2.1G Ağlarında 3.5GHz ve 5GHz Frekans Bantlarının Performans Karşılaştırması

Özet

WMobil iletişim ağlarının sürekli gelişmesiyle birlikte operatörler yüksek, orta ve düşük frekans bant kaynaklarına sahip oluyor. Radyo frekansı spektrum kaynakları değerli stratejik kaynaklardır ve spektrum kaynaklarının makul ve verimli bir şekilde nasıl kullanılacağı operatörlerin temel kaygısıdır.

CŞu anda 2.1 GHz ve 3.5 GHz frekans bantları, 5G ağlarının dağıtımı için ana frekans bantlarıdır. Bu makale, 2.1 GHz ve 3.5 GHz bantlarının kapsama performansını bağlantı bütçesi ve saha testi açısından karşılaştırmakta ve bunların kapsama performansı ve hizmet kapasitesindeki farklılıklarının ayrıntılı bir analizini sunmaktadır. Ayrıca, 3.5 GHz frekans bandının bağımsız dağıtımının sakıncaları ve 2.1 GHz frekans bandının yeniden kullanılmasıyla daha sonraki ağ dağıtımının verimliliğinin arttırılması tartışılmaktadır. Ayrıca, Shandong Unicom'un mevcut ağının mevcut durumuna dayalı olarak ilgili inşaat stratejilerini sunarak, 5G ağlarının daha sonraki inşası için önemli bir temel sağlıyor.

01 Genel Bakış

W5G lisanslarının verilmesiyle Çin'in 5G ağının ticarileştirilmesi başladı. Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı, China Unicom'a 3.5G için 5 GHz frekans bandını kullanma yetkisi verdi. 3.5 GHz frekans bandı küresel endüstrinin en iyi desteğine sahiptir, ancak yüksek frekansı sinyal zayıflamasının daha hızlı olmasına neden olur. 5G ağlarının 3.5 GHz frekans bandında konuşlandırılması, daha fazla baz istasyonunun eklenmesini gerektirecek ve bu da ilgili ekipman ve altyapıya önemli ölçüde daha fazla yatırım yapılmasına yol açacak. Düşük maliyetle yüksek kaliteli ve rekabetçi bir 5G ağı oluşturmak, China Unicom'un karşı karşıya olduğu önemli bir sorun haline geldi.

TChina Unicom ve China Telecom'un 5G ağlarını ortaklaşa kurma ve paylaşma girişimi, 5G ağlarının inşasına fırsatlar getirdi. Şu anda China Unicom'un 3G ağı, 15 GHz frekans bandında 2.1 MHz bant genişliğine sahiptir ve 4G ağı, 10 GHz frekans bandında 2.1 MHz bant genişliğine sahiptir. China Telecom'un 4G ağı, 20 GHz frekans bandında 2.1 MHz bant genişliğine sahiptir. China Unicom ve China Telecom birlikte 45 GHz frekans bandında toplam 2.1 MHz bant genişliğine sahip olup, tahsis edilmemiş ek 10 MHz bant genişliği bulunmaktadır. Kullanım için onaylanması durumunda China Unicom ve China Telecom, 55 GHz frekans bandında toplam 2.1 MHz bant genişliğine sahip olacak. Radyo frekansı spektrum kaynağı değerli bir stratejik kaynaktır ve 2.1G ağlarında 3.5 GHz ve 5 GHz frekans bantlarının makul ve verimli kullanılması operatörlerin öncelikli endişesidir. Bu makale, 2.1 GHz ve 3.5 GHz frekans bantlarının kapsama performansını ve hizmet kapasitesini karşılaştırmak ve analiz etmek için bağlantı bütçesini ve saha testlerini birleştirerek 3.5 GHz frekans bandının bağımsız dağıtımının dezavantajlarını ve yeniden kullanarak sonraki ağ dağıtımının verimliliğinin iyileştirildiğini göstermektedir. 2.1 GHz frekans bandı. Ayrıca, Shandong Unicom'un mevcut ağının mevcut durumuna dayalı olarak ilgili inşaat stratejileri de önererek, daha sonra 5G ağlarının inşası için önemli bir temel sağlıyor.

