700M與2.6G合作的必要性研究

唐興權(quán) 莫若

（重慶有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司 重慶市 400000）

在中國(guó)，任何一個(gè)頻段都不及700M 這樣引人矚目。它被稱(chēng)作移動(dòng)通信的「黃金頻段」，在4G 時(shí)代就曾引爆過(guò)無(wú)數(shù)的話(huà)題。到了5G 時(shí)代，中國(guó)廣電攜700M 在眾望所歸中正式入局，成為了第四家移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商。現(xiàn)在，我們就來(lái)探討一下700M。

1 「黃金頻段」也有缺點(diǎn)

電磁波在空間中以正弦波的形式進(jìn)行傳播，這里要引入一個(gè)簡(jiǎn)單而神奇的公式：

C：光速。

λ：就是波長(zhǎng)，就是電磁波在一個(gè)周期內(nèi)能傳播的距離。

f：頻率。

頻率及波長(zhǎng)如圖1 所示。

表1 是5G 定義的兩個(gè)頻段范圍，其中FR1 的范圍是410MHz到7125MHz，實(shí)際上，4G 使用的主流頻譜就處于700MHz 到3500MHz 之間，5G 則在繼承4G 頻譜的同時(shí)不斷向高頻段，大帶寬拓展。5G 的兩個(gè)頻率范圍如表1 所示。

表1：5G 的兩個(gè)頻率范圍

頻率越高，可用的頻譜帶寬也就越大，能提供的峰值速率也就越高。這滿(mǎn)足了5G 超高下載速率的需求，但較高的頻段的缺點(diǎn)也不可忽視。那就是，頻率越高，波長(zhǎng)越短，越趨向于直線(xiàn)傳播，在復(fù)雜環(huán)境中的傳播損耗越大，折射和繞射能力越差。我們對(duì)此最直觀的感受就是穿墻能力差。因此，在進(jìn)行基站建設(shè)時(shí)，使用的頻段越高，基站的覆蓋半徑就越小，想要達(dá)到連續(xù)覆蓋的話(huà)，就必須把基站建得很密集。也就是說(shuō)，頻段越高，需要建的基站也就越多，成本自然是水漲船高。傳播損耗如圖2 所示。

信號(hào)的頻率高了，對(duì)于室內(nèi)的覆蓋，更是難上加難。如圖2 所示，基站信號(hào)要從基站到達(dá)用戶(hù)家里且能被移動(dòng)終端良好接收，需要經(jīng)過(guò)室外傳播損耗，繞射損耗等，需要強(qiáng)者才能生存。

700MHz，正是這樣的強(qiáng)者。它是移動(dòng)通信最廣泛使用的低頻段（小于1GHz，也稱(chēng)Sub1G），傳播損耗小，覆蓋能力非常強(qiáng)大。到2020年底，中國(guó)移動(dòng)已建成5G 基站約35 萬(wàn)個(gè)，才基本實(shí)現(xiàn)了大部分地級(jí)市的覆蓋。但要覆蓋廣大縣城和郊區(qū)，還需要更多的基站。中國(guó)移動(dòng)使用的5G 頻譜為2.6GHz，稍高于4G 的頻譜。目前移動(dòng)在全國(guó)共有315 萬(wàn)個(gè)4G 基站，5G 覆蓋要達(dá)到4G 的覆蓋程度，還需新建的基站數(shù)量可想而知。由此可見(jiàn)，700M 頻段的覆蓋優(yōu)勢(shì)是非常巨大的，這也正是它被稱(chēng)作「黃金頻段」的根本原因。700M 的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)互為因果，由于700M 的頻率低，所以波長(zhǎng)就相對(duì)較大，導(dǎo)致信號(hào)在發(fā)送或者接收時(shí)，需要的天線(xiàn)振子的尺寸也必須相應(yīng)變大。這避讓不利于5G 天線(xiàn)的和5G 終端的小型化。

圖1：頻率及波長(zhǎng)

