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全球对比测试研究证实了5G的性能、覆盖范围和能效

2019年10月24日

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2019年可谓是“5G之年”。在首个5G商用之后的7个月时间里,我们惊喜地发现全球已部署了30多张5G商用网络,并且40多家厂商也在陆续发布5G终端设备。在这一切发展潮流的背后,Qualcomm肩负着重要使命。
随着新一代无线技术在全球的普及,作为5G领域的领导者,我们认为有必要对现实中的5G效益进行检验,并深入研究它的性能。因此,我们委托Signals Research Group(SRG)开展了一项全面的全球研究。凭借在蜂窝网络性能的基准测试方面的专长,SRG是全球最权威的无线分析公司之一。
SRG使用基于高通骁龙移动平台的商用5G终端,通过韩国、英国、瑞士和美国多个城市的移动网络收集了数千GB的测试数据。这项分析耗时数周,涉及数百个参数。
以下是SRG研究的主要结论:
1.相比4G LTE,5G的平均容量翻了一番,峰值速率提高了10倍
通过对亚洲、欧洲和北美洲多个sub-6 GHz和毫米波(mmWave)网络的测试,研究结果得出一个共同结论:与当前网络相比,5G网络在容量和性能方面得到了显著提升。

图1总结了在SKT、EE、Swisscom和Verizon运营商的网络上观察到的数据速率结果。与现有LTE网络相比,观测到的平均容量至少增加了两倍。峰值速率增益超过10倍。
这项研究包含了步行和驾驶测试,并对网络性能进行了表征。例如,SRG在伦敦市中心使用sub-6 GHz 网络进行步行测试时,观察到的平均速率为220 Mbps。与此同时,使用Verizon公司的毫米波网络在明尼阿波利斯(Minneapolis)市中心观测到的5G速率中值为383 Mbps,峰值速率为1.6 Gbps。该结果是基于SRG在Verizon于4月份推出5G网络后立即进行的测试。除了这项研究,近期测试结果表明,5G网络性能有了进一步提升。
5G网络带来了颠覆性的容量增长。这意味着不仅是5G智能手机用户,网络上的所有用户都能享受到更好的体验。容量增加还将导致(每比特)成本降低,即使数据消耗不断增加,运营商也能够提供不限流量数据套餐。
2.毫米波比我们认为的更加灵活
SRG的研究消除了我们对毫米波覆盖范围及性能的各种错误认知。这些错误认知来自于对毫米波复杂传输特性的理解,以及测试人员仅根据他们智能手机和测速应用程序上的5G图标做出的推测性陈述和缺乏依据的观察结果。
这项研究证实了5G 毫米波可在非视距环境(NLOS)下传播。研究结果表明,毫米波信号在遇到建筑物时会产生反射,并提供足够的信号强度来维持移动数据连接。此外,这种反射信号有助于扩大角落周围,甚至横亘在基站与手机之间的建筑物后的覆盖范围。

例如,图2显示了SRG的重大发现,当测试设备向一个毫米波基站相反方向移动时,来自两个街区以外的另一个毫米波基站的反射信号仍然可以实现200 Mbps的数据传输速率——这个结果高于LTE的平均速度。

此外,怀疑论者将5G电话的断连归咎于毫米波的传播问题,但研究结论表明,5G的断连往往是由于诸如LTE等的其他因素造成的。在很多情况下,当智能手机的信号链路试图切换到一个无法识别的新LTE小区站点时,即使5G毫米波信号强大到足以维持连接,5G链路也会丢失。这与毫米波信号传输本身无关,并可通过网络优化来解决。

3.毫米波的室内部署取得了良好效果
最近,Verizon宣布对全美13个NFL(美国职业橄榄球大联盟)体育场进行5G网络覆盖。为大型场馆,如体育场馆、贸易展厅和交通枢纽,提供良好移动连接的难度非常大。一旦人群聚集,大量用户同时连网,提供足够的容量来维持良好的网络性能,对运营商而言是个艰巨的挑战,而5G 毫米波带来的巨大容量恰好可以满足此类密集数据连接的需求。
作为这项研究的一部分,SRG对美国银行体育场——明尼苏达维京人队的主场进行了测试。Verizon只部署了13个5G基站,就能够为几乎所有座位(66,000多个座位)提供堪称优秀的信号覆盖。研究表明,毫米波信号甚至覆盖了体育场座位后面的优惠区——而该区域并不在计划的网络覆盖范围之内。

4.5G提供了卓越的用户体验,尤其是在网络容量受限的场景中

SRG测试了多个个人应用场景,其中包括:
YouTube流媒体
Netflix电影下载,供离线观看
Google Play下载(下载一款手机游戏- 大约400 MB)
Google Drive下载(下载大型文件)
如图4所示,与LTE智能手机相比,5G终端具有更卓越的性能和用户体验:

使用流媒体时,5G智能手机能够保持1080p的视频分辨率(该服务提供的最大分辨率),而LTE智能手机启动时的分辨率为480p,并在网络加载过程中降至360p。虽然这两款手机在播放视频过程中均未出现画面卡滞,但LTE智能手机播放低分辨率视频所花的时间相当于5G智能手机的2.4倍。
不仅如此,5G还增强了用户使用流行应用程序时的下载体验,如Google Play、Google Drive和Netflix。平均来说,相比LTE智能手机,使用5G智能手机下载游戏、电影或其他内容可以节省5倍的时间。

5.5G比LTE更节能,特别是在使用高带宽应用程序的情况下
有一种观点认为,与LTE相比,5G的数千兆比特速度会导致电池电量更快耗尽;但研究结果表明,这并非事实。在这项研究中,SRG测试了5G网络对电池续航的影响,并与LTE进行了对比。结果显示,尽管两种技术对电池续航的影响非常微妙和复杂,但5G智能手机具备全天的电池续航能力。事实上,在手机上玩30分钟纸牌游戏的耗电,就相当于使用稳定的5G网络下载30 GB以上的数据。
在信号良好的情况下,对于大量数据而言,5G比LTE更节能。尽管5G的电池耗电更高,但数据速率的提升可抵消增加的电量使用率。下面的图5说明了这一原理。

图5中的结果显示,同样使用4400 mAh电池, 5G网络下载的数据量远远超过LTE网络下载的数据量。在这个测试中,用户可进行语音通话、激活屏幕、下载数据内容等等。即使在最有利于LTE的场景中,5G终端的电池续航预计可达至少14小时;就正常工作日而言,这个续航已经足够了。
结论
通过严格测试得出的真实结果,我们可以看到5G的真实性能及其优势,而这仅仅是SRG 5G基准研究结果的冰山一角。因此,强烈建议你亲身体验5G带来的巨变。

总结:
5G可以实质性提升网络容量,其数据速率明显高于LTE;根据观察,它比LTE的数据速率高出2至10倍
毫米波能够提供超出原有设想的稳定覆盖,可以大幅提升网络容量
事实证明,毫米波能够为体育场馆等人群拥挤的场景提供所需的无线网络容量;目前,这项技术正在室内部署
5G极大地改善了用户体验;平均下载速度提高了5倍,视频流体验更佳
5G比LTE能效更高,并具备全天电池续航能力

如要深入了解SRG研究,建议你通过这里的链接下载研究报告。

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