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5G率先商用只为“出风头”,决胜5G的关键是什么?

2019-05-14 14:57
来源: 亿欧网

威瑞森给出了一个我们很熟悉的解释:5G上行还没准备好。那些上行实际上是LTE。威瑞森需要一次软件更新才行。他们说,延迟的问题也会在后期解决。

你必须要了解的是,许多方面LTE依然比5G NR更好,尽管以后这一点会改变。LTE在编码的复杂度方面更先进(LTE使用的是QAM,即正交幅度调制),能够同时使用的天线数量也更多(称为MIMO,即多入多出技术)。目前的LTE网络支持4x4 MIMO和256 QAM,即四层数据,每个符号8比特。

目前,5G NR支持2x2 MIMO和64 QAM,即两层数据和每符号6比特。但5G技术本身在手持设备上支持4x4 MIMO,基站上支持更多的MIMO,也支持更高效的编码。我们只需要等待设备和网络容量的进步。

这种进步在LTE上也出现过。2011年LTE网络刚刚启动时,它并不总是比AT&T和T-Mobile的3.5G HSPA网络更好,而当AT&T和T-Mobile决定将HSPA定义为4G时还造成了很大的混乱。但LTE比HSPA的增长空间更大。随着理论的进步,HSPA+达到了理论的最高点336Mbps(尽管美国的运营商一直都没有超过42Mbps),但高通现在已经支持2.4Gbps的LTE了。

这种进步将会出现在AT&T、T-Mobile和威瑞森的毫米波网络上。这些网络使用的都是同样的爱立信软件、同样的版本。Sprint可能不一样,他们用的是诺基亚的低频多重MIMO基站,因此面临的是完全不同的问题。

覆盖率:非常有限

威瑞森说,他们在芝加哥覆盖了Loop、West Loop和Loop北部,基本上一直到North Avenue。我走了三个小时,发现覆盖率实际上非常有限,而且并没有超出Chicago Avenue以北。但我也发现了一些基站,似乎它们并没有启用,或者说我觉得威瑞森正在准备安装5G设备。比如在North Avenue沿街就有一排信号塔,从Sedgwick到湖边每隔几个街区就有一个,似乎一切都已准备好,而我的5G信号指示器在North和LaSalle 街角会闪烁。该信号还不可靠,因此我无法运行速度测试。我猜测那一组信号塔可能还没准备好。

Haberman说:“有一些已经投入使用的基站,还有很多基站已经部署好,但还没有投入使用。”

我发现的覆盖区域包括Loop,West Loop的大部分,River North区域的覆盖率增大,但再往北的Old Town就没有覆盖了。

下图是我看到的活动的5G基站。最北端的图标可能错了一个街区。我可能漏了一些;显然我漏掉了Chicago和LaSalle的那个,还漏掉了Clark和Lake的那个,我没看到,也没时间再回去检查了。威瑞森肯定会在这个区域布置更高的密度,可能每一两个街区就布置一个。注意在West Loop的基站非常密集,每个街区都有一个。我沿着West Loop步行时能收到稳定的5G覆盖,但这个覆盖率不会超过一个街区。

范围:还不太理想

威瑞森表示,它的基站覆盖范围大概有800英尺。我发现有效覆盖范围大概只有300英尺,再远速度就掉到了LTE以下,尽管5G指示器直到450英尺的位置都会闪烁。那个附加设备似乎无法判断4G连接好于5G连接的情况,所以它会持续使用5G连接,即使它只有可怜的几个Mbps。而手机应该在低世代网络好于高世代网络的时候选择前者。

上图显示了沿着Michigan Avenue距离某个基站向南走每隔50英尺的速度测试结果。我觉得LTE那条线可能并不是我们熟知的LTE,而是LAA,即使用Wi-Fi信号的短距离LTE,通常会在200英尺后衰减。注意5G基站的曲线和LAA基站差不多。嗯……我也不知道350英尺上LTE手机发生了什么。

这张图显示了两个不同的5G基站的速度衰减,以及同一个基站不同角度上的衰减。灰色线为沿着Michigan Avenue从一个基站向南走,测试时保证与基站之间没有任何障碍。距离到350英尺左右时速度就变得很低了。

