Perbandingan Kinerja Antara Pita Frekuensi 2.1GHz dan 3.5GHz di Jaringan 5G

Abstrak

WDengan terus berkembangnya jaringan komunikasi seluler, operator memiliki sumber daya pita frekuensi tinggi, menengah, dan rendah. Sumber daya spektrum frekuensi radio merupakan sumber daya strategis yang berharga, dan cara menggunakan sumber daya spektrum secara wajar dan efisien merupakan perhatian utama bagi operator.

CSaat ini pita frekuensi 2.1 GHz dan 3.5 GHz merupakan pita frekuensi mainstream untuk menggelar jaringan 5G. Artikel ini membandingkan kinerja cakupan pita 2.1 GHz dan 3.5 GHz dari perspektif link budget dan pengujian lapangan, serta memberikan analisis terperinci mengenai perbedaannya dalam kinerja cakupan dan kapasitas layanan. Laporan ini juga mengemukakan kelemahan penerapan independen pita frekuensi 3.5 GHz dan peningkatan efisiensi penerapan jaringan berikutnya dengan menggunakan kembali pita frekuensi 2.1 GHz. Selain itu, laporan ini menyajikan strategi konstruksi yang sesuai berdasarkan situasi jaringan Shandong Unicom saat ini, sehingga memberikan landasan penting bagi pembangunan jaringan 5G selanjutnya.

01 Ikhtisar

Wengan diterbitkannya lisensi 5G, komersialisasi jaringan 5G Tiongkok telah dimulai. Kementerian Perindustrian dan Teknologi Informasi memberi wewenang kepada China Unicom untuk menggunakan pita frekuensi 3.5 GHz untuk 5G. Pita frekuensi 3.5 GHz memiliki dukungan industri global terbaik, namun frekuensinya yang tinggi menyebabkan redaman sinyal lebih cepat. Penerapan jaringan 5G pada pita frekuensi 3.5 GHz akan memerlukan penambahan lebih banyak stasiun pangkalan, sehingga menghasilkan investasi yang jauh lebih tinggi pada peralatan dan infrastruktur terkait. Membangun jaringan 5G yang berkualitas tinggi dan kompetitif dengan biaya rendah telah menjadi isu penting yang dihadapi China Unicom.

TInisiatif China Unicom dan China Telecom untuk bersama-sama membangun dan berbagi jaringan 5G telah membawa peluang bagi pembangunan jaringan 5G. Saat ini, jaringan 3G China Unicom memiliki bandwidth 15 MHz pada pita frekuensi 2.1 GHz, dan jaringan 4G miliknya memiliki bandwidth 10 MHz pada pita frekuensi 2.1 GHz. Jaringan 4G China Telecom memiliki bandwidth 20 MHz pada pita frekuensi 2.1 GHz. Bersama-sama, China Unicom dan China Telecom memiliki total bandwidth 45 MHz pada pita frekuensi 2.1 GHz, dengan tambahan bandwidth 10 MHz yang belum dialokasikan. Jika disetujui untuk digunakan, China Unicom dan China Telecom akan memiliki total bandwidth 55 MHz pada pita frekuensi 2.1 GHz. Sumber daya spektrum frekuensi radio merupakan sumber daya strategis yang berharga, dan pemanfaatan pita frekuensi 2.1 GHz dan 3.5 GHz secara wajar dan efisien dalam jaringan 5G menjadi perhatian utama para operator. Artikel ini menggabungkan anggaran tautan dan pengujian lapangan untuk membandingkan dan menganalisis kinerja cakupan dan kapasitas layanan pita frekuensi 2.1 GHz dan 3.5 GHz, yang menunjukkan kelemahan penerapan independen pita frekuensi 3.5 GHz dan peningkatan efisiensi penerapan jaringan berikutnya dengan menggunakan kembali pita frekuensi 2.1 GHz. Hal ini juga mengusulkan strategi konstruksi yang sesuai berdasarkan situasi jaringan Shandong Unicom saat ini, sehingga memberikan dasar penting untuk pembangunan jaringan 5G selanjutnya.