圖2：傳播損耗

圖3：廣電700M 頻譜使用現(xiàn)狀

2 700M的頻段和帶寬

其實(shí)，在4G 時(shí)代，3GPP 就定義了一系列的頻段列表，早已把700M 囊括在內(nèi)。4/5G 700M 頻段如表2 所示。

實(shí)際上，由于亞太700 的帶寬較大，覆蓋也好，在4G 時(shí)代得到了廣泛使用。范圍并不局限于亞太，只要某個(gè)國(guó)家此頻段可用，再加上手機(jī)支持就行。到了5G 時(shí)代，北美700 由于過(guò)于零碎，就只定義了n12 和n14。亞太700（n28）則依然是備受青睞。在4G 時(shí)代，載波帶寬最多就20M，但5G 為了追求超高速率，信道帶寬是越大越好。n28 定義載波帶寬不能超出45M 的最大范圍，其次就是誰(shuí)有需求誰(shuí)就抬高嗓門(mén)給3GPP 提議。這個(gè)提議的理由非常充分，3GPP也就接受了。由于n28 屬于FDD 模式，需要使用不同頻率來(lái)區(qū)分上下行。也就是說(shuō)手機(jī)使用的上行頻段和基站使用的下行頻段是不同的。不但上下行頻段不同，連帶寬也可以不同。基站可以使用最大40M 帶寬，但手機(jī)最多只能用30M 帶寬，并且這30M 帶寬已經(jīng)被定死了：703-733MHz，或者718-748MHz 這兩段。雖說(shuō)工信部已發(fā)文將703-743/758-798MHz（上下行各40M 帶寬）用于4G 和5G，但目前看來(lái)，廣電使用的還是上下行各30M，上行使用703-733MHz，下行則是758-788MHz。廣電700M 頻譜使用現(xiàn)狀如圖3所示。

表2：4/5G 700M 頻段表

從圖3 也可以看出FDD 的定義：上下行使用兩段分離的頻譜。因此對(duì)于廣電的頻段使用，我們也經(jīng)常使用2x30M 來(lái)描述，就是上下行各30M 帶寬，總共使用了60M。

如果一定要拿廣電FDD 700M 載波跟TDD 2600M 或者3500M載波來(lái)對(duì)比頻譜資源多寡的話(huà)，就是60：100，即3：5 的關(guān)系。由于TDD 模式可自由調(diào)節(jié)上下行時(shí)隙的比例，因此對(duì)于下行為主，上行為主，上下行均衡等不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型都能很好地支持。而FDD由于上下行使用的頻譜帶寬是對(duì)稱(chēng)的，更適合于上下行比較鈞衡的業(yè)務(wù)。

在實(shí)際使用中，可以把兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，2600M 或者3500M 載波主攻下行容量，700M 補(bǔ)充下行容量的同時(shí)，主攻上行覆蓋。這就是「高低頻組網(wǎng)」。

3 700M的「共建共享」

目前廣電除了擁有700M 之外，還在4.9G 上有60MHz 的帶寬，這頻段一低一高，一個(gè)FDD 一個(gè)TDD，覆蓋和容量，上下行兼顧，彼時(shí)，中國(guó)聯(lián)通和電信已經(jīng)決定5G 共建共享，這樣一來(lái)他們就擁有了3.5GHz 上的200M 帶寬，再加上2.1GHz 上的45M 帶寬，也是高低頻，F(xiàn)DD 加TDD 的組合，不但頻段寬，覆蓋也好。中國(guó)移動(dòng)雖說(shuō)在4.9GHz 上還有100M，但頻段高覆蓋弱，跟電信聯(lián)通競(jìng)爭(zhēng)不占上風(fēng)。如果能把廣電的700M 也用起來(lái)就好了。共建共享優(yōu)勢(shì)如下：

（1）天面共享：700M 直接跟中國(guó)移動(dòng)的900M 合路，共用天線(xiàn)和鐵塔，成本低。

（2）傳輸共享：中國(guó)移動(dòng)的承載網(wǎng)絡(luò)非常完備，如果能借用的話(huà)，不但成本低，還可快速開(kāi)通700M 的5G。

（3）容量共享：廣電共享700M，為中國(guó)移動(dòng)完善網(wǎng)絡(luò)覆蓋的同時(shí)，也可享受移動(dòng)在2.6GHz 的容量?jī)?yōu)勢(shì)，各取所需，相得益彰。

（4）降低成本：通過(guò)1:1 的投資比例共建700M 網(wǎng)絡(luò)，可緩解廣電的資金壓力，實(shí)現(xiàn)低成本，快速的5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

（5）可快速推進(jìn)700M 產(chǎn)業(yè)鏈成熟，把握5G 建設(shè)窗口和時(shí)代機(jī)遇。也可以進(jìn)行共建共享，真是天作之合啊。

4 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)傳統(tǒng)的三大運(yùn)營(yíng)商已深耕多年，用戶(hù)數(shù)眾多，廣電作為一個(gè)5G 時(shí)代的新玩家，如果只提供同質(zhì)化業(yè)務(wù)，顯然是沒(méi)法跟前輩進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的。廣電的老本行是廣播電視。3GPP 由于網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，還需要內(nèi)容經(jīng)營(yíng)，一直沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。到了4G 時(shí)代，原先的MBMS升級(jí)成了eMBMS（增強(qiáng)的多媒體廣播多播業(yè)務(wù)），然而依舊沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。到了5G 時(shí)代，在3GPP 協(xié)議的R17 標(biāo)準(zhǔn)上，將會(huì)引入全新的5G 廣播多播服務(wù)（NRMB），這正是廣電的業(yè)務(wù)發(fā)展目標(biāo)。廣電不但有優(yōu)質(zhì)的700M 頻譜，可以實(shí)現(xiàn)5G 廣域覆蓋，還有豐富的廣播電視資源，這優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)直是得天獨(dú)厚。