另外两条线是怎么回事?橙色的线在50~100英尺的标记之间有一条高架铁路线。这条铁路线似乎对信号的干扰非常大,所以速度很慢,但接下来的200英尺内速度很稳定。

黄色线测试的与灰色线是同一个基站,但是行走方向与后者呈直角,是沿着高大建筑群之间的一条狭窄小巷走的。似乎对速度的影响也非常大。

威瑞森和业内其他人都说,这类的信号衰减可以通过更好的信号构成(beam forming)和信号转向(beam steering)来修正,而且你也能猜得到,这些功能将在未来的软件更新中实现。

“信号转向和构成还没有准备好。”威瑞森的Haberman说,“再过几个月,情况会大有改观,基站的边界将会发生变化。”

你肯定会说,“我住的乡下和郊区,800英尺的距离对我一点用的没有!”或者,“他们肯定不会在我的镇上每个街区都放个基站!”你说的没错,他们肯定不会这么做。这个网络只适合大都市,运营商已经设置了密集的信号塔来处理繁重的LTE通信。

还有一个没有解答的问题:毫米波是否能在任何环境下工作。威瑞森说没问题,只要有了合适的信号转向,它能达到3000英尺的范围。但我希望能看到些实际效果。

5G速度比较,室内vs室外

在West Loop的Jefferson Street街上的星巴克里,我进行了另一项毫米波干扰测试。站在基站下方能获得600Mbps的下行速度。而进入星巴克后,透过玻璃,就只有218Mbps了。转角进入大堂,坐在一个看不到基站的石质建筑后面,速度就降到了41.5Mbps。低频带信号就没有这种问题。

我敢说,如果你和基站之间隔着一扇窗户,那就没办法收到足够的毫米波信号。这一点非常糟糕。威瑞森说,随着未来的软件更新,更好的信号构成和信号转向会带来很大的性能提升。

基站是不是太丑了?

说起丑的问题,你要知道5G只不过是在现有的LTE的小型基站上加了两块板。下图是没有5G的LTE小型基站的样子:

North Avenue上的威瑞森基站,尚未安装5G,但很可能很快就装了。

下图是5G基站的近景。你可以看到其实没什么太大区别。如果你要争辩说小型基站太丑,那两年前的LTE时代你就输了。如果你非要说现在觉得小型基站丑,那两年来你都没注意过他们,我也无话可说。

5G给我们做出了许多承诺。例如,低延迟应该是新系统至关重要的功能,但它还没有实现。威瑞森吹嘘说在许多城市有800MHz频段,但现在那个频段还完全不能用。另一方面,直到几个星期前,基站还只能处理100MHz频段。

我认为今年夏季这个网络应该会大幅度改进。如果不是疯狂的5G竞赛将网络的出现带入了早春时节,5G似乎更应该在仲夏时分才能启动。现在,威瑞森、摩托罗拉和爱立信都需要努力学习,才能在最后的答辩中完成他们做出的承诺。

关键是长期

为了理解为什么威瑞森(以及所有厂商)要投入5G,我们应该回顾一下过去几年中4G速度的增长。我们分别从2011年和2013年就开始追踪美国和加拿大的4G网络速度。平均而言,加拿大网络比美国网络好,所以我想给出两者的曲线。

5G在第一天就给出了平均215Mbps的下行速度。如果它和4G速度增长曲线一样,那么到了2021年我们应该能得到平均327~495Mbps的下行速度,到了2025年应该有1.2~1.5Gbps。当然我要提醒你,这只是平均速度,许多情况下速度只会更快。当然,速度取决于许多因素,最重要的就是政府是否会在未来几年为5G放出更多的频段。

好戏才刚刚上演。威瑞森承诺于今年年底在30个城市开通5G网络。AT&T称正在12个城市内建设热点,稍后我会继续跟进。Sprint和T-Mobile很可能会在5月和6月启动5G网络。

我问过许多业内人士,他们表示,每个星期都会有新的软件更新到5G基站。一切发展得非常迅速。也许在你读到这篇文章时,情况已经发生了变化。今年春天和夏天,我们会驾车游遍全美国,查看事态的发展情况,还会在6月份报告我们的发现。

作者:国科环宇

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