02 Analisis Teoritis Kemampuan Cakupan Pita Frekuensi 2.1 GHz dan 3.5 GHz

AMenurut protokol 3GPP, pita B42 berhubungan dengan pita frekuensi 3.5 GHz, pita B1 berhubungan dengan pita frekuensi 2.1 GHz, pita B3 berhubungan dengan pita frekuensi 1.8 GHz, dan pita B41 berhubungan dengan pita frekuensi 2.6 GHz. . Panjang gelombang pada pita frekuensi 3.5 GHz lebih pendek dibandingkan dengan pita frekuensi 2.1 GHz, sehingga menghasilkan kemampuan penetrasi, difraksi, dan hamburan alami yang lebih buruk dibandingkan dengan pita frekuensi 2.1 GHz, sehingga menyebabkan cakupan uplink yang tidak memadai di sisi terminal.

UJika pita B3 (pita frekuensi 1.8 GHz) pada jaringan eksisting dijadikan sebagai titik acuan, nilai link budget teoritis untuk pita frekuensi 1.8 GHz, 3.5 GHz, 2.1 GHz, dan 2.6 GHz dihitung. Perbandingan hasil uplink link budget menunjukkan bahwa kemampuan uplink pita frekuensi 3.5 GHz lebih buruk 7.7 dB dibandingkan pita frekuensi 2.1 GHz (4T4R), dan lebih buruk 4.2 dB dibandingkan pita frekuensi 2.6 GHz.

Tabel 1 menunjukkan hasil uplink link budget

BBerdasarkan analisis di atas, terlihat bahwa pita frekuensi 3.5 GHz memiliki cakupan uplink yang lebih buruk dibandingkan dengan penggelaran jaringan 5G secara mandiri pada pita frekuensi 2.1 GHz.

03 Uji Lapangan Kemampuan Cakupan Uplink pada Pita Frekuensi 2.1 GHz dan 3.5 GHz

TStasiun pangkalan GuDe Square di Zona Pengembangan Kota Weifang dipilih untuk pengujian. Karena saat ini belum terdapat terminal NR yang mendukung pita frekuensi 2.1 GHz, maka dilakukan uji lapangan dengan mengerahkan peralatan 2.1 GHz 4T4R LTE dan peralatan 3.5 GHz 64TR NR di stasiun yang sama untuk membandingkan kemampuan cakupan uplink frekuensi 3.5 GHz dan 2.1 GHz. band.

3.1 Pengaturan Parameter Uji

a) Menyebarkan peralatan 2.1 GHz 4T4R LTE dan peralatan 3.5 GHz 64TR NR di stasiun yang sama, dengan ketinggian, azimuth, sudut kemiringan, dan parameter lainnya yang sama. Selama pengujian, stasiun pangkalan di sekitarnya dimatikan sementara dan daya pancar disesuaikan untuk memperluas jangkauan sel pengukuran utama hingga lebih dari 500 meter.

Tabel 2 menunjukkan parameter fisik stasiun pangkalan yang diuji

b) Konfigurasi base station 3.5 GHz adalah sebagai berikut: daya dikonfigurasi pada 200 W, parameter SSB-RS ditetapkan pada 17.8 dBm, frekuensi pembawa pusat downlink NR pada 3,550 MHz, dengan bandwidth 100 MHz, dan rasio slot downlink ke uplink dari 7:3. Konfigurasi antena terminal SA memerlukan 2T4R, dengan daya transmisi maksimum 26 dBm. Konfigurasi stasiun pangkalan 2.1 GHz adalah sebagai berikut: daya dikonfigurasi 4x40 W, parameter CRS RS ditetapkan pada 21.2 dBm, konfigurasi antena terminal SA memerlukan 1T4R, dengan daya transmisi maksimum 23 dBm.