02 2.1 GHz ve 3.5 GHz Frekans Bantlarının Kapsama Yeteneğinin Teorik Analizi

A3GPP protokolüne göre B42 bandı 3.5 GHz frekans bandına, B1 bandı 2.1 GHz frekans bandına, B3 bandı 1.8 GHz frekans bandına ve B41 bandı 2.6 GHz frekans bandına karşılık gelir. . 3.5 GHz frekans bandının dalga boyu, 2.1 GHz frekans bandınınkinden daha kısadır; bu durum, 2.1 GHz frekans bandına kıyasla daha zayıf doğal nüfuz, kırınım ve saçılma özelliklerine neden olur ve bu da terminal tarafında yetersiz uplink kapsama alanına yol açar.

UMevcut ağdaki B3 bandını (1.8 GHz frekans bandı) referans noktası olarak alarak 1.8 GHz, 3.5 GHz, 2.1 GHz ve 2.6 GHz frekans bantları için teorik bağlantı bütçesi değerleri hesaplanmıştır. Uplink bağlantı bütçesi sonuçlarının karşılaştırılması, 3.5 GHz frekans bandının uplink kapasitesinin 7.7 GHz frekans bandından (2.1T4R) 4 dB daha kötü ve 4.2 GHz frekans bandından 2.6 dB daha kötü olduğunu göstermektedir.

Tablo 1, uplink bağlantı bütçesi sonuçlarını göstermektedir

BYukarıdaki analize göre, 3.5 GHz frekans bandının, 5 GHz frekans bandındaki 2.1G ağlarının bağımsız konuşlandırılmasıyla karşılaştırıldığında daha zayıf yer-uydu hattı kapsama alanına sahip olduğu görülebilir.

03 2.1 GHz ve 3.5 GHz Frekans Bantlarında Uplink Kapsama Yeteneğinin Saha Testi

TWeifang Şehri Geliştirme Bölgesindeki GuDe Square baz istasyonu test için seçildi. Şu anda 2.1 GHz frekans bandını destekleyen NR terminali bulunmadığından, 2.1 GHz ve 4 GHz frekansının uplink kapsama yeteneklerini karşılaştırmak için 4 GHz 3.5T64R LTE ekipmanı ve 3.5 GHz 2.1TR NR ekipmanı aynı istasyona yerleştirilerek bir saha testi gerçekleştirildi. bantlar.

3.1 Test Parametresi Ayarları

a) 2.1 GHz 4T4R LTE ekipmanı ve 3.5 GHz 64TR NR ekipmanının aynı yükseklik, azimut, aşağı eğim açısı ve diğer parametrelerle aynı istasyona yerleştirilmesi. Test sırasında çevredeki baz istasyonları geçici olarak kapatıldı ve iletim gücü, ana ölçüm hücresinin kapsama aralığını 500 metrenin üzerine çıkaracak şekilde ayarlandı.

Tablo 2, test edilen baz istasyonunun fiziksel parametrelerini göstermektedir

b) 3.5 GHz baz istasyonunun konfigürasyonu şu şekildedir: 200 W'ta yapılandırılmış güç, 17.8 dBm'ye ayarlanmış SSB-RS parametresi, 3,550 MHz'de NR aşağı bağlantı merkezi taşıyıcı frekansı, 100 MHz bant genişliği ve aşağı bağlantıdan yukarı bağlantı yuvasına oranı 7:3. SA terminal anten konfigürasyonu, maksimum 2 dBm iletim gücüne sahip 4T26R gerektirir. 2.1 GHz baz istasyonunun konfigürasyonu şu şekildedir: güç 4x40 W olarak yapılandırılmıştır, CRS RS parametresi 21.2 dBm'ye ayarlanmıştır, SA terminal anten konfigürasyonu 1T4R gerektirir ve maksimum iletim gücü 23 dBm'dir.

