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    5G的性能、覆蓋范圍和能效分析

    來源:百度百家 作者: 更新時間:2020/7/8 10:32:19

    摘要:2019年可謂是“5G之年”。在首個5G商用之后的7個月時間里,我們驚喜地發現全球已部署了30多張5G商用網絡,并且40多家廠商也在陸續發布5G終端設備。在這一切發展潮流的背后,Qualcomm肩負著重要使命。

      2019年可謂是“5G之年”。在首個5G商用之后的7個月時間里,我們驚喜地發現全球已部署了30多張5G商用網絡,并且40多家廠商也在陸續發布5G終端設備。在這一切發展潮流的背后,Qualcomm肩負著重要使命。

      隨著新一代無線技術在全球的普及,作為5G領域的領導者,我們認為有必要對現實中的5G效益進行檢驗,并深入研究它的性能。因此,我們委托Signals Research Group(SRG)開展了一項全面的全球研究。憑借在蜂窩網絡性能的基準測試方面的專長,SRG是全球最權威的無線分析公司之一。

      SRG使用基于高通驍龍移動平臺的商用5G終端,通過韓國、英國、瑞士和美國多個城市的移動網絡收集了數千GB的測試數據。這項分析耗時數周,涉及數百個參數。

      以下是SRG研究的主要結論:

      1、相比4G LTE,5G的平均容量翻了一番,峰值速率提高了10倍

      通過對亞洲、歐洲和北美洲多個sub-6 GHz和毫米波(mmWave)網絡的測試,研究結果得出一個共同結論:與當前網絡相比,5G網絡在容量和性能方面得到了顯著提升。

    5G的性能、覆蓋范圍和能效分析

      圖1總結了在SKT、EE、Swisscom和Verizon運營商的網絡上觀察到的數據速率結果。與現有LTE網絡相比,觀測到的平均容量至少增加了兩倍。峰值速率增益超過10倍。

      這項研究包含了步行和駕駛測試,并對網絡性能進行了表征。例如,SRG在倫敦市中心使用sub-6 GHz 網絡進行步行測試時,觀察到的平均速率為220 Mbps。與此同時,使用Verizon公司的毫米波網絡在明尼阿波利斯(Minneapolis)市中心觀測到的5G速率中值為383 Mbps,峰值速率為1.6 Gbps。該結果是基于SRG在Verizon于4月份推出5G網絡后立即進行的測試。除了這項研究,近期測試結果表明,5G網絡性能有了進一步提升。

      5G網絡帶來了顛覆性的容量增長。這意味著不僅是5G智能手機用戶,網絡上的所有用戶都能享受到更好的體驗。容量增加還將導致(每比特)成本降低,即使數據消耗不斷增加,運營商也能夠提供不限流量數據套餐。

      2、毫米波比我們認為的更加靈活

      SRG的研究消除了我們對毫米波覆蓋范圍及性能的各種錯誤認知。這些錯誤認知來自于對毫米波復雜傳輸特性的理解,以及測試人員僅根據他們智能手機和測速應用程序上的5G圖標做出的推測性陳述和缺乏依據的觀察結果。

      這項研究證實了5G 毫米波可在非視距環境(NLOS)下傳播。研究結果表明,毫米波信號在遇到建筑物時會產生反射,并提供足夠的信號強度來維持移動數據連接。此外,這種反射信號有助于擴大角落周圍,甚至橫亙在基站與手機之間的建筑物后的覆蓋范圍。

    5G的性能、覆蓋范圍和能效分析

      例如,圖2顯示了SRG的重大發現,當測試設備向一個毫米波基站相反方向移動時,來自兩個街區以外的另一個毫米波基站的反射信號仍然可以實現200 Mbps的數據傳輸速率——這個結果高于LTE的平均速度。

      此外,懷疑論者將5G電話的斷連歸咎于毫米波的傳播問題,但研究結論表明,5G的斷連往往是由于諸如LTE等的其他因素造成的。在很多情況下,當智能手機的信號鏈路試圖切換到一個無法識別的新LTE小區站點時,即使5G毫米波信號強大到足以維持連接,5G鏈路也會丟失。這與毫米波信號傳輸本身無關,并可通過網絡優化來解決。