3.2 Deskripsi Tes

TCakupan pita frekuensi 2.1 GHz dan 3.5 GHz telah diuji. Sektor dengan arah lobus utama, tinggi, azimuth, sudut kemiringan (termasuk kemiringan elektronik), dan kerapatan spektral daya yang sama pada pita frekuensi 2.1 GHz dan 3.5 GHz dipilih untuk pengujian. Gambar berikut menunjukkan diagram skema rute pengujian CQT dan DT yang relevan:

Diagram Skema Rute Uji pada Gambar 1

Untuk uji berkendara area cakupan selimut luar ruangan berkelanjutan (uji DT), persyaratannya adalah sebagai berikut:

a) Tempatkan 2 terminal berdampingan di desktop atau kursi mobil, masing-masing dikunci pada 3.5 dan 2.1 GHz, memulai layanan uplink FTP buffer penuh dan memeliharanya.

b) Sisi manajemen jaringan harus mencatat informasi real-time seperti tingkat kebisingan uplink dari sel pengujian utama selama periode pengujian.

c) Kendaraan uji membawa terminal uji dan alat uji penggerak untuk bergerak perlahan sepanjang rute yang telah ditentukan (tidak melebihi 5 km/jam), melintasi jalan di dalam sel uji utama, dan durasi pengujian tidak boleh kurang dari 1 jam.

d) Jika layanan terputus, catat informasi pemutusan sambungan, aktifkan kembali layanan data terdekat, dan lanjutkan pengujian drive.

e) Perangkat lunak uji berkendara harus mencatat data LOG secara waktu nyata sesuai dengan persyaratan di seluruh proses pengujian.

Saat melakukan pengujian CQT cakupan dalam, pilih tidak kurang dari 7 bangunan dalam arah dekat hingga jauh dari arah normal lobus utama sel 3.5G dan 2.1G sebagai bangunan uji CQT, hingga bangunan tersebut berjarak 500 meter dari pangkalan. stasiun atau tidak dapat diakses, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

pemilihan Titik Uji CQT pada Gambar 2

a) Untuk setiap gedung yang akan diuji, dipilih lantai tinggi, sedang, dan rendah untuk pengujian, dengan preferensi pengujian di lantai 1, 3, dan 5.

b) Tempatkan 2 terminal berdampingan, kunci masing-masing pada 3.5 GHz dan 2.1 GHz, mulai layanan uplink FTP buffer penuh di setiap titik pengujian dalam gedung, lintasi jalur dalam ruangan, dan pertahankan layanan setidaknya selama 1 menit. Jika tidak memungkinkan untuk menyelesaikan akses di dalam gedung pengujian, fenomena pengujian yang terperinci harus dicatat.

c) Pertahankan tinggi antena dan sudut kemiringan bawah yang sama, putar dua sel pengujian utama searah jarum jam sebesar 30 derajat (sesuaikan sel yang berdekatan sesuai kebutuhan), dan ulangi langkah (b) pada posisi pengujian awal di sepanjang rute pengujian yang sama.

3.3 Uji CQT Kemampuan Cakupan

Hasil perbandingan uji CQT cakupan uplink untuk sel tunggal pada 2.1G dan 3.5G ditunjukkan pada Gambar 3.

Hasil Uji CQT pada Gambar 3

ABerdasarkan hasil pengujian pada Gambar 3, terlihat bahwa pada kondisi cakupan tepi sel (LTE RSRP<-105 dBm), perkiraan probabilitas cakupan untuk pita 2.1G adalah 94%, sedangkan untuk pita 3.5G adalah 31%. adalah 3.5%. Dalam hal pengujian cakupan mendalam, nilai RSRP untuk pita 6G adalah 7-2.1 dB lebih rendah dibandingkan pita 3.5G, yang menunjukkan bahwa kinerja pita 2.1G lebih rendah dibandingkan pita XNUMXG dalam hal cakupan mendalam.

