2020年，作為5G元年，5G網絡建設突飛猛進，5G手機也大量湧現。
可是，就算是買了最新的5G手機，並且開機後手機右上角顯示著大大的“5G”信號標識，可別著急為此欣喜若狂。實際用起來，網速卻可能比4G還慢！
明明都用上5G了啊！難道手機上這偌大的5G LOGO是假的？
下面，蜉蝣君將詳細介紹運營商們為了5G的覆蓋是怎樣無所不用其極的。本文主要關注動態頻譜共享這一個點。
1. 從5G頻譜說起
5G的頻譜分為兩段，低於6GHz的叫做Sub6G，也就是FR1（Frequency Range 1），高於6GHz的毫米波頻段叫做mmWave，也就是FR2（Frequency Range 2）。
Sub6G這段頻譜，還有FDD和TDD頻段之分。這種分法從2G，3G和4G繼承而來，FDD的歷史悠久，一般頻段較低，700M，800M，900M，1800M，2100M等主流頻段都是FDD的；而TDD的頻段相對較高一些，比如2.3GHz，2.6GHz，3.5GHz，4.9GHz等等。
這些TDD頻段的帶寬大，且能很好地支持Massive MIMO這種5G核心技術，因此能提供高速上網服務（也就是eMBB），是“貨真價實的5G”。
在中國，移動在2.6GHz上的160MHz帶寬，聯通和電信在3.5G上各有100MHz帶寬，都具備部署5G超高速業務的條件。
然而這真材實料的5G也有缺點，首先是頻段高覆蓋差，尤其是上行，要覆蓋好必須建設更多的站點；其次就是射頻單元必須使用Massive MIMO才能體現優勢，基帶單元自然也要使用新平臺來支持5G的高速率，就導致來成本高，部署慢的問題。
而FDD頻段呢？這些頻段一般都被2G，3G或者4G佔用，可用帶寬很小，且FDD頻譜上的Massive MIMO實現困難，因此就算部署了5G，速度其實也就跟4G差不多。可以稱之為“名不副實的5G ”。
雖然FDD的5G名不副實，但其也是有優點的，那就是，現網3G或者4G的頻段給5G分上一點，原有基站的硬件不用大動，只需來個軟件升級，就可以支持5G了！
雖然帶寬小，網速慢，但是頻段低覆蓋好啊！話說現在5G手機已經鋪天蓋地地湧現，用戶最不爽的事情就是買了5G手機卻只能用4G。如果部署了FDD模式的低頻5G，5G手機就可以無處不在地顯示5G信號的LOGO了。而且成本還更低！
因此，FDD頻段的5G雖然速度不快，但可以快速，低成本地讓5G實現大面積覆蓋，對於品牌宣傳的作用無疑是巨大的。因此國外很多運營商都打算這麼搞，中國的三大運營商也不例外。
在FDD上搞5G的需求明確了，可是FDD頻譜都被4G佔用著呢，如果全部拿來做5G，勢必導致4G速度變慢，用戶體驗降低；而5G則在初期用戶少，網絡空閒著白白浪費。這可咋辦？
如果5G能跟4G共享頻譜就好了！這樣一來，一段頻譜上既是4G也是5G，4G用戶來了就提供4G服務，5G用戶來了就提供5G服務，動態靈活調整不浪費該多好！
在上述需求的驅動下，3GPP在R15協議中，就引入4/5G動態頻譜共享這個技術。該技術有個專有名稱叫DSS，全稱Dynamic Spectrum Sharing，高通的X55基帶也是支持的。
2. DSS是怎樣實現的？
首先我們看看純4G使用，不進行頻譜共享的初始狀態是什麼樣的。如下圖所示，整整20M的帶寬完全歸4G用，乾淨利落。
再進一步，4G給5G分一半頻譜，但4G和5G獨立運行，井水不犯河水。
