行时隙，U为上行时隙，S为特殊时隙(一个时隙
            波带宽，再通过载波聚合或双连接技术将多个载波聚合为更大                          包括14个OFDM  符号，S时隙典型配置为10个下行符号、2个符号
            的系统带宽。如图1所示，4个200MHz带宽的载波可以聚合成                       作上下行的保护间隔、2个上行符号)。这3种帧结构的周期都是
            800MHz的系统带宽。                                         0.625ms，均通过半静态方式配置;  区别在于下行时隙、上行时
                不同载波带宽在网络覆盖、容量、用户体验方面各有优                         隙的比例不同，由此导致上下行峰值速率与容量上存在明显
            劣，总体上看，载波带宽越大，网络性能和网络可维护性方面

                                                       网络电信 二零二一年九月                                            57
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