3.4 Uji DT Kemampuan Cakupan

IDalam analisis data uji DT, ponsel LTE 2.1G dan ponsel NR 3.5G diposisikan pada lokasi yang sama dan secara bersamaan melakukan uji cakupan menyeluruh di dalam sel. Untuk tujuan analisis komparatif, tarif LTE dan NR di lokasi yang sama dinormalisasi menurut LTE RSRP.

Fatau pengujian cakupan jalan sebenarnya dari pita frekuensi 2.1G dan 3.5G di jaringan yang ada, sektor dengan arah normal lobus utama yang sama, ketinggian pemasangan, azimuth, sudut kemiringan (termasuk kemiringan listrik), dan kerapatan spektral daya dipilih untuk keduanya pita frekuensi 2.1G dan 3.5G. Hasil lintasan uji DT ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4: Peta Situasi Cakupan Pengujian 4DT

BBerdasarkan analisis komparatif data uji jalan RSRP, rata-rata kekuatan sinyal untuk pengujian pita frekuensi 2.1G adalah -97 dBm, sedangkan untuk pengujian pita frekuensi 3.5G adalah -105 dBm. Selain itu, terdapat masalah parah di area yang mengalami pemadaman jaringan selama pengujian pita frekuensi 3.5G.

AJika jarak jangkauan meningkat, dalam skenario non-line-of-sight, redaman sinyal untuk 3.5G lebih besar dibandingkan dengan 2.1G. Selain itu, perbedaan kekuatan sinyal antara kedua band terus meningkat seiring dengan perluasan jarak jangkauan. Analisis data digambarkan pada Gambar 5.

Analisis perbandingan kekuatan sinyal dan jarak jangkauan pengujian 5DT ditunjukkan pada Gambar 5

AMenurut analisis data pada Gambar 5, dapat diamati bahwa ketika jarak jangkauan relatif dekat, kekuatan penerimaan sinyal 3.5G dalam skenario saling berhadapan berbeda dari 2.1G sekitar 7 dB. Namun, pada jarak jangkauan yang lebih jauh, dalam skenario non-line-of-sight, perbedaan kekuatan sinyal antara keduanya adalah sekitar 14 dB.

FSelain itu, analisis situasi cakupan untuk 3.5G dan 2.1G pada tepi sel digambarkan pada Gambar 6.

Gambar 6: Analisis Cakupan Tepi untuk Pengujian 6DT pada Sel Kecil

TAnalisis Gambar 6 menunjukkan bahwa pada kecepatan 1 Mbit/s di tepi sel, sinyal yang diterima untuk 2.1G adalah -115 dBm, sedangkan untuk 3.5G adalah -106 dBm. Oleh karena itu, perbedaan jangkauan antara LTE 2.1G dan NR 3.5G di lingkungan jaringan sebenarnya adalah 9 dB.

A analisis komparatif laju uplink menunjukkan bahwa ketika kekuatan sinyal -98 dBm, laju uplink untuk 3.5G NR jauh lebih tinggi dibandingkan pita frekuensi 2.1G.

Analisis Perbandingan Kecepatan Upstream Pengujian 7DT pada Sel Kecil dan Kemampuan Dukungan Suara 4T4R 2.1G NR

04 Analisis Kemampuan Dukungan Suara untuk 4T4R 2.1G NR

ASetelah prinsip pembangunan bersama dan berbagi antara China Unicom dan China Telecom ditetapkan, solusi pembawa suara secara bertahap berkembang menuju VoNR. Selama fase jaringan NSA, suara dapat dialokasikan secara fleksibel ke jaringan LTE China Unicom atau China Telecom melalui VoLTE. Selama fase jaringan SA, awalnya dapat kembali ke jaringan LTE melalui EPS dan selanjutnya dengan lancar mengaktifkan fungsi VoNR di pita frekuensi 2.1G.