這樣一來，4G的資源被生生砍掉了一半，速度自然也就下降了一半，網絡負荷壓力山大，用戶體驗自然是惡化了。而5G呢，由於用戶少，網絡空閒導致頻譜浪費，並且，用戶對於5G的期望很高，那點頻譜能提供的速度自然是讓人失望的。真是兩頭不討好。
那麼能不能在空閒的時候關閉5G載波，以保證4G的體驗呢？很抱歉不行，因為FDD 5G低頻屬於覆蓋層啊，關掉之後連5G的兜底覆蓋就都沒了。
靜態分配不靠譜，就必須要5G和4G實時動態頻譜共享出山了。
這裡說的實時，也叫TTI級別的頻譜共享。TTI的全稱是Transmission Time Interval，也就是傳輸時間間隔的意思。
FDD 5G和4G一般採用相同的子載波間隔，也就是15KHz。這樣一來，4G每毫秒一個子幀，5G也是每毫秒一個子幀（含一個時隙）。兩者這一毫秒都含有14個OFDM符號。
因此，4G和5G的TTI是一樣的，每毫秒調度一次，動態刷新對於頻譜的分配，誰話務多就給誰分的頻譜多，誰話務少就給誰分的頻譜少，頻譜利用率自然就提升了。
但是，理想和現實畢竟還是有區別的。4G在整個帶寬內包含了各種控制信道和參考信號，必須要持久不變地佔用某些資源。5G這樣需要固定佔用資源的信道少一些，但也不可能沒有。
這樣一來，信道的衝突不可避免。要解決就只能是大家都犧牲一點速度，在時頻資源的使用上相互避讓，儘量和諧共處。
據業界的測試結果，DSS下4G的損失在大約在10%以下，5G的損失可達25%。因此，激活DSS之後，頻譜效率實際是下降的，用戶體驗速率當然也是下降的。當然這也沒辦法，魚和熊掌不可兼得。
傳統的DSS只考慮了4G和5G之間的動態頻譜共享，而實際上，大多數頻段都是三種制式的。比如1800M可同時用於2G，4G和5G，2100M可同時用於3G，4G和5G，因此多種制式之間的動態頻譜共享方案也就呼之欲出了。
中興在原先的Magic Radio Pro方案上進行來了擴展，提出了Super DSS方案，可以支持2G/4G/5G或者3G/4G/5G之間的動態頻譜共享。
華為也擴展了原先的CloudAir方案，提出了Hybrid DSS方案，支持的場景包括：5G大帶寬場景，5G使用大於20MHz連續大帶寬頻譜，4G使用20MHz帶寬；靈活帶寬場景，支持存量FDD頻譜非標準帶寬，如19.8MHz的5G；三模共存場景，同時支持三個制式的動態頻譜共享2G/4G/5G、3G/4G/5G或者NB-IoT/4G/5G三個制式並存的情況。
最後，DSS是要用NSA還是SA的部署方式呢？答案是都可以，不過對用戶體驗的影響不同。
在SA模式下：如果5G只有通過DSS實現的單載波，由於低頻覆蓋較好，手機很有可能就會長時間駐紮在這個窄帶寬，低速率的5G上，用戶體驗並不好。而實際上4G可能有好幾個載波，使用載波聚合後的速率更高！
在NSA模式下：手機可以通過雙連接同時使用這個5G載波和多個4G載波，體驗速率快於SA，但由於DSS要處理信道衝突，實際網速跟部署5G前的純4G網絡相比，速度也降低了。
注意，如果某運營商只部署FDD的5G這一個載波，才會出現上述用戶體驗不佳的問題。而中國實際是FDD和TDD並舉，FDD主打覆蓋，TDD主打容量，兩者優勢互補相互扶持，5G用戶體驗改善的。
最後，總結下DSS的價值：
1、快速，低成本地引入5G，解決5G的“有無”問題；
2、支持新發布的5G終端，讓用戶看到5G LOGO，保留用戶，方便進行市場活動；
3、FDD 5G和大帶寬的TDD 5G進行載波聚合，增強上行覆蓋。
好了，本期的介紹就到這裡，希望對大家有所幫助。
非常感謝能堅持看到最後。
轉自無線深海，如侵刪。
