5G距离概念问题的探讨

一、距离概念要改变

在4G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推荐的3D模型有近40dB的差值。同时还要注意到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，5G的链路预算不但要采用新模型，还得采用3D概念的新距离。

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，在应用中应当进行本地化校正。

二、站间距到底要多小？

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可以满足设计目标。

三、室分是不是必须的？

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，室内覆盖率明显下降，对于重要楼宇不可避免需要增加室内覆盖系统。

四、2.6GHz比3.5GHz优势有多大？

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。这意味着什么？（1）如果站间距不变，仅室外覆盖一项就意味着，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意味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%。

五、上行覆盖短板有多严重？

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。

六、站高到底多大合适？

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，将来可能成为各大运营商网络覆盖能力竞争的焦点。

七、SINR要不要很高？

现阶段的5G相比4G，单用户速率的提升主要来自载波带宽的增加（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技术可以将小区级的容量提升进100倍量级。这得益于MU-MIMO的充分利用，但随着用户数的增多（一般不超过天线阵子数的一半，即96个激活用户），上行干扰将急剧增加，上行短板问题将越发严重。或者说，5G一定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。