By membandingkan pembawaan suara jaringan VoLTE dan WCDMA serta menganalisis nilai MOS dan data RSRP, terlihat bahwa kualitas suara VoNR pada pita frekuensi 2.1G lebih kuat dibandingkan jaringan WCDMA.

05   Rekomendasi Penerapan 2.1G dan 3.5G

BBerdasarkan analisis sebelumnya, jelas bahwa pita frekuensi 2.1G dapat secara efektif meningkatkan kapasitas dan jangkauan pita frekuensi 3.5G. Namun, bandwidth pada pita frekuensi 2.1G tidak sebanyak pada pita frekuensi 3.5G, dan rantai industri perangkat 3.5G NR relatif matang. Setelah dilakukan analisis secara menyeluruh, dapat diambil kesimpulan dan rekomendasi berikut untuk penerapan pita frekuensi 2.1G dan 3.5G:

a) Karena belum matangnya rantai industri perangkat 2.1G NR, disarankan untuk menggunakan jaringan 3.5G sebagai landasan pembangunan awal jaringan 5G untuk mencapai jangkauan yang berkelanjutan. Selanjutnya, upaya harus dilakukan untuk mempercepat pengurangan dan penghapusan jaringan 2G dan 3G, dan mengembangkan kembali pita frekuensi 2.1G secara tepat waktu untuk menciptakan jaringan 5G yang terdiferensiasi dengan frekuensi tinggi dan rendah yang terkoordinasi.

b) Jaringan hibrida pita frekuensi 2.1G dan 3.5G merupakan pendekatan penting untuk membangun jaringan 5G berkualitas tinggi. Pita frekuensi 2.1G dapat memberikan kapasitas uplink tambahan dan cakupan mendalam yang diperluas. Dengan membangun jaringan secara fleksibel sesuai kebutuhan konstruksi, persepsi pengguna dapat ditingkatkan, dan pengaruh merek China Unicom dapat ditingkatkan.

c) Jaringan mode campuran 3G/4G/5G dapat memanfaatkan peningkatan perangkat lunak pada peralatan jaringan yang ada untuk mengaktifkan layanan 5G, sehingga mengurangi biaya pembangunan jaringan 5G dan memaksimalkan pemanfaatan kemampuan peralatan jaringan yang ada. Hal ini juga memberikan prasyarat untuk penyesuaian struktur jaringan selanjutnya.

06   Kesimpulan

Tartikelnya telah melakukan analisis komparatif terhadap kinerja cakupan pita frekuensi 2.1G dan 3.5G dari perspektif link budget dan pengujian di tempat. Ditemukan bahwa redaman sinyal pada pita frekuensi 3.5G lebih besar, dan dalam hal jangkauan yang dalam, kinerja pita frekuensi 3.5G lebih rendah dibandingkan pita frekuensi 2.1G. Pada kecepatan tepi yang sama, cakupan uplink pita frekuensi 3.5G lebih buruk 9 dB dibandingkan pita frekuensi 2.1G. Melalui analisis teoritis dan pengujian di tempat, ditemukan bahwa pita frekuensi 2.1G dapat secara efektif meningkatkan kapasitas dan jangkauan pita frekuensi 3.5G. Jaringan hibrid pita frekuensi 2.1G dan 3.5G untuk jaringan 5G dapat meningkatkan kemampuan cakupan uplink, sehingga memenuhi persyaratan kapasitas uplink dan latensi aplikasi industri 5G. Mengolah kembali pita frekuensi 2.1G dan peralatan yang ada untuk mendukung 5G dapat mempercepat pembangunan jaringan 5G, mengurangi input sumber daya konstruksi, dan menurunkan kesulitan konstruksi, sehingga berfungsi sebagai sarana penting untuk meningkatkan efisiensi pembangunan jaringan 5G.

Artikel ini dicetak ulang dari "Teknologi Baru 5G". Kami mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulisnya saat mencetak ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk penghapusan.