深度揭秘：美国5G实测报告

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4月3日，美国第一大移动运营商Verizon在芝加哥和明尼阿波利斯两个城市推出首个5G移动服务。随后，在网络上掀起了一波信号测试潮。本文将综合美国各大机构和网站的测试结果，为你揭秘该5G网络真相。

Verizon 5G站点多为灯杆站形式，即5G NR设备挂在城市路灯上，5G AUU设备主要是爱立信AIR 5121无线产品。在建网策略上，Verizon采用了NSA非独立组网方式，即5G NR锚定于现有4G LTE网络。目前Verizon的5G基站大部分是在现有4G灯杆站上添加5G NR设备。美国另一大运营商AT&T已用“5GE”取代了手机上显示的4G标识，被指责为虚假营销，用“假5G”刷存在感。

与AT&T不同， Verizon似乎在刻意隐藏5G标识。

先来看一段测试视频…

你有没有发现Verizon的“5G UMB”标识在不断“闪烁”，多次回退到4G LTE？

事实上，采用Moto Z3手机（加5G Mod模块）测试时，只有在连接态下，即通过5G传输数据时，才会显示“5G UMB”标识。

在空闲态下，即5G未传输数据时，即使位于5G信号强覆盖区域，也不会稳定地显示“5G UMB”标识，只是偶尔会看到“5G UMB”标识闪烁。

Verizon表示，该问题后期将通过软件升级解决。Verizon的5G网络采用28GHz毫米波频段，载波带宽为400MHz。

毫米波的优点是带宽大，速率高，5G NR在毫米波频段的单载波带宽高达400MHz，而4G LTE的单载波带宽仅为20MHz，如果把网络比作高速公路，这相当于将道路扩宽了20倍。

但毫米波的缺点也很突出，传播损耗大，覆盖距离小，信号穿墙能力弱，易受无线环境影响。

Verizon的5G毫米波覆盖怎么样？下面几张图来自pcmag的实测数据…灰色曲线代表毫米波信号在视距(LOS)环境下传播，即信号无遮挡地在基站与手机之间直线传播。

黄色和橙色曲线代表毫米波信号在非视距(NLOS)环境下传播，即基站和手机之间部分范围受建筑物等阻挡，两点视线受阻。

测试结果表明：

1）在视距(LOS)环境下，手机距离基站约40-50米时，信号最强，相应的下载速率最高；当移动至距离基站约100米时，手机信号强度快速下降，下行速率从500Mbps跌至50Mbps。

2）在非视距(NLOS)环境下，信号衰减尤其严重，仅移动至距离基站约15-40米时，信号强度快速下降，速率也从500-600Mbps陡降至5-10Mbps。

综合评估，在室外环境下，Verizon 5G毫米波基站的有效覆盖范围约100-150米。

但这仅限于室外环境，对于室内覆盖，目前Verizon的5G毫米波信号几乎无法抵达。如上图， 5G下载速率穿墙后迅速下降，尤其是穿透混凝土水泥墙后，从600Mbps陡降至41.5Mbps，而4G下行速率变化并不大，这是由于5G毫米波信号穿墙后的严重穿透损耗导致。

根据经验值，28GHz毫米波信号穿透混凝土水泥墙的损耗超过60dB，远远高于4G LTE的sub-3GHz频段。

为什么Verizon的5G基站覆盖范围如此之小？穿墙能力如此之弱？

原因：目前Verizon未采用基于毫米波的Massvie MIMO和波束赋形技术。

Massive MIMO波束赋形技术可通过控制多天线单元传输的相位、幅度等调整，将无线电波集中在更窄的波束上，使信号能量更集中，从而提升基站覆盖范围。

Verizon表示，该问题后期将通过软件升级来解决。

如上所述，根据测试地点、信号覆盖强度不同，Verizon 5G速率约在7Mbps至900Mbps之间，室外视距(LOS)环境下平均下行速率约500-700Mbps，峰值速率不超过1Gbps。