3.2 Test Açıklaması

T2.1 GHz ve 3.5 GHz frekans bantlarının kapsama alanı test edildi. Test için 2.1 GHz ve 3.5 GHz frekans bantlarında aynı ana lob yönüne, yüksekliğine, azimutuna, aşağı eğim açısına (elektronik aşağı eğim dahil) ve güç spektral yoğunluğuna sahip bir sektör seçildi. Aşağıdaki şekillerde ilgili CQT ve DT test rotalarının şematik diyagramı gösterilmektedir:

Şekil 1'deki Test Rotası Şematik Diyagramı

Sürekli dış mekan battaniye kapsama alanı sürüş testi (DT testi) için gereksinimler aşağıdaki gibidir:

a) Aracın masaüstüne veya koltuklarına, her biri sırasıyla 2 ve 3.5 GHz'e kilitlenmiş 2.1 terminali yan yana yerleştirin, tam ara bellekli FTP uplink hizmetlerini başlatın ve bunların bakımını yapın.

b) Ağ yönetimi tarafı, test süresi boyunca ana test hücresinin yukarı bağlantı gürültü tabanı gibi gerçek zamanlı bilgileri kaydetmelidir.

c) Test aracı, önceden belirlenen rota boyunca (5 km/saat'i geçmeyecek şekilde) yavaşça hareket edecek, ana test hücresi içindeki yolları geçecek şekilde test terminalleri ve tahrik test araçlarını taşır ve test süresi 1 saatten az olmamalıdır.

d) Hizmetin bağlantısı kesilirse, bağlantının kesilmesi bilgisini kaydedin, yakındaki veri hizmetlerini yeniden başlatın ve sürücü testine devam edin.

e) Sürücü test yazılımı, tüm test süreci boyunca gereksinimlere göre LOG verilerini gerçek zamanlı olarak kaydetmelidir.

Derin kapsama CQT testi gerçekleştirirken, binalar tabandan 7 metre uzakta olana kadar CQT test binaları olarak 3.5G ve 2.1G hücrelerinin ana lob normal yönünden yakın-uzak yönde en az 500 bina seçin. Şekil 2'de gösterildiği gibi istasyona erişilemiyor.

Şekil 2'deki CQT Test Noktalarının seçimi

a) Test edilecek her bina için test için yüksek, orta ve alçak katlar seçilir ve 1., 3. ve 5. katlarda test yapılması tercih edilir.

b) 2 terminali yan yana yerleştirin, sırasıyla 3.5 GHz ve 2.1 GHz'e kilitleyin, binaların içindeki her test noktasında tam ara bellekli FTP uplink hizmetlerini başlatın, iç mekan yollarını geçin ve hizmeti en az 1 dakika boyunca sürdürün. Test binasına erişimin tamamlanması mümkün değilse ayrıntılı test olayları kaydedilmelidir.

c) Aynı anten yüksekliğini ve aşağı eğim açısını koruyun, iki ana test hücresini saat yönünde 30 derece döndürün (bitişik hücreleri gerektiği gibi ayarlayın) ve aynı test rotası boyunca orijinal test konumunda (b) adımını tekrarlayın.

3.3 Kapsama Yeteneği CQT Testi

2.1G ve 3.5G'deki tek hücreler için yukarı bağlantı kapsama alanı CQT testinin karşılaştırmalı sonuçları Şekil 3'te gösterilmektedir.

Şekil 3'teki CQT Testi Sonuçları

AŞekil 3'teki test sonuçlarına göre, hücre kenarı kapsama alanı (LTE RSRP<-105 dBm) durumunda 2.1G bandı için yaklaşık kapsama olasılığının %94 olduğu, 3.5G bandı için ise yaklaşık kapsama olasılığının %31 olduğu görülmektedir. %3.5'dir. Derin kapsama testi durumunda, 6G bandı için RSRP değerinin 7G bandından 2.1-3.5 dB daha düşük olması, 2.1G bandının performansının derin kapsama açısından XNUMXG bandından daha düşük olduğunu gösteriyor.

