【導讀】目前，全球5G網(wǎng)絡(luò )建設正處于如火如荼的階段。根據數據統計，截止2020年8月，全球已有92個(gè)5G商用網(wǎng)絡(luò )，覆蓋38個(gè)國家和地區。
目前，全球5G網(wǎng)絡(luò )建設正處于如火如荼的階段。根據數據統計，截止2020年8月，全球已有92個(gè)5G商用網(wǎng)絡(luò )，覆蓋38個(gè)國家和地區。
這些5G網(wǎng)絡(luò )，基本上都采用了TDD的制式。
相信大家一定知道，4G LTE網(wǎng)絡(luò )，就分為 FDD LTE和TDD LTE兩種。
所謂的FDD和TDD，分別是指頻分雙工和時(shí)分雙工。
FDD頻分雙工，是采用兩個(gè)不同的頻段，分別用于手機到基站的上行鏈路，以及基站到手機的下行鏈路。
TDD時(shí)分雙工，則是上行與下行使用相同的頻段傳輸。通過(guò)傳輸時(shí)間節點(diǎn)的不同，進(jìn)行區分。
很顯然，相對于FDD獨占“車(chē)道”的方式，TDD要考慮上下行時(shí)隙分配與干擾抑制，技術(shù)實(shí)現上更為復雜。
但是，FDD的頻譜資源利用率并不如TDD。
移動(dòng)通信業(yè)務(wù)具有上下行數據流量不均衡的特點(diǎn)。例如，觀(guān)看視頻時(shí)，下行數據量很大，但上行很小。如果采用FDD，資源分配并不靈活，上行所占用的頻段基本空閑。
而TDD支持上下行時(shí)隙靈活分配，下行流量大的場(chǎng)景，就下行時(shí)隙多一點(diǎn)，反之亦然。
4G時(shí)代，全球范圍內FDD LTE網(wǎng)絡(luò )的數量要多于TDD LTE。
到了5G時(shí)代，情況發(fā)生了變化。
5G實(shí)現高速率需要更大的頻率帶寬。在高頻段，想要再像FDD一樣，找兩個(gè)對稱(chēng)大小的大頻寬頻段資源，實(shí)在是太難了。FDD較低的頻率資源利用率，完全無(wú)法忍受。
而且，對于5G采用的大規模天線(xiàn)技術(shù)（Massive MIMO）來(lái)說(shuō)，TDD擁有更好的信號互易性，更容易設計。
于是，綜合種種因素，各大運營(yíng)商在部署自己的5G網(wǎng)絡(luò )時(shí)，紛紛轉投了TDD的懷抱。真是應驗了那句老話(huà)：“三十年河東，三十年河西”。
▊ 什么是高低頻組網(wǎng)
到了這里，故事就結束了嗎？當然沒(méi)有。
5G采用TDD高頻，意味著(zhù)它必須面對一個(gè)比較棘手的問(wèn)題——網(wǎng)絡(luò )覆蓋能力不足。
網(wǎng)絡(luò )覆蓋能力不足，主要是上行能力不足帶來(lái)的。
下行，基站到手機，因為基站有更高的發(fā)射功率，加上波束賦形等技術(shù)的支持，一般都不會(huì )有什么問(wèn)題。
上行，手機到基站，手機的天線(xiàn)功率很低，“嗓門(mén)小”，自然信號傳播的距離就近，限制了手機和基站的通信距離（即限制了基站的覆蓋范圍）。
現在5G使用的都是比4G更高的頻段，例如3.5GHz、4.9GHz頻段等，穿透損耗更大，信號衰減更快。采用TDD，對覆蓋能力的影響更加明顯。
那么，該怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？
專(zhuān)家們想到了上下行解耦，SUL（Supplementary Uplink，輔助上行）技術(shù)。
這個(gè)技術(shù)的思路非常簡(jiǎn)單，不是高頻上行不足嗎？那我們就從中低頻“借點(diǎn)”頻段資源，作為上行通道唄！
中低頻穿透衰耗更小，傳播距離更遠，可以有效幫助5G提升覆蓋范圍。
雖然中低頻的帶寬更小，無(wú)法滿(mǎn)足Gbps的大帶寬業(yè)務(wù)需求，但是對于包括手機通信在內的大部分場(chǎng)景，完全可以應付。
再繼續往下想，哪些中低頻頻段資源是適合“借用”的呢？
以2.1GHz為例，目前聯(lián)通和電信在這個(gè)頻段分別有25MHz、20MHz的頻譜資源。這些資源暫時(shí)被4G LTE網(wǎng)絡(luò )占用，但是屬于頻段重耕的首選。
電信和聯(lián)通2.1GHz頻率范圍
