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专题
2020/9/24 13:41

5G与4G主用频段空口损耗差异浅析

邮电设计技术  南作用,钟志刚,王一骢

本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部

摘要:

针对5G4G网络规划中覆盖差异及损耗问题,通过理论分析和精确、严格的测试,对5G网络主用频段3500MHz与4G网络主用频段1800MHz进行了对比,得出5G与4G网络天线口EIRP相同的情况下的空口损耗差异,较现有引用的方法修正了约5.39dB,并提出该差异值的计算和测试方法及应用建议,为5G/4G的网络方案及策略的制定提供参考。

关键词:仿真;5G;LTE;网络;规划

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2020.08.001

前言

2019年6月6日,工信部正式向中国电信中国移动中国联通、中国广电发放5G商用牌照,标志着我国5G移动通信网络正式进入建设元年。除5G网络典型技术外,各大运营商均基于4G现网站址和结构进行5G网络的规划建设。因而5G网络规划建设面临的最大问题是5G网络所采用3.5GHz核心频段下的射频网络覆盖特性与现有4G网络的差异。

针对5G射频网络而言,首次引入了3.5GHz频段和4.9GHz频段,后期也会考虑引入毫米波。随着移动通信向高带宽、高容量、超低时延、大连接的方向演进,引入高频段是不可避免的。在此情况下,针对5G网络,更需要对高频网络下电磁传播特征以及与现网频段特性差异,特别是直射、衍射、反射、透射、散射等射传播频特征进行研究。这直接决定运营商5G网络规划的方向以及5G网络最终的性能和用户业务感知。

运营商在规划5G网络时,通常都要和4G现网链路级性能进行对比和评估,具体如表1所示。

表1是具有典型代表意义的4G、5G链路差异预算表。从表1可以看出,造成这种差异的原因主要有以下2类。

a)技术因素,如5G采用的MassiveMIMO、发射功率等参数。

b)5G引用新的更高的3.5GHz频段带来的空中损耗差异。

其中针对技术因素,基于实验室算法/测试,通过链路级预算已经可以较为精确地估算和确定,其精确度差异往往在dB级,且网络配置如果确定,其链路影响基本确定,相对简单。

针对频段空口损耗差异,虽有理论计算方法,但5G移动通信业务场景多为低空地面覆盖网络,受建筑体、山体、树木等影响,其实际损耗值与理论计算有较大差异。本文将结合理论分析与实际精准测试,给出5G与4G承载核心频段带来的空中损耗差异,供规划及设计参考。

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