5G 700MHz網絡在海域通信覆蓋的應用前景分析

韋定江 魏霄冉

【摘要】? ? 隨著國家海洋戰略的推進和發展，海洋經濟開發方式已逐步由傳統的單向開發向現代綜合利用發展型轉變。由于現代海洋開發設備的智能化、海事業務領域對信息通信技術的需求日益迫切，傳統的通信方式已適應不了發展的要求，本文闡述了5G 700MHz通信網絡在海域通信覆蓋方面的可行性及助力于智慧海洋建設，在海事管理、海上搜救、海洋生態等海上各類生產活動等相關領域的新業務和新應用，將有效助力提升海洋領域的智能化發展，并助力我國海洋強國戰略發展。

【關鍵詞】? ? 5G? ? 700MHz? ? 海域覆蓋? ? 應用

一、5G通信發展

5G，即第五代移動通信技術，一方面大幅提升個人用戶高帶寬移動互聯網 業務體驗，創造出新的生活娛樂應用場景;另一方面契合大帶寬、大連接、低時延等5G網絡能力，與其他基礎共性能力，如：人工智能、物聯網、云計算、 大螂和邊緣計算等構成信息基礎設施，成為推動傳統行業數字化轉型升級與數字經濟社會發展的重要基石。5G通信網絡通過采取更先進和更多樣的技術，統一融合網絡接口，實現移動互聯網和物聯網間的廣泛連接，應用在政務、交通、醫療、教育、工農業、金融、應急救災等多個領域。

二、 5G能力特點和頻段優缺點分析

2.1 5G能力特點

5G網絡能力、基礎共性能力、行業共性能力三者的結合，稱為5G能力[1]。其中：

5G網絡能力：具有三大特點，增強型移動寬帶（eMBB，簡稱大帶寬）、海量機器類通信（mMTC，簡稱大連接）及低時延高可靠通信（uRLLC，簡稱低時延）。

基礎共性能力：包括人工智能、物聯網、云計算、大數據和邊緣計算五種能 力。基礎共性能力和5G網絡能力相互融合，為5G應用開發與運營提供信息基礎。

行業共性能力：包括視頻監控、VR/AR、無人機、機器人等。 行業共性能力猶如5G應用中的神經末梢，擔負著信息收集、展現與執行的重要作用，是5G垂直行業應用中的關鍵組成部分，例如：智慧城市、安防管理;基于無人機的各類應用場景;基于 AR技術的工業產品、目標人員檢驗識等。5G網絡能力與基礎共性能力的融合，會使行業共性能力得到充分發揮，推進行業共性能力產品研發與產業升級。

2.2頻段優缺點分析

目前我國已在城市城區、鄉鎮鎮區及高價值熱點區域建有商用2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz等中高頻段的5G通信網絡，具有超大帶寬、超高速率等優勢[2]。欠發達地區、一些偏遠地區及農村由于受限于現網中高頻段的傳播性能和建網成本過高的影響，5G網絡尚未廣泛覆蓋，人們還沒有享受到信息基礎建設發展的紅利。700MHz頻段在我國以前一直用于廣播信號。工業和信息化部在2020年3月25日發布了工信部無〔2020〕50號文《關于調整700MHz頻段頻率使用規劃的通知》，將部分原用于廣播電視業務的頻譜資源重新規劃用于移動通信系統，并明確了移動通信系統雙工方式、無線電頻率使用許可和無線電臺（站）設置使用許可權限、移動通信系統與現有無線電業務完成協調的相關要求等。

對比現有的5G頻段，700MHz頻段是無線頻率中的黃金頻段（如表1所示），5G網絡采用700MHz頻段在覆蓋上存在無可比擬的頻段優勢及建設優勢。具有傳輸效率高;更低的多普勒頻譜，信號解調更可靠，繞射能力強，穿透衰耗小，改善室內弱覆蓋問題等優勢;由空間衰耗小，覆蓋廣（如圖1所示），相比較其他頻段覆蓋同樣面積所需基站數量少，整體建網成本低（如圖2所示）。

