高通：獨立5G NR用戶的真實體驗 - 手機討論

高通：獨立5G NR用戶的真實體驗

http://bit.ly/2LJnFp0

5G NR技術標準剛確立，為搶5G商機，許多5G晶片業者早就搶先進行5G功能實測，高通
(Quaolcomm)就是其中之一。

獨立5G (SA)規範，除了支援使用新的5G核心網路獨立部署5G NR之外，更要實現新的點對
點(end-to-end)網路功能，從網路切片到更細膩的服務質量（QoS）支援。這些網路功能
對於啟用5G新商業模式至關重要。

以下報導，以高通展示東京測試5G NR網絡容量和用戶體驗模擬的發現與結果，如下：

東京5G NR sub-6 GHz – 模擬下行鏈路(downlink)

東京使用20個現有的微型基地台以模擬SA 5G NR網絡（圖1），其中新的5G NR基地台與現
有的LTE基地台位於同一位置。東京5G NR網絡在100 MHz的3.5 GHz頻譜上運行，一個基本
Gigabit LTE TDD網絡在三個LTE頻段（3x20MHz）上運行。基地台和裝置之間的傳播是基
於東京的高清3D地圖建模，以解決道路損耗、陰影、衍射(diffraction)、減少建築物干
擾及避障等問題。

還有，RF功能被建模以準確描繪真實世界的性能，例如具有256個天線元件的5G NR和LTE
TDD上的4x4 MIMO的大規模MIMO功能。

將各種流量模型應用於具有不同功能的設備組合，這些模型模擬大眾用戶體驗，可以瀏覽
、下載和串流式傳輸。

http://bit.ly/2v6o2zP
圖一、東京獨立 5G NR sub-6 GHz網絡下行鏈路容量模擬結果

超過12,000個具有各種功能的活動用戶裝置(active user devices)隨機分佈在整個網絡
中，大約50％的用戶在室內，50％在室外。該模擬研究說明，當從具有各種功能的LTE設
備混合的LTE TDD網絡遷移到具有採用多模式5G NR設備的SA 5G NR網路和先進的Gigabit
等級LTE設備組合，下行鏈路容量增加LTE之5倍。另一個令人信服的益處是中間光譜效率
(median spectral efficiency)提高了3倍。

該模擬平台還通過用戶級關鍵性能指標（KPI）提供用戶體驗的見解，用於表示瀏覽的不
同流量模式（例如，數據串流通量、網絡、社交網站動態），3GB高清電影的雲端儲存下
載，和適應於bitrate級360度視頻串流（8K解析度、120 fps速率）。

東京網路的5G NR裝置示例，如下圖2所示。該裝置實現了357 Mbps的DL數據速率，可在最
大8K，120 fps視頻比特率(bitrate)下實現100％視頻播放，如右邊bitrate分佈圖所示。
圖2還展示模擬平台顯示的裝置級KPI，包括數據速率、訊號品質、頻譜效能、MIMO等級和
寬頻頻譜。

圖2：SA 5G NR sub-6 GHz視頻串流體驗和各種KPI值
http://bit.ly/2LHozma
此外，模擬平台提供了在不同訊號品質下裝置(device)連接到網路設備進行比較：10%（
小區域邊緣/挑戰訊號條件）、50%（中間用戶）或90%（理想訊號條件）。

測試結果，主要發現：
o瀏覽下載速度超過3倍 - 4G LTE中間用戶值102 Mbps，而5G NR用戶為333Mbps（圖3）
o響應速度提高約3倍，瀏覽下載延遲之中間值從48ms減少到14ms（圖3）(註：毫秒ms代表
千分之一秒)
o對於訊號條件極具挑戰性的用戶，文件下載速度提高約4倍。 90％的5G用戶為131 Mbps
，而LTE為32 Mbps（圖3）
o 10％串流視頻品質從LTE用戶的480/30 FPS / 8位元色彩增加到8K / 120 FPS / 10位元
色彩（圖3）

圖3：Cat 9對5G NR使用經驗比較
http://bit.ly/2v8sYUG
最後，模擬平台針對給定流量類型的所有裝置類別的系統範圍比較。下面圖4中的整體性
能指標顯示：

圖4：東京的數據串流通量(bursty traffic) KPI之各種類型排名
http://bit.ly/2vqZWiz
東京5G NR sub-6 GHz – 模擬上行鏈結(uplink)

關於5G速度有很多討論。大多數（如果不是全部）指的是下行鏈路以及如何以最小的上行
鏈路速度和功能參考來增強和啟用新體驗。 事實上，上行鏈路同樣重要，因為APP應用程
式開發人員還需要預測5G網絡上行鏈路的可能性能，然後才能開始考慮新一代應用程式或
如何發展現有應用程式。

這就是為什麼我們首次公開無線產業的詳細模擬上行鏈路加入到5G NR網路容量和用戶體
驗平台，該設計旨在SA多模組4G / 5G NR網路中運行的TDD頻譜中的5G NR和Gigabit 等級
LTE設備的預期工作上行鏈路性能和用戶體驗提供定量分析。
http://bit.ly/2Kg2gyf
如圖5所示，模擬研究指出當從具有各種功能的LTE混合設備到僅有LTE網路遷移到5G NR網
路時，上行鏈路容量增加了近3倍。


圖6顯示了具有流量模式的5G NR裝置的範例，該流量模式將PowerPoint文件上傳到雲端。
其裝置實現了78 Mbps的UL數據速率，在不到30秒的時間內完成了傳輸。該圖還顯示了裝
置級(device-level ) KPI，例如訊號品質、頻譜效率、MIMO等級和寬頻頻譜。


另一個重要的用戶體驗是直播視頻轉播。直播視頻的品量取決於上行鏈路品質。隨著許多
社交媒體平台採用直播視頻，將增加直播視頻的用戶。

圖7展示，LTE UL CAT 13和5G NR用戶之間的比較。在模擬中，5G用戶可以播放4K品質的
即時視頻，而不會因遺失數據包(packet)而造成視頻不佳，而CAT 13 LTE用戶沒有足夠的
寬頻來播放超過240p的任何內容，而一些數據包遺失導致直播視頻訊號不穩。

實現5G承諾：從模擬到現實

透過提供對新獨立5G規範來運行的TDD頻譜及Gigabit 等級LTE的預期工作性能和用戶體驗
的深入了解，5G網路容量和用戶模擬體驗展示了5G的巨大潛力。調查結果還為5G NR可實
現的下行鏈路和上行鏈路容量的顯著表現，提供了定量支援，可以支持新的服務和體驗。

高通將在2018年下半年開展大規模測試，利用Qualcomm Snapdragon X50 5G數據機，與
OEM、基礎設施供應商展開合作，而電信運營業者預計在2019年上半年推出首批5G手機。

心得
由於5G新空中介面採用較高頻率的傳輸特性(特別是毫米波)，解決方案必須能提供一致化
的5G體驗，尤其是大多數資料在室內傳輸的使用情境。高通FSM100xx解決方案滿足室外小
型基地台的各種效能需求，包括支援MIMO建置與數個gigabit等級的吞吐量，以及支援各
種室內通訊的需求，包括像小體積以及支援乙太網路供電(PoE)。

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