深度揭秘：美國5G實測報告

4月3日，美國第一大移動運營商Verizon在芝加哥和明尼阿波利斯兩個城市推出首個5G移動服務。隨後，在網絡上掀起了一波信號測試潮。本文將綜合美國各大機構和網站的測試結果，為你揭秘該5G網絡真相。

基地台

在建網策略上，Verizon採用了NSA非獨立組網方式，即5G NR錨定於現有4G LTE網絡。

目前Verizon的5G基地台大部分是在現有4G燈杆站上添加5G NR設備。

覆蓋

閃爍的5G標識

美國另一大運營商AT&T已用“5GE”取代了手機上顯示的4G標識，被指責為虛假行銷，用“假5G”刷存在感。

與AT&T不同， Verizon似乎在刻意隱藏5G標識。

先來看一段測試視頻…

你有沒有發現Verizon的“5G UMB”標識在不斷“閃爍”，多次回退到4G LTE？

事實上，採用Moto Z3手機（加5G Mod模塊）測試時，只有在連接態下，即通過5G傳輸數據時，才會顯示“5G UMB”標識。

在空閑態下，即5G未傳輸數據時，即使位於5G信號強覆蓋區域，也不會穩定地顯示“5G UMB”標識，只是偶爾會看到“5G UMB”標識閃爍。

Verizon表示，該問題後期將通過軟體升級解決。

脆弱的毫米波

Verizon的5G網絡採用28GHz毫米波頻段，載波帶寬為400MHz。

毫米波的優點是帶寬大，速率高，5G NR在毫米波頻段的單載波帶寬高達400MHz，而4G LTE的單載波帶寬僅為20MHz，如果把網絡比作高速公路，這相當於將道路擴寬了20倍。

但毫米波的缺點也很突出，傳播損耗大，覆蓋距離小，信號穿牆能力弱，易受無線環境影響。

Verizon的5G毫米波覆蓋怎麽樣？下面幾張圖來自pcmag的實測數據…

灰色曲線代表毫米波信號在視距(LOS)環境下傳播，即信號無遮擋地在基地台與手機之間直線傳播。

黃色和橙色曲線代表毫米波信號在非視距(NLOS)環境下傳播，即基地台和手機之間部分範圍受建築物等阻擋，兩點視線受阻。

測試結果表明：

1）在視距(LOS)環境下，手機距離基地台約40-50米時，信號最強，相應的下載速率最高；當移動至距離基地台約100米時，手機信號強度快速下降，下行速率從500Mbps跌至50Mbps。

2）在非視距(NLOS)環境下，信號衰減尤其嚴重，僅移動至距離基地台約15-40米時，信號強度快速下降，速率也從500-600Mbps陡降至5-10Mbps。

綜合評估，在室外環境下，Verizon 5G毫米波基地台的有效覆蓋範圍約100-150米。

但這僅限於室外環境，對於室內覆蓋，目前Verizon的5G毫米波信號幾乎無法抵達。

如上圖， 5G下載速率穿牆後迅速下降，尤其是穿透混凝土水泥牆後，從600Mbps陡降至41.5Mbps，而4G下行速率變化並不大，這是由於5G毫米波信號穿牆後的嚴重穿透損耗導致。

根據經驗值，28GHz毫米波信號穿透混凝土水泥牆的損耗超過60dB，遠遠高於4G LTE的sub-3GHz頻段。

為什麽Verizon的5G基地台覆蓋範圍如此之小？穿牆能力如此之弱？

原因：目前Verizon未採用基於毫米波的Massvie MIMO和波束賦形技術。

Massive MIMO波束賦形技術可通過控制多天線單元傳輸的相位、幅度等調整，將無線電波集中在更窄的波束上，使信號能量更集中，從而提升基地台覆蓋範圍。

Verizon表示，該問題後期將通過軟體升級來解決。

速率

只有下行

如上所述，根據測試地點、信號覆蓋強度不同，Verizon 5G速率約在7Mbps至900Mbps之間，室外視距(LOS)環境下平均下行速率約500-700Mbps，峰值速率不超過1Gbps。