3.4 Kapsama Yeteneği DT Testi

IDT test verilerinin analizinde LTE 2.1G cep telefonları ve NR 3.5G cep telefonları aynı lokasyona konumlandırılarak hücre içerisinde eş zamanlı olarak battaniye kapsama testleri gerçekleştirilmektedir. Karşılaştırmalı analiz amacıyla aynı lokasyondaki LTE ve NR oranları LTE RSRP'ye göre normalleştirilmiştir.

Fveya mevcut ağdaki 2.1G ve 3.5G frekans bantlarının gerçek yol kapsama testi, aynı ana lob normal yönüne sahip sektörler, montaj yüksekliği, azimut, aşağı eğim açısı (elektriksel aşağı eğim dahil) ve güç spektral yoğunluğu her ikisi için de seçilir 2.1G ve 3.5G frekans bantları. DT testi yörünge sonuçları Şekil 4'te gösterilmektedir.

Şekil 4: 4DT Testi için Kapsama Durum Haritası

BYol testi verileri RSRP karşılaştırmalı analizine göre, 2.1G frekans bandı testi için ortalama sinyal gücü -97 dBm, 3.5G frekans bandı testi için ise -105 dBm'dir. Ek olarak, 3.5G frekans bandı testi sırasında bölgelerde ciddi bir ağ kesintisi sorunu yaşanıyor.

AKapsama mesafesi arttıkça, görüş hattı dışı senaryolarda 3.5G için sinyal zayıflaması 2.1G'ye göre daha fazladır. Ayrıca kapsama mesafesinin genişlemesiyle iki bant arasındaki sinyal gücü farkı da artmaya devam ediyor. Veri analizi Şekil 5'te gösterilmektedir.

5DT testi için sinyal gücü ve kapsama mesafesinin karşılaştırmalı analizi Şekil 5'te gösterilmektedir.

AŞekil 5'teki verilerin analizine göre kapsama mesafesi nispeten yakın olduğunda görüş hattı senaryolarında 3.5G'lik sinyal alım gücünün 2.1G'den yaklaşık 7 dB farklılaştığı görülmektedir. Ancak daha büyük kapsama mesafelerinde, görüş hattı dışı senaryolarda ikisi arasındaki sinyal gücü farkı yaklaşık 14 dB'dir.

FAyrıca 3.5G ve 2.1G'nin hücre kenarındaki kapsama durumunun analizi Şekil 6'da gösterilmektedir.

Şekil 6: Küçük Hücrede 6DT Testi için Kenar Kapsama Analizi

TŞekil 6'nın analizi, hücre kenarında 1 Mbit/s hızında alınan sinyalin 2.1G için -115 dBm, 3.5G için ise -106 dBm olduğunu ortaya koymaktadır. Dolayısıyla gerçek ağ ortamında LTE 2.1G ile NR 3.5G arasındaki kapsama farkı 9 dB'dir.

A Uplink oranlarının karşılaştırmalı analizi, sinyal gücü -98 dBm olduğunda, 3.5G NR için uplink oranının 2.1G frekans bandından önemli ölçüde daha yüksek olduğunu göstermektedir.

Küçük Hücrede 7DT Testi ve 4T4R 2.1G NR Ses Desteği Yeteneği için Yukarı Akış Hızının Karşılaştırma Analizi

04 4T4R 2.1G NR için Ses Desteği Yeteneğinin Analizi

AChina Unicom ve China Telecom arasında ortak oluşturma ve paylaşım ilkesi oluşturulduğundan, ses taşıma çözümleri yavaş yavaş VoNR'ye doğru evriliyor. NSA ağ oluşturma aşamasında ses, VoLTE aracılığıyla China Unicom veya China Telecom'un LTE ağlarına esnek bir şekilde tahsis edilebilir. SA ağ oluşturma aşamasında, başlangıçta EPS aracılığıyla LTE ağına geri dönebilir ve ardından 2.1G frekans bandında VoNR işlevini sorunsuz bir şekilde etkinleştirebilir.

BVoLTE ve WCDMA ağlarının ses taşımaları karşılaştırıldığında, MOS değerleri ve RSRP verileri analiz edildiğinde VoNR'nin 2.1G frekans bandındaki ses kalitesinin WCDMA ağından daha güçlü olduğu görülmektedir.

