4G-LTE通信有那些优势和缺陷?

内容来源:本站原创作者:管理员 发布时间:2016-11-02 01:28:21浏览:2006

大家了解的无线频谱其实是具有排他性和有限性,所以无线频谱需要通过行政等手段来进行合理的分配和规划使用及管理(可以是有偿使用,比如世界上大多数国家都选择对频谱进行拍卖,每次拍卖都可以获利少则数亿、多则数百亿美元的所得,也可以是无偿使用,比如中国的频谱就是通过行政命令分配使用的,还有ISM频段在小发射功率、小范围的情况下在世界范围内也是无偿使用的)。

香农定理告诉人们,想要获得更大的容量(速率),那么可选的手段有两个,一个是提升信噪比,一个是提升频谱带宽,但是无线通信由于其应用环境的复杂性,所以要提升信噪比往往会比较难,因此使用大带宽是一个相对来说更容易的手段,而且可以适当降低对信噪比的要求。以下是两个大前提。

首先说优势:高频段的好处就是频谱资源比较丰富,许多还没有使用过,相对低频段来说很“纯净”,没有太多的干扰,比如2.5-2.69GHz,就相当纯净,这点对于无线通信很重要,可以更好的适应信噪比的需求,比如移动使用D频段建设LTE TDD,有时候信号很差,但是由于信噪比还不错,往往测试的速率也很可观,这不仅是LTE大带宽的优势,还是因为D频段足够纯净。

高频段由于没怎么用过,因此可分配的带宽也大,比如2.5GHz到2.69GHz多达190MHz的丰富频谱可供使用,低频段的话,比如800MHz/900MHz等较为优质的频段,已经基本分配完了,目前都有商用无线通信系统占用着。因此大带宽可以很好的满足LTE的需求,LTE一个完整的载波带宽是20MHz(FDD则为上下行各20MHz),未来应用载波聚合最多可以聚合起100MHz的频谱,要在低频段凑齐这么多频谱实在太难了,所以只能往没怎么用过的高频段去凑这么多频谱。

当然,目前的载波聚合技术也允许跨频段聚合,比如可以聚合900MHz频段和1800MHz频段的频谱,可以聚合1800MHz频段和2100MHz频段的频谱,但是由于跨频段的聚合涉及到宽频带的处理,以及不同频段会有不同的链路损耗等等,会对射频器件和相应的软件算法提出更高的要求,比较理想的还是同频段的连续频谱载波聚合。

再来就是劣势:高频段相对低频段来说路径损耗和绕射能力都比较差,所以假设同样的两个基站,天线的方向角、增益、下倾角、发射功率等等参数都相同,那使用高频段的基站无论是覆盖距离还是覆盖深度,都是不如使用低频段的基站的,显著的例子就是中国电信使用800MHz频段建设其3G网络,相对于在2010-2025MHz建设3G的中国移动和在2100MHz频段上建设3G的中国联通来说,中国电信的覆盖更受用户的好评,这和使用800MHz频段的先天优势是有很大的关系的。

题外话:那是不是频段越低越好呢?其实也不能这么绝对,频段低了,带来优良的绕射性能和路径损耗小这样的能力,在网络规划中反而有时候会成为一个难题,因为现在的蜂窝网络很多都是同频组网(比如CDMA2000、WCDMA、LTE),如果工程参数设置不好(天线的方向角、下倾角等等),那基站很容易产生越区覆盖的问题(就是覆盖到不应该是自己覆盖的地方),越区覆盖会直接带来信噪比恶化、切换失败导致掉话等等问题,影响用户感受。

所以实际上人们希望能使用来构建商用蜂窝网络的频段既不要太高,也不要太低,高低适中刚刚好,然后又有丰富的频谱可供使用。顺便联通在1800MHz应该是1740-1755和1835-1850MHz共15MHz的FDD频谱资源吧?最近由于实验LTE FDD应该是又多获得了1755-1765和1850-1860MHz共10MHz的FDD频谱了。

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