圖1? ? 5G各頻段覆蓋范圍對比圖

圖2? ? 5G相同基站覆蓋范圍效果圖

綜上分析，隨著我國5G 700MHz網絡的建設實施，可有效改善城區深度覆蓋和滿足農村、草原、林場、海域、島礁等重點偏遠區域網絡廣覆蓋需求。

三、在海域通信覆蓋的應用前景

與陸地通信的信道環境相比，潮汐、海浪、濕度、氣壓及海水蒸發等綜合因素[3]使海域覆蓋信道建設環境更加復雜，在建設前需對海洋環境進行全面分析與準確建模，精心部署。我國海域面積有約470萬平方公里，大陸海岸線長18000千米，沿海分布著6500個島嶼， 島嶼岸線總長約14000公里。島嶼及其周圍海域資源也很豐富，具有廣闊的開發前景，又是保衛祖國的海防前哨。大島可以設港，小島可以設標，在海洋交通中意義重大。海島還將祖國海防線向外推進幾十甚至幾百公里。

3.1助力智慧海洋發展

可以通過基于近岸和島礁5G 700MHz海域覆蓋通信網絡，充分利用5G高速度、大容量、低時延、低功耗的特點，構建天、空、岸、海、潛一體化[4]的智慧海洋信息服務平臺，涵蓋海洋生態環保、海洋預報減災、海洋執法、海洋漁業等多個方面服務，實現海量設備接入和數據傳輸提供技術支撐。

1.海洋生態環保：提供智慧海洋環境監測評價信息化服務，涵蓋海洋環境監測據的采集、實驗室分析管理、環境分析評價、環境質量公報的一鍵制作、評價信息發布以及海洋工程項目管理等多個方面。

2.海洋預報減災：提供智慧海洋預報減災信息化服務，包括多源異構的觀測信息的智能化解析集成、數值預報模型服務及精細化報服務、預警報單的智能化制作與發布、預報數據三維可視化、粒子可視化、災害應急指揮管理等信息化服務。

（3）海洋執法：提供海上執法信息化服務，包括海洋執法情報采集、違法智慧裁判、現場移動執法、執法綜合管理、執法智慧決策等信息化服務，能夠加強海上違法查處能力，有效提升海域、海島管理和海洋環境保護工作效率。

（4）海洋資源：提供海域、海島、海岸線等海洋資源綜合管理信息化服務，包括海洋資源審批使用管理、動態監視監測管理等信息化服務，為海洋資源管理提供強有力的信息化支撐。

（5）海洋漁業：以水產品、漁港、漁船、船員為主體，以物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術為支撐，以政府、企業和公眾為服務對象，建立綜合型智慧漁業信息化管理和運營服務系統。

3.2宣誓我國的海洋主權

海域通信覆蓋，不僅僅是我國科技水平進步的一種的體現，更是宣誓了我國的海洋主權。要充分利用5G技術完善我國周圍海區的通信覆蓋，可形成一種“信息邊疆”的概念，突破傳統海陸空邊界劃分，將我國的信息覆蓋能力擴大化，不再局限于“三維疆域”而是擴展為“四維疆域”。

信息邊疆的戰略意義主要體現在兩個方面：一方面5G網絡的海域覆蓋，體現了一種超地緣的特征，極大的拓展了我國政府行使主權的空間，意味著我國已經完全掌控了我國的信息疆域，另一方面5G網絡海域覆蓋又促進著我國海洋經濟權益的發展，漁權在信息領域得到了保障，漁民的活動范圍、活動時間有所增加;智慧海洋體系在5G的幫助下逐漸形成，我國相關企業單位對周圍的海洋資源的開發和管理得到了信息領域的保障，如油氣田開發、填海造陸等項目均可更好的進行。我國宣誓和維護正當海洋權益得到有力體現。

四、結束語

海洋作為人類賴以生存和發展的重要空間，擁有豐富的物質和能量資源，是各國戰略利益競爭的制高點。擁有廣泛的海洋戰略安全和發展利益。黨的十八大提出建設海洋強國的重大戰略部署，黨的十九大進一步明確堅持陸海統籌，加快建設海洋強國。海洋信息領域的爭奪必將是海洋權益爭奪的重點話題，5G的應用，突破了三維疆域的限制，不僅改變了我國傳統的海洋經濟發展模式，更是彰顯和維護了我國的海洋權益。

參? 考? 文? 獻

[1]中國移動研究院，5G典型應用案例集錦2019年11月[R];1-3;

[2]秦上古， 700M將成為5G大帶寬時代的終極利器[N];電子報2020年6月28日第010版;1-2;

[3]張海君、蘇仁偉、唐斌、王成才、隆克平、陸軍，未來海洋通信網絡架構與關鍵技術[J];無線電通信技術2021年6月6日第004版;1-10;

[4]劉川，推進智慧海洋工程助力海洋強國建設-2019年智慧海洋高端論壇[N];中國海洋報2019年12月20日第004版;1-4;