5G手機到底厲害在那些地方

隨著5G時代的到來，5G手機如雨后春筍般涌現(xiàn)。顧名思義，“5G手機”最大的賣點自然就是5G，其中一個術(shù)語“SRS輪發(fā)”經(jīng)?？吹綇S家在宣傳。據(jù)說支持SRS輪發(fā)之后，手機的上網(wǎng)速度會更快！

這分明不是人話?！拜啺l(fā)”這兩個字還好理解，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？兩者合起來的“SRS輪發(fā)”到底是要表達什么呢？

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

△ 僅為示意，跟實際情況相比有所簡化

由上圖可以看出，基站采用4根天線同時發(fā)送4路數(shù)據(jù)，手機同時也采用4根天線來接收數(shù)據(jù)，這樣就可以形成4條獨立的傳輸路徑，下載速度自然就可以達到一根天線的4倍。

基站的塊頭大，能力強，實現(xiàn)4路數(shù)據(jù)發(fā)送當(dāng)然是比較容易的，但手機就不同了。對于目前的4G手機來說，僅有少量能支持4天線從基站接收數(shù)據(jù)，至于手機向基站發(fā)射，所有手機都只能支持單天線發(fā)射，如下圖所示。

△ 僅為示意，跟實際情況相比有所簡化

5G手機能力強一些，所有手機都可支持4天線從基站接收數(shù)據(jù)，NSA（非獨立組網(wǎng)）模式只支持單天線向基站發(fā)送數(shù)據(jù)，SA（獨立組網(wǎng)）可以支持兩根天線向基站發(fā)送數(shù)據(jù)。所以，對于上行兩根天線的5G手機來說，上行MIMO的情況是下圖這樣的。

△ 僅為示意，跟實際情況相比有所簡化

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，基站對于傳輸路徑的探測是至關(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可以采用不同的方式。

如上圖所示，對于FDD（頻分雙工，F(xiàn)requency Division Duplex）模式來說，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)送探測信號，由手機收到并進行分析之后，再把結(jié)論在通過上行路徑傳給基站。

因此FDD基站下發(fā)的探測信號就是CSI-RS（信道狀態(tài)信息參考信號，Channel State Information Reference Signal），基站測量之后，再把獲取到的信道狀態(tài)信息（Channel State Information）發(fā)回給基站。詳情見我之前的文章：5G下行信道探測之“CSI-RS”。

顯而易見，這種方式需要基站和手機一個消息來回才能完成，實時性有限，并且，由于手機處理能力較弱，獲取的信息也不夠準(zhǔn)確全面。

對于TDD（時分雙工，Time Division Duplex）模式來說，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，只需要把手機發(fā)送的上行探測信號進行測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的參考信號就是SRS（全稱為Sounding Reference Signal，意為探測參考信號）。SRS在FDD和TDD模式的基站下都可以使用。當(dāng)用于FDD基站時，SRS只能用來探測上行信道，當(dāng)用于TDD基站時，探測結(jié)果可以同時用于上行和下行，這就叫做TDD上下行信道的互易性。

綜上所述，在TDD模式下，上行探測參考信號SRS同時肩負(fù)著上下行信號探測的重任。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，基站一般采用4天線發(fā)射，會在空間有4條邏輯上的傳輸路徑，而手機則一般是上行單天線或者雙天線發(fā)射。那么手機怎么樣用一路或者兩路發(fā)射信號來探測下行的4條路徑呢？

這就需要用到SRS輪發(fā)了。簡單地說，就是手機有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，手機就把SRS信號在所有的4根天線上輪流發(fā)，雖然同一時刻還是單天線或者雙天線發(fā)射，但實際上所有的天線都發(fā)射過信號，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。

如上圖所示，最左邊的NSA-1T1R，代表在NSA模式下，手機的5G SRS信號只在一根天線上向基站發(fā)送，不進行輪發(fā)，這樣只能準(zhǔn)確探測一根天線相關(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，如果手機只支持上行單發(fā)，則同一時刻可以在4個天線上選擇一個來輪流發(fā)送SRS，這樣所有天線代表的路徑狀況都可以被探測到。在NSA模式下，手機也可支持1T4R，進行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，如果手機支持上行雙發(fā)，則同一時刻可以在4個天線上選擇兩個來輪流發(fā)送SRS，信道估計的結(jié)果也就更準(zhǔn)確，探測的效果更好。

通過SRS輪發(fā)，讓5G的MIMO如虎添翼，下載速率更高。同時在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。

看上圖這張某品牌5G手機發(fā)布會的照片，上面是雙模5G，左面是今天講的SRS輪發(fā)，右邊是SA雙發(fā)！牛逼不？其實這應(yīng)該是以后5G手機的標(biāo)配了。