      3、毫米波的室內部署取得了良好效果

      最近,Verizon宣布對全美13個NFL(美國職業橄欖球大聯盟)體育場進行5G網絡覆蓋。為大型場館,如體育場館、貿易展廳和交通樞紐,提供良好移動連接的難度非常大。一旦人群聚集,大量用戶同時連網,提供足夠的容量來維持良好的網絡性能,對運營商而言是個艱巨的挑戰,而5G 毫米波帶來的巨大容量恰好可以滿足此類密集數據連接的需求。

      作為這項研究的一部分,SRG對美國銀行體育場——明尼蘇達維京人隊的主場進行了測試。Verizon只部署了13個5G基站,就能夠為幾乎所有座位(66,000多個座位)提供堪稱優秀的信號覆蓋。研究表明,毫米波信號甚至覆蓋了體育場座位后面的優惠區——而該區域并不在計劃的網絡覆蓋范圍之內。

    5G的性能、覆蓋范圍和能效分析

      4.5G提供了卓越的用戶體驗,尤其是在網絡容量受限的場景中

      SRG測試了多個個人應用場景,其中包括:

      · YouTube流媒體

      · Netflix電影下載,供離線觀看

      · Google Play下載(下載一款手機游戲- 大約400 MB)

      · Google Drive下載(下載大型文件)

      如圖4所示,與LTE智能手機相比,5G終端具有更卓越的性能和用戶體驗:

    5G的性能、覆蓋范圍和能效分析

      使用流媒體時,5G智能手機能夠保持1080p的視頻分辨率(該服務提供的最大分辨率),而LTE智能手機啟動時的分辨率為480p,并在網絡加載過程中降至360p。雖然這兩款手機在播放視頻過程中均未出現畫面卡滯,但LTE智能手機播放低分辨率視頻所花的時間相當于5G智能手機的2.4倍。

      不僅如此,5G還增強了用戶使用流行應用程序時的下載體驗,如Google Play、Google Drive和Netflix。平均來說,相比LTE智能手機,使用5G智能手機下載游戲、電影或其他內容可以節省5倍的時間。

      5.5G比LTE更節能,特別是在使用高帶寬應用程序的情況下

      有一種觀點認為,與LTE相比,5G的數千兆比特速度會導致電池電量更快耗盡;但研究結果表明,這并非事實。在這項研究中,SRG測試了5G網絡對電池續航的影響,并與LTE進行了對比。結果顯示,盡管兩種技術對電池續航的影響非常微妙和復雜,但5G智能手機具備全天的電池續航能力。事實上,在手機上玩30分鐘紙牌游戲的耗電,就相當于使用穩定的5G網絡下載30 GB以上的數據。

      在信號良好的情況下,對于大量數據而言,5G比LTE更節能。盡管5G的電池耗電更高,但數據速率的提升可抵消增加的電量使用率。下面的圖5說明了這一原理。

    5G的性能、覆蓋范圍和能效分析

      圖5中的結果顯示,同樣使用4400 mAh電池,5G網絡下載的數據量遠遠超過LTE網絡下載的數據量。在這個測試中,用戶可進行語音通話、激活屏幕、下載數據內容等等。即使在最有利于LTE的場景中,5G終端的電池續航預計可達至少14小時;就正常工作日而言,這個續航已經足夠了。

      結論

      通過嚴格測試得出的真實結果,我們可以看到5G的真實性能及其優勢,而這僅僅是SRG 5G基準研究結果的冰山一角。因此,強烈建議你親身體驗5G帶來的巨變。

      總結:

      · 5G可以實質性提升網絡容量,其數據速率明顯高于LTE;根據觀察,它比LTE的數據速率高出2至10倍

      · 毫米波能夠提供超出原有設想的穩定覆蓋,可以大幅提升網絡容量

      · 事實證明,毫米波能夠為體育場館等人群擁擠的場景提供所需的無線網絡容量;目前,這項技術正在室內部署

      · 5G極大地改善了用戶體驗;平均下載速度提高了5倍,視頻流體驗更佳

      · 5G比LTE能效更高,并具備全天電池續航能力

      責任編輯:張華

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