不过，目前Verizon 5G没有开通5G上行传输，所有数据上传在4G LTE上完成。

Verizon表示，该问题后期将通过软件升级解决。韩国KT 3.5GHz 5G在100M带宽下可实现1Gbps的峰值速率，同样是爱立信的设备，为什么美国Verizon 28GHz毫米波5G在400MHz带宽下还不能达到1Gbps的峰值速率？

理论上，400MHz是100MHz带宽的4倍，道路加宽了4倍，峰值速率也应该提升4倍，是不是？

这背后的原因有很多，包括毫米波技术实现起来比3.5GHz中频段更复杂，未引入Massive MIMO技术，QAM调制阶数较低，终端天线数量不支持、耗电严重等。

总之，Verizon 5G峰值速率离理想还有不少差距，更别提5G理论峰值速率10-20Gbps了。

但考虑5G刚上路，也不必要求太高，毕竟当初4G刚出来时，峰值速率也不过几十Mbps。

Verizon表示，后期会将带宽从400MHz提升到800MHz，且将引入Massive MIMO技术，到时峰值速率将进一步提升。

其实，只有媒体才关心5G最高或峰值速率，运营商更关心的是----最低速率。

4G LTE的最低速率在1Mbps和5Mbps之间，这将严重影响移动视频体验，尤其是低于2Mbps。要让用户获得更好的视频体验，最低速率在5Mbps以上最好。

来自pcmag的实测数据显示，Verizon 5G最低速率为6.6Mbps，而4G LTE的最低速率为2.1Mbps，显然，即使是最早期的5G网络，也将大大提升移动视频体验。Verizon 5G时延约在20-30毫秒之间，这与5G 10毫秒以内的端到端网络时延目标相差太大。

原因在于----Verizon采用的是NSA非独立组网模式。

NSA非独立组网，将5G NR（新无线）锚定于4G网络，依然沿用4G核心网，在端到端网络中，只有无线侧缩短了用户面时延，因此5G端到端网络时延与4G网络相差不会太大。

要真正实现5G毫秒级时延，需进入5G第二阶段，采用SA独立组网模式，独立部署5G核心网，并引入移动边缘计算，将核心侧用户面下沉到边缘，让内容更接近用户，从而大幅降低数据传输时延。如上，作为全球首个商用的端到端的毫米波5G，Verizon 5G问题很多：覆盖差，峰值速率离理想差距甚远，不支持数据上传，时延大，5G标识还不停“闪烁“，大部分问题都需要靠”后期软件升级“来解决。

但是，我们也应该关注此次商用背后的技术进步。

2018年12月21日，美国另一大运营商AT&T推出了“5G+”服务，没有商用5G手机支持，只能用移动路由器来作为热点使用。

AT&T的5G+同样采用的是毫米波频段，尽管AT&T在许多城市拥有375MHz带宽的毫米波资源，但当时AT&T的5G载波带宽仅为100MHz，也就是说，基站只能处理100MHz带宽。为此，很多网友吐槽AT&T的5G+速率和4G速率差不多。

3个月过后，当Verizon发布5G商用时，载波带宽已从100MHz提升到400MHz，网络速率明显比AT&T的“5G+”高出很多。

美国在5G毫米波生态上不仅正在了世界前列，且技术进步也很快。尽管美国在5G毫米波上领先，但由于毫米波基站覆盖范围太小，投资太大，难以形成规模覆盖。

根据研究公司iGR的评估报告，若按每个毫米波基站覆盖300米距离计算， 5G要实现规模覆盖一座城市，比如洛杉矶，需18000个毫米波基站，每个基站的部署成本为35000美元（包括主设备、电源、回传等成本），合计需耗资6.3亿美元。

而这只是室外覆盖，不包含室内覆盖，事实上，毫米波信号几乎无法进入室内。

再来看看Verizon的年报，这家运营商2019年的计划资本支出为170亿至180亿美元，略高于2018年的167亿美元支出。

显然，至少在2019年，Verizon没有打算用毫米波来实现规模覆盖，哪怕只是覆盖一座城市。此次Verizon商用5G，宣传意义大于实际。

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