5G手機(jī)到底牛X在哪里?(SRS輪發(fā))

作者：蜉蝣采采 2020-02-07 15:57:03

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，5G手機(jī)如雨后春筍般涌現(xiàn)。顧名思義，“5G手機(jī)”最大的賣點(diǎn)自然就是5G，其中一個(gè)術(shù)語(yǔ)“SRS輪發(fā)”經(jīng)常看到廠家在宣傳。據(jù)說(shuō)支持SRS輪發(fā)之后，手機(jī)的上網(wǎng)速度會(huì)更快!這分明不是人話。“輪發(fā)”這兩個(gè)字還好理解，大概就是輪流發(fā)送的意思，那輪發(fā)前面的“SRS”又是什么意思呢?兩者合起來(lái)的“SRS輪發(fā)”到底是要表達(dá)什么呢?

這分明不是人話。“輪發(fā)”這兩個(gè)字還好理解，大概就是輪流發(fā)送的意思，那輪發(fā)前面的“SRS”又是什么意思呢?兩者合起來(lái)的“SRS輪發(fā)”到底是要表達(dá)什么呢?

話說(shuō)5G的超高下載速率主要來(lái)自MIMO技術(shù)(詳見(jiàn)我之前的文章“什么是MIMO ”)，MIMO的全稱是：Multiple Input Multiple Output，意為多入多出，主要靠在空中同時(shí)傳輸多路不同的數(shù)據(jù)來(lái)成倍地提升網(wǎng)速。

△ 僅為示意，跟實(shí)際情況相比有所簡(jiǎn)化由上圖可以看出，基站采用4根天線同時(shí)發(fā)送4路數(shù)據(jù)，手機(jī)同時(shí)也采用4根天線來(lái)接收數(shù)據(jù)，這樣就可以形成4條獨(dú)立的傳輸路徑，下載速度自然就可以達(dá)到一根天線的4倍。

基站的塊頭大，能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)4路數(shù)據(jù)發(fā)送當(dāng)然是比較容易的，但手機(jī)就不同了。對(duì)于目前的4G手機(jī)來(lái)說(shuō)，僅有少量能支持4天線從基站接收數(shù)據(jù)，至于手機(jī)向基站發(fā)射，所有手機(jī)都只能支持單天線發(fā)射，如下圖所示。

△ 僅為示意，跟實(shí)際情況相比有所簡(jiǎn)化5G手機(jī)能力強(qiáng)一些，所有手機(jī)都可支持4天線從基站接收數(shù)據(jù)，NSA(非獨(dú)立組網(wǎng))模式只支持單天線向基站發(fā)送數(shù)據(jù)，SA(獨(dú)立組網(wǎng))可以支持兩根天線向基站發(fā)送數(shù)據(jù)。所以，對(duì)于上行兩根天線的5G手機(jī)來(lái)說(shuō)，上行MIMO的情況是下圖這樣的。

△ 僅為示意，跟實(shí)際情況相比有所簡(jiǎn)化本期的主題不是SRS輪發(fā)嗎?怎么講了這么多的MIMO和天線相關(guān)的內(nèi)容?先別急，我們后面再講講TDD和FDD相關(guān)的內(nèi)容作為鋪墊，就可以開(kāi)始聊SRS輪發(fā)了。如上所述，MIMO是5G基站提升下載速率的關(guān)鍵，一般情況下基站和手機(jī)可支持4條發(fā)射路徑。如果把這些空間的路徑比作公路的話，基站必須對(duì)路況了如指掌才能更好地在這些路上分配發(fā)送的數(shù)據(jù)，在暢通的路上多發(fā)一些，在擁堵的路上少發(fā)一些。

因此，基站對(duì)于傳輸路徑的探測(cè)是至關(guān)重要的。基站有FDD和TDD這兩種工作方式，不同的工作方式下的路徑探測(cè)可以采用不同的方式。

如上圖所示，對(duì)于FDD(頻分雙工，F(xiàn)requency Division Duplex)模式來(lái)說(shuō)，下行和上行采用不同的頻率，可以認(rèn)為是不同的路徑，上面的路況也是截然不同的。因此如果基站想要獲取下行路況信息，就必須發(fā)送探測(cè)信號(hào)，由手機(jī)收到并進(jìn)行分析之后，再把結(jié)論在通過(guò)上行路徑傳給基站。

