5G 在毫米波FR2 频段能够提供最高400MB 的带宽,同时还可以支持载波聚合功能,因此高频部署场景用户峰值速率能够达到与光纤相近的性能指标,因此有些运营商把高频的应用场景率先定位在固定无线接入上,希望能够通过这种方式解决在光纤部署困难地方的网络部署问题。
FWA 并非只是替代光纤最后一公里接入,它实际上同时满足了两种5G 用例:固定无线接入和增强型移动宽带。白天,它可以为附近的移动用户提供高速无线宽带;夜里,当人们下班回家,它可以通过改变波束方向,指向家庭中的FWA 终端,为家庭提供高速上网。这使得这一技术具备扩展性和持续性。
在FTTH(Fiber to the Home,光纤到户)建设中,最后一公里接入是复杂的环节之一,也是最难解决的问题,有物业阻挠,二次施工难度大,室内布线业主担心损坏装修等等,且后期维护成本也高。FWA 由于采用无线接入,建设和维护成本低、部署便捷,尤其适用于光纤还未到户的家庭和中小企业。同时5G 速率是4G 的10 ~100 倍,这也能满足家庭宽带的需求。
在高频通信中,需要考虑高频组网的损耗,高频信道传播损耗包括以下几方面。
②穿透损耗:高频段的穿透损耗远远大于低频段。例如,对于一堵墙,28GHz 的穿透损耗要比2GHz 大20 dB 左右。
③衍射绕射损耗:高频的衍射和绕射能力都弱于低频。④雨衰和大气影响:高频段信号雨衰大于低频段信号,雨量越大差距越明显。典型场景下,10GHz/28GHz 相对2.6GHz,额外的传播损耗对比如表2-1 所示。
表2-1 传播损耗对比(www.xing528.com)
图2-4 高频波束管理
虽然高频传播损耗非常大,但是由于高频段波长很短,因此可以在有限的面积内部署非常多的天线阵子,通过大规模天线阵列形成具有非常高增益的窄波束来抵消传播损耗。
一个5G 高频基站的覆盖,是由多个不同指向的波束所组成的,同时UE 的天线也会具有指向性。波束管理的核心任务是如何找到具有最佳性能的发射-接收波束对,如图2-4所示。
基于高频的传播特性,单独的高频很难组网。在实际网络中,可以通过将5G 高频与4G 低频或5G 低频实现一个高低频的混合组网。在这种架构下,低频承载控制面信息和部分用户面数据,高频在热点地区提供超高速率用户面数据,如图2-5所示。
图2-5 高低频混合组网
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