2020年已到。这一年正是国际电联5G愿景中的商用元年。实际上,从2019年开始,5G的幼苗早已在欧美中日韩破土而出。今年,这批幼苗正在茁壮成长,并已在全球分蘖蔓延成燎原之势。
对于广大吃瓜群众来说,是时候体验5G飞一样的网速了!那么问题来了:如果买了5G手机,能达到的理论速率到底是多少呢?
本期蜉蝣君将抽丝剥茧,跟大家聊聊5G峰值速率的计算问题。
无线网络要提升网速,主要靠下面4个武器:频率带宽、帧结构、调制编码、MIMO。5G当然也不例外。
下文将以最常见的Sub6G频谱(小于6GHz的频谱)上100MHz载波带宽为例来计算5G能达到的峰值速率。
一、频率带宽
如果我们把移动通信网络比作一个高速公路的话,频段带宽就像是道路的宽度,带宽越大,道路越宽,当然同时能跑的车辆就越多,也就提高了速度。
5G的载波带宽在Sub6G频谱下最多是100MHz,在毫米波频谱下最多是400MHz,远大于4G的20MHz带宽。
对于这些频谱,在内部还被划分为多个子载波。5G支持的子载波宽度有15KHz(跟4G一样),30KHz,60KHz,120KHz和240KHz。
在5G最主流的Sub6G频谱下,一般选用30KHz子载波间隔。由于子载波这个单位太小,5G把12个子载波分为一组,称为资源块(Resource Block,简称RB)。
100MHz的载波带宽,再刨去左右两边共1.72MHz的保护带,共得到98.28MHz,共计273个资源块(RB)。这就是5G高速率的根本。
100MHz载波,30KHz子载波间隔下的RB示意图
然而,运营商在较低的频段上能凑够100MHz也不容易。因此,5G也能支持小于100MHz的带宽,其内含的RB数相应地会减少,详细情况如下图所示。
5G不同带宽,不同子载波间隔下的RB数量
总结要点1:5G载波最多含273个资源单元(RB)。
二、5G帧结构
上述的频率带宽以及RB的划分,主要是频域的事情。而具体在哪些时间上利用这些RB来发送数据,就是时域的职责了。
5G无线资源在时域上的划分,就是所谓的“帧结构”。
2.1 帧,子帧,时隙和符号
数据在一个个无线帧上源源不断的传输,其中每个帧的时长是10毫秒。
这10毫秒的无线帧又划分成了10