因此FDD基站下發(fā)的探測(cè)信號(hào)就是CSI-RS(信道狀態(tài)信息參考信號(hào)，Channel State Information Reference Signal)，基站測(cè)量之后，再把獲取到的信道狀態(tài)信息(Channel State Information)發(fā)回給基站。詳情見(jiàn)我之前的文章：5G下行信道探測(cè)之“CSI-RS”。顯而易見(jiàn)，這種方式需要基站和手機(jī)一個(gè)消息來(lái)回才能完成，實(shí)時(shí)性有限，并且，由于手機(jī)處理能力較弱，獲取的信息也不夠準(zhǔn)確全面。

對(duì)于TDD(時(shí)分雙工，Time Division Duplex)模式來(lái)說(shuō)，下行和上行采用相同的頻率，可以認(rèn)為是同樣的路徑，上面的路況也是完全相同的。因此如果基站想要獲取下行路況信息，只需要把手機(jī)發(fā)送的上行探測(cè)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量就可以直接使用了，不用像FDD模式那么麻煩。這種用于上行信道探測(cè)的參考信號(hào)就是SRS(全稱為Sounding Reference Signal，意為探測(cè)參考信號(hào))。SRS在FDD和TDD模式的基站下都可以使用。當(dāng)用于FDD基站時(shí)，SRS只能用來(lái)探測(cè)上行信道，當(dāng)用于TDD基站時(shí)，探測(cè)結(jié)果可以同時(shí)用于上行和下行，這就叫做TDD上下行信道的互易性。綜上所述，在TDD模式下，上行探測(cè)參考信號(hào)SRS同時(shí)肩負(fù)著上下行信號(hào)探測(cè)的重任。當(dāng)前5G的主流頻段，不論是3.5GHz還是4.9GHz都是TDD模式，因此SRS的角色就至關(guān)重要了，直接影響到5G下載速率。如前面所說(shuō)，基站一般采用4天線發(fā)射，會(huì)在空間有4條邏輯上的傳輸路徑，而手機(jī)則一般是上行單天線或者雙天線發(fā)射。那么手機(jī)怎么樣用一路或者兩路發(fā)射信號(hào)來(lái)探測(cè)下行的4條路徑呢?這就需要用到SRS輪發(fā)了。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是手機(jī)有4根天線，4根都可以用于接收，但其中只有一根或者兩根才能用于發(fā)射，那么，手機(jī)就把SRS信號(hào)在所有的4根天線上輪流發(fā)，雖然同一時(shí)刻還是單天線或者雙天線發(fā)射，但實(shí)際上所有的天線都發(fā)射過(guò)信號(hào)，基站收到并分析之后，該天線代表的傳輸路徑也就得到了探測(cè)。

如上圖所示，最左邊的NSA-1T1R，代表在NSA模式下，手機(jī)的5G SRS信號(hào)只在一根天線上向基站發(fā)送，不進(jìn)行輪發(fā)，這樣只能準(zhǔn)確探測(cè)一根天線相關(guān)的路徑，其他天線代表的傳輸路徑狀況就只能靠猜了。路況都不清楚，基站發(fā)送數(shù)據(jù)的效果就要差一些。中間的SA-1T4R，代表在SA模式下，如果手機(jī)只支持上行單發(fā)，則同一時(shí)刻可以在4個(gè)天線上選擇一個(gè)來(lái)輪流發(fā)送SRS，這樣所有天線代表的路徑狀況都可以被探測(cè)到。在NSA模式下，手機(jī)也可支持1T4R，進(jìn)行4天線輪發(fā)(注：此處的R指round-輪流，不是receive接收的意思)。最右邊的SA-2T4R，代表在SA模式下，如果手機(jī)支持上行雙發(fā)，則同一時(shí)刻可以在4個(gè)天線上選擇兩個(gè)來(lái)輪流發(fā)送SRS，信道估計(jì)的結(jié)果也就更準(zhǔn)確，探測(cè)的效果更好。通過(guò)SRS輪發(fā)，讓5G的MIMO如虎添翼，下載速率更高。同時(shí)在5G SA模式下，可以支持上行2x2 MIMO(也叫SA雙發(fā))，上傳速率也可以提高一倍，喜歡自拍，直播等上傳業(yè)務(wù)的朋友更要關(guān)注。