不過，目前Verizon 5G沒有開通5G上行傳輸，所有數據上傳在4G LTE上完成。

Verizon表示，該問題後期將通過軟體升級解決。

離理想差距甚遠

韓國KT 3.5GHz 5G在100M帶寬下可實現1Gbps的峰值速率，同樣是愛立信的設備，為什麽美國Verizon 28GHz毫米波5G在400MHz帶寬下還不能達到1Gbps的峰值速率？

理論上，400MHz是100MHz帶寬的4倍，道路加寬了4倍，峰值速率也應該提升4倍，是不是？

這背後的原因有很多，包括毫米波技術實現起來比3.5GHz中頻段更複雜，未引入Massive MIMO技術，QAM調製階數較低，終端天線數量不支持、耗電嚴重等。

總之，Verizon 5G峰值速率離理想還有不少差距，更別提5G理論峰值速率10-20Gbps了。

但考慮5G剛上路，也不必要求太高，畢竟當初4G剛出來時，峰值速率也不過幾十Mbps。

Verizon表示，後期會將帶寬從400MHz提升到800MHz，且將引入Massive MIMO技術，到時峰值速率將進一步提升。

別看最高速率

看最低速率

其實，只有媒體才關心5G最高或峰值速率，運營商更關心的是----最低速率。

4G LTE的最低速率在1Mbps和5Mbps之間，這將嚴重影響移動視頻體驗，尤其是低於2Mbps。要讓用戶獲得更好的視頻體驗，最低速率在5Mbps以上最好。

來自pcmag的實測數據顯示，Verizon 5G最低速率為6.6Mbps，而4G LTE的最低速率為2.1Mbps，顯然，即使是最早期的5G網絡，也將大大提升移動視頻體驗。

時延

Verizon 5G時延約在20-30毫秒之間，這與5G 10毫秒以內的端到端網絡時延目標相差太大。

原因在於----Verizon採用的是NSA非獨立組網模式。

NSA非獨立組網，將5G NR（新無線）錨定於4G網絡，依然沿用4G核心網，在端到端網絡中，只有無線側縮短了用戶面時延，因此5G端到端網絡時延與4G網絡相差不會太大。

要真正實現5G毫秒級時延，需進入5G第二階段，採用SA獨立組網模式，獨立部署5G核心網，並引入移動邊緣計算，將核心側用戶面下沉到邊緣，讓內容更接近用戶，從而大幅降低數據傳輸時延。

問題很多進步很大

如上，作為全球首個商用的端到端的毫米波5G，Verizon 5G問題很多：覆蓋差，峰值速率離理想差距甚遠，不支持數據上傳，時延大，5G標識還不停“閃爍“，大部分問題都需要靠”後期軟體升級“來解決。

但是，我們也應該關注此次商用背後的技術進步。

2018年12月21日，美國另一大運營商AT&T推出了“5G+”服務，沒有商用5G手機支持，只能用移動路由器來作為熱點使用。

AT&T的5G+同樣採用的是毫米波頻段，儘管AT&T在許多城市擁有375MHz帶寬的毫米波資源，但當時AT&T的5G載波帶寬僅為100MHz，也就是說，基地台只能處理100MHz帶寬。為此，很多網友吐槽AT&T的5G+速率和4G速率差不多。

3個月過後，當Verizon發布5G商用時，載波帶寬已從100MHz提升到400MHz，網絡速率明顯比AT&T的“5G+”高出很多。

美國在5G毫米波生態上不僅正在了世界前列，且技術進步也很快。

難以形成規模覆蓋

儘管美國在5G毫米波上領先，但由於毫米波基地台覆蓋範圍太小，投資太大，難以形成規模覆蓋。

根據研究公司iGR的評估報告，若按每個毫米波基地台覆蓋300米距離計算， 5G要實現規模覆蓋一座城市，比如洛杉磯，需18000個毫米波基地台，每個基地台的部署成本為35000美元（包括主設備、電源、回傳等成本），合計需耗資6.3億美元。

而這只是室外覆蓋，不包含室內覆蓋，事實上，毫米波信號幾乎無法進入室內。

再來看看Verizon的年報，這家運營商2019年的計劃資本支出為170億至180億美元，略高於2018年的167億美元支出。

顯然，至少在2019年，Verizon沒有打算用毫米波來實現規模覆蓋，哪怕只是覆蓋一座城市。此次Verizon商用5G，宣傳意義大於實際。

本文參考數據來源：pcmag，iGR

通信路上，一起走！