我們不可能采取一刀切的方式，直接將這些資源用于5G NR，否則會(huì )對現在的4G網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)體驗造成影響。但是，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)頻譜共享（DSS）技術(shù)，讓4G/5G網(wǎng)絡(luò )共享這段頻譜資源。
這么一來(lái)，我們就形成了“中低頻FDD NR+高頻TDD NR”的組網(wǎng)方式，可以稱(chēng)之為“高低頻組網(wǎng)”。
傳統的SUL輔助上行，在中近距離使用3.5GHz進(jìn)行上下行，當距離越來(lái)越遠，3.5GHz上行“夠不著(zhù)”的時(shí)候，激活SUL，由2.1GHz替代3.5GHz，負責上行。
傳統SUL輔助上行
那么，這就意味著(zhù)，在大部分的時(shí)間里（中近距離下），輔助上行是空閑的。
于是，華為就提出了“超級上行”。也就是說(shuō)，在中近距離下，也使用輔助上行資源，與TDD主載波進(jìn)行配合，輪發(fā)上行數據，增強上行能力。
超級上行
這無(wú)疑是一個(gè)很實(shí)用的idea，打破了載波聚合必須頻譜“捆綁”的限制。
此外，華為還獨創(chuàng )性地推出了FDD 5G廣播信道窄波束技術(shù)，以及TDD 5G廣播信道智能尋優(yōu)技術(shù)。
FDD 5G廣播信道窄波束技術(shù)，區別于傳統的一個(gè)廣播寬波束，而是采用了兩個(gè)廣播窄波束輪詢(xún)，可以增加3dB的覆蓋，提升VoNR業(yè)務(wù)深度和廣度覆蓋。
廣播信道窄波束技術(shù)
TDD系統廣播信道智能尋優(yōu)，主要是將廣播信道進(jìn)行波束賦形，輪詢(xún)掃描，通過(guò)AI智能識別覆蓋場(chǎng)景和用戶(hù)分布情況，提供多種波束組合進(jìn)行智能匹配，使用戶(hù)體驗和頻譜效率達到最優(yōu)。
廣播信道智能尋優(yōu)技術(shù)
▊ 標準制定與終端支持
“中低頻FDD NR+高頻TDD NR”的組網(wǎng)方式是否能夠落地，還要看標準是否允許，終端是否支持。
雖然一直以來(lái)TDD NR都是運營(yíng)商和設備商的優(yōu)先選項，但FDD NR并沒(méi)有被標準制定者遺忘。
2020年7月3日，3GPP R16版本標準凍結。該版本針對5G的2C和2B場(chǎng)景進(jìn)行了全面增強，其中就包括FDD NR增強。
目前，NR/DSS FDD大帶寬的標準化工作已經(jīng)完成，其中就包括2.1GHz NR FDD和700MHz NR FDD。
此外，FDD大帶寬下行載波聚合（CA）和輔助上行（SUL）目前已經(jīng)立項，處于積極推進(jìn)的狀態(tài)。
終端方面，目前包括華為、高通在內的主流芯片均已全面支持3.5G/2.6G/2.1G/1.8G NR，部分支持700MHz NR。到2021年，5G芯片對大帶寬FDD NR和大帶寬SUL的支持也將實(shí)現。
▊ 高低頻組網(wǎng)的作用
未來(lái)，針對城區和郊縣等不同需求場(chǎng)景，5G網(wǎng)絡(luò )最為合理部署方式，就是通過(guò)TDD NR實(shí)現大帶寬，通過(guò)FDD NR實(shí)現補充覆蓋和上行增強。
5G FDD NR除了彌補TDD NR的上行短板，增強農村地區覆蓋等作用之外，還有增強城區深度覆蓋的作用。
城區宏站采用高低頻結合，可以提升室外覆蓋率。更強的穿透能力，可以幫助覆蓋室內，節省5G室分系統的投資。
甚至說(shuō)，通過(guò)協(xié)同運維，可以在夜晚或者負荷較小的時(shí)間段，在網(wǎng)絡(luò )KPI保證穩定的前提下，通過(guò)休眠部分網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現能耗節約目標。
總而言之，高低頻組網(wǎng)充分結合了TDD大帶寬和FDD遠覆蓋的優(yōu)勢，是一個(gè)非常“接地氣”的5G組網(wǎng)策略。
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