5G距离概念问题的探讨

  时通常使用COST231模型来计算路径损耗。这个模型准确性较差，与ITU的3D模型有近40dB的差值。并且要注意到ITU模型中的距离d为3D空间距离，不是UE到基站之间的2D平面距离。也就是说，

  对于LOS场景ITU Uma-LOS路损偏小5dB，对于NLOS场景ITU Uma-NLOS路损则偏大14dB。所以路损与实际地物相关性很大，在应用中应进行本地化校正。

  如参照LTE(上下行时隙配置UL1:DL3)早期的规划标准，即边缘速率UL=250kbps，DL=1Mbps，小区平均速率UL=2Mbps，DL=10Mbps。设定5G的边缘速率是4G的10倍，5G的上行边缘速率是下行的10%。2.6GHz覆盖距离>

  500米，3.5GHz覆盖距离>

  400米。在现有D频段站点上进行共址建设基本能满足设计目标。

  穿透损耗与频段和阻挡物材质有关，一般的，频段越高穿透损耗越大，材质密度越大穿透损耗也越大。ITU给出的穿透损耗与频段的关系如下图。

  根据Qualcomm的材料，与4G共址建设，下行边缘速率30Mbps的要求下，站间距小于200米室外覆盖率可达99%，站间距小于250米室外覆盖率可达98%。但由于穿透损耗更大，室内覆盖率显而易见地下降，对于重要楼宇不可避免要增加室内覆盖系统。

  根据ITU-3D NLOS路损模型，3.5GHz室外路损比2.6GHz平均要大2.58dB，穿透损耗要高2.49dB。这在某种程度上预示着什么？（1）如果站间距不变，仅室外覆盖一项就从另一方面代表着，在相同覆盖能力下，基站和手机的发射功率要翻一倍。对于终端来说，26dBm已经被叫做高功率用户设备（HPUE），显然已经难以再增加功率。对于基站来说，发射功率增加一倍就从另一方面代表着设备总能耗要增加50-60%，这是一个相当不小的数字。（2）如果功率不变，站间距要减小15%，基站数要增加38%。

  由于上行时隙数、流数和调制阶数低于下行，使得上行的容量约为下行的十分之一。即使设置上行的边缘速率为下行的10%，受限于终端的发射功率（最大不超过26dBm），上行覆盖大概是下行的60%左右。随着站间距的增大，上行覆盖短板问题越发突出（弱覆盖面积增加）。

  在小站间距的情况下，往往存在LOS覆盖，上行覆盖短板相对不那么突出。在大站间距的情况下，密集城区多为NLOS覆盖，上行短板问题则需要仔细考虑解决。一般的，对于密集城区2.6GHz频段为300米，3.5GHz频段为250米。

  3GPP根据不同场景给了相应的建议，其中25米和35米站高主要沿有现有的塔站和楼面站。而10米高的杆站则不受共享率的限制，将来有几率会成为各大运营商网络覆盖能力竞争的焦点。

  现阶段的5G相比4G，单用户速率的提升大多数来源于载波带宽的增加（20M->

  100MHz），流数的增加（2流->

  4流）和调制阶数的提高（6阶->

  8阶），由此带来了10-15倍的速率提升。但4流的获得需要较高的SINR和相关性较低的多径环境。从下图可见，TM3的4流要求SINR>

  20dB。

  需要指出的是，尽管单用户的速率提升仅为10倍量级，采用MassiveMIMO技术能将小区级的容量提升进100倍量级。这得益于MU-MIMO的充分的利用，但随着用户数的增多（一般不超过天线个激活用户），上行干扰将飞速增加，上行短板问题将越发严重。或者说，5G某些特定的程度上是通过牺牲上行单用户性能来获得小区级性能的提升。这也部分解释了为何上行短板被反复提及，并在业内持续探讨通过上下行解耦来解决上行覆盖（与边缘速率有关）不足的问题。

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