《電子技術(shù)應(yīng)用》
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6GHz頻段對于5G到底有多重要?

2021-05-27
來源:與非網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 6GHz頻段 5G

  5月17日,GSMA再次呼吁各國將6GHz作為授權(quán)頻譜使用,并警告稱,各國政府如果不能將6GHz作為授權(quán)頻譜使用,將危及5G在全球的發(fā)展前景。

  GSMA在聲明中指出,6GHz頻段可以兼顧低頻的覆蓋優(yōu)勢和高頻的容量優(yōu)勢,對于未來十年充分釋放5G潛力至關(guān)重要。然而,各國政府在如何使用6GHz頻譜這一問題上已經(jīng)存在分歧:中國在WRC-19表態(tài)建議6GHz用于5G,歐洲、非洲和中東部分地區(qū)計劃拆分6GHz頻段,上半段用于5G,下半段用于Wi-Fi;美國和拉丁美洲大部分地區(qū)則表示將6GHz頻段全部留給Wi-Fi和其他非授權(quán)技術(shù)。為此,GSMA呼吁各國政府將6GHz全頻段或者上半段作為授權(quán)頻譜使用。

  頻譜就是無線產(chǎn)業(yè)的氧氣,是極其稀缺的資源,也是推動無線技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素?;仡欉^去,無論是采用授權(quán)頻譜的移動通信技術(shù),還是采用非授權(quán)頻譜的Wi-Fi技術(shù),為持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)容量以滿足不斷增長的流量需求,兩者的可用無線頻譜范圍都在不斷擴大。而今天對于爭奪6GHz這段“未