高通網路模擬展現顯著增益的5G用戶體驗

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美國高通公司(NASDAQ: QCOM)旗下高通技術公司今日發佈其在過去數月中展開大量5G網路模擬(5G Network Capacity Simulation)所獲得的多項重要成果。高通技術公司透過5G網路容量模擬,預測運行於非獨立(NSA)多模4G/5G新空中介面網路的5G及Gigabit等級LTE終端裝置的真實性能,進而提出量化洞察報告,從而展現5G的巨大潛力。上述成果還可為在4G LTE上佈建5G新空中介面所明顯增加的容量上提出量化支援,讓業界為在2019年上半年推出首批5G網路和終端裝置做好準備。

 

高通技術公司工程技術資深副總裁Alex Holcman表示:「行動生態體系的眾多成員——包括雲端平台供應商、應用開發商和終端OEM廠商等——都非常有興趣瞭解5G新空中介面行動網路及終端裝置的真實性能。我們展開本次全面研究以説明生態體系為5G做好準備,例如應用開發商能夠開始規劃透過5G終端裝置可向使用者提供的全新體驗和服務。」

 

高通展開了兩項獨立網路模擬實驗。第一項實驗模擬在德國法蘭克福的一個非獨立(NSA)5G新空中介面網路,於頻寬為100MHz的3.5GHz頻譜上運行,底層則是搭配Gigabit等級LTE網路跨5個LTE頻段運作。第二項實驗模擬則是在加州舊金山的一個假定NSA 5G新空中介面網路,在頻寬為800MHz的28GHz毫米波頻譜上運行,底層Gigabit等級LTE網路跨4個 LTE許可頻段及多個許可輔助接入(LAA)頻段運行。上述兩項網路模擬均利用位於法蘭克福和舊金山的現有基地台位置,實現5G新空中介面基地台與現有的真實LTE基地台共同併行能力。

 

法蘭克福網路模擬顯示,對於單純的LTE網路(網路中運行具備不同功能的LTE終端)來說,實現向5G新空中介面網路(網路中運行多模5G新空中介面終端及更多先進的Gigabit等級LTE終端裝置)的遷移後,下行鏈路容量可提升高達5倍。此項實驗還在3.5GHz頻譜上實現了高達4倍的頻譜效率均值提升,得以見證大規模MIMO技術所能帶來的性能增益。

 

除網路容量提升外,網路模擬還展示了5G新空中介面終端裝置對使用者體驗的顯著提升(與LTE終端相比),包括:

 

  • 瀏覽下載速度從4G使用者均值的56Mbps提升至5G用戶均值的超過490Mbps,實現近900%的增益

  • 回應速度提升近7倍,瀏覽下載時延均值從116毫秒降至17毫秒

  • 10%的5G使用者的文件下載速度等於或小於100Mbps,即90%的5G使用者下載速度超過100Mbps。與之對應的,10%的LTE使用者文件下載速度等於或小於8Mbps

  • 影片串流品質均值從LTE用戶的2K/30 FPS/8位元顏色(bit-color)提升至5G用戶的8K/120 FPS/10位元顏色及以上

 

另一方面,舊金山網路模擬首次展示了800MHz額外毫米波頻譜所帶來的顯著容量提升對真實使用者體驗的影響。重要成果包括:

 

  • 瀏覽下載速度從4G使用者均值的71Mbps提升至毫米波覆蓋內5G用戶均值的1.4Gbps,實現近2000%的增益

  • 回應速度提升近23倍,瀏覽下載時延均值從115毫秒降至4.9毫秒

  • 90%的5G使用者文件下載速度超過186Mbps,與此相比LTE為10Mbps,實現1826%的增益。5G文件下載速度均值為442Mbps

  • 影片串流品質均值從LTE用戶的2K/30 FPS/8位元顏色提升至5G用戶的8K/120 FPS/10位元顏色及以上

 

5G網路容量模擬結果進一步證明了5G的巨大潛力,5G預期的真實性能在多個評估指標上均大幅優於當下的4G技術。網路模擬成果進一步說明,這些新興的5G網路將擁有足夠容量和性能,可支援除傳統瀏覽、下載和串流外的大量全新服務和體驗。全球18家營運商和20家領先的終端裝置製造商已選擇採用高通Snapdragon X50 5G數據機用於首批5G網路試驗和消費者終端裝置,業界已準備就緒,將在2019年上半年為用戶提供這些令人驚豔的5G用戶體驗。

 

關於網路模擬方法

 

5G網路容量模擬基於高通技術公司精確模型及比擬蜂巢系統的獨特能力。

 

網路模擬利用現有基地台位置,實現5G 新空中介面基地台與現有LTE基地台共同併行。大約14,000個具有不同功能的使用者終端裝置隨機分佈在網路中,包括約50%的室內用戶和50%的室外用戶。終端組合、終端功能以及終端所使用的頻段/頻寬的選擇基於對2019年單純LTE和NSA 5G新空中介面網路商用佈建的預期。網路模擬展示不同流量模式,基於具代表性的行動應用(包括瀏覽、雲端儲存下載和自我調整位元速率影片串流)組合。

 

網路模擬基於對物理基地台及其射頻功能的模型,包括採用多達256根天線的6GHz以下5G 新空中介面大規模MIMO功能,以及採用256單元天線面板的5G 新空中介面毫米波波束成形。純LTE流量基於採用4根天線的基地台建模。基地台和終端裝置之間的傳播基於詳細的3D城市微蜂巢(microcell)和城市微蜂巢模型,其中包括路徑損耗、遮擋、繞射和樓層穿透損耗等,充分利用高通技術公司開展的大量OTA測試和通道測量。為確保網路模擬能夠反映真實的行動環境,本次實驗還對同時服務不同使用者的基地台干擾進行建模,包括在非授權頻譜中使用LTE(LAA)的模型中真實地考慮Wi-Fi用戶的影響。

 

2月26日 至 3月1日,巴賽隆納世界行動通訊大會(Mobile World Congress)的與會者可在高通位於3號廳3E10展位的展台參觀網路模擬展示。

 

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