05   2.1G ve 3.5G Uygulamasına Yönelik Öneriler

BÖnceki analize göre 2.1G frekans bandının 3.5G frekans bandının kapasitesini ve kapsama alanını etkili bir şekilde artırabileceği açıktır. Ancak 2.1G frekans bandının bant genişliği, 3.5G frekans bandı kadar geniş değildir ve 3.5G NR cihaz endüstrisi zinciri nispeten olgunlaşmıştır. Kapsamlı bir analizin ardından 2.1G ve 3.5G frekans bantlarının uygulanmasına yönelik aşağıdaki sonuçlar ve öneriler çıkarılabilir:

a) 2.1G NR cihaz endüstrisi zincirinin henüz olgunlaşmamış olması nedeniyle, sürekli kapsama sağlamak amacıyla 3.5G ağının ilk inşasında temel olarak 5G ağının kullanılması tavsiye edilmektedir. Daha sonra, 2G ve 3G ağlarının azaltılmasını ve ortadan kaldırılmasını hızlandırmak ve koordineli yüksek ve düşük frekanslara sahip farklılaştırılmış bir 2.1G ağı oluşturmak için 5G frekans bandını zamanında yeniden geliştirmek için çaba gösterilmelidir.

b) 2.1G ve 3.5G frekans bantlarının hibrit ağ iletişimi, yüksek kaliteli 5G ağları oluşturmak için önemli bir yaklaşımdır. 2.1G frekans bandı, ek uplink kapasitesi ve genişletilmiş derin kapsama alanı sağlayabilir. İnşaat ihtiyaçlarına göre esnek bir şekilde ağ oluşturularak kullanıcı algısı geliştirilebilir ve China Unicom'un marka etkisi artırılabilir.

c) 3G/4G/5G'nin karma modlu ağı, 5G hizmetlerini etkinleştirmek için mevcut ağ ekipmanının yazılım yükseltmelerinden faydalanabilir, böylece 5G ağının inşa maliyetini azaltır ve mevcut ağ ekipmanı özelliklerinin kullanımını maksimuma çıkarır. Ayrıca daha sonraki ağ yapısı ayarlamaları için bir önkoşul sağlar.

06   Sonuç

Tmakalesinde, bağlantı bütçesi ve yerinde test perspektiflerinden 2.1G ve 3.5G frekans bantlarının kapsama performansının karşılaştırmalı bir analizi yapılmıştır. 3.5G frekans bandındaki sinyal zayıflamasının daha fazla olduğu ve derin kapsama açısından 3.5G frekans bandının performansının 2.1G frekans bandından daha düşük olduğu tespit edildi. Aynı kenar hızında, 3.5G frekans bandının uplink kapsama alanı, 9G frekans bandınınkinden 2.1 dB daha kötüdür. Teorik analiz ve yerinde testlerle, 2.1G frekans bandının, 3.5G frekans bandının kapasitesini ve kapsama aralığını etkili bir şekilde artırabildiği keşfedildi. 2.1G ağları için 3.5G ve 5G frekans bantlarının hibrit ağ bağlantısı, uplink kapsama kapasitesini geliştirebilir ve böylece 5G endüstri uygulamalarının uplink kapasitesi ve gecikme gereksinimlerini karşılayabilir. Mevcut 2.1G frekans bandının ve ekipmanın 5G'yi destekleyecek şekilde yeniden geliştirilmesi, 5G ağlarının inşasını hızlandırabilir, inşaat kaynak girdilerini azaltabilir ve inşaat zorluklarını azaltabilir, böylece 5G ağ inşaatının verimliliğini artırmanın önemli bir yolu olarak hizmet edebilir.

Bu makale "5G Yeni Teknoloji"den yeniden basılmıştır. Fikri mülkiyet haklarının korunmasını destekliyoruz. Lütfen yeniden basarken orijinal kaynağı ve yazarını belirtin. Herhangi bir ihlal varsa, silinmesi için lütfen bizimle iletişime geçin.