5G无线技术基础自学系列 | 上下行解耦技术

Posted 2022-11-23 COCOgsta

素材来源：《一本读懂5G技术》

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从1G到4G，移动通信系统是按照上下行方向都是同一频段设计的，上下行覆盖的规划是绑定在一起的，不可分割的。FDD上下行频段成对，TDD上下行共用一段频段，但不管哪种情况，覆盖规划一直存在着上下行不平衡的问题。

这是因为下行链路上的宏基站与上行链路上的手机终端发射功率差异巨大。宏基站发射功率可以是几十瓦到上百瓦，而手机的发射功率通常仅在毫瓦级。手机发射功率太小限制了小区上行覆盖的范围。5G使用的电磁波频率增高，在空气中的传播损耗也增加很多；再加上基站侧使用大规模阵列天线的增益、TDD模式下时隙配比的差异，导致这种上下行覆盖不平衡现象更加严重。举例来说，5G的C-band站点与1.8GHz的LTE共站部署，上行覆盖受限严重，仅有小区中心的部分用户才能享受5G带来的高速业务体验，上行受限的区域5G业务体验受到严重影响。

使用高功率终端弥补上行覆盖，终端成本增加；通过增加基站侧天线的接收增益来弥补上行覆盖，网络部署的成本大幅增加。

上下行解耦就是针对上下行不平衡的问题提出的解决方案。5G NR的上行链路和下行链路解耦，上行链路用LTE低频空闲频谱单独规划，弥补了C-Band和毫米波在上行覆盖上的不足，又充分利用了LTE的空闲频谱，如图9-65所示。使用单独频率进行规划的上行链路称为SUL（Supplementary UpLink，补充上行链路）。

图9-65 上下行解耦技术

基于上下行解耦的技术思想，5G NR 3.5GHz（C-Band）与LTE中低频1.8GHz的共站部署将会成为增强小区覆盖的一大利器。在实际组网中，下行采用3.5GHz的无线电波覆盖，上行近端也采用3.5GHz覆盖；上行远端3.5GHz覆盖不到，需要共享LTE的空闲频段1.8GHz，单独完成上行远端的覆盖，如图9-66所示。使用3.5GHz无线电波的上行覆盖比下行差了约14dB，而使用1.8GHz的无线电波能够提升上行覆盖约10dB。

图9-66 5G NR 3.5GHz与LTE 1.8GHz组网

外场试验表明，使用上下行解耦后，在用户体验提升10倍的前提下，覆盖半径能提升约70%，上下行覆盖都能达到与1.8GHz同样水平，有效解决了上下行不平衡的问题。

载波聚合（CA）与上下行解耦之上行补充链路（SUL）的区别如图9-67所示，具体有以下两点：

图9-67 CA与SUL的区别

1）SUL只对应上行链路，而载波聚合下每个载波（CC）既可以有上行链路，也可以有下行链路。

2）SUL属于同一个小区（Cell）内，而载波聚合下不同的频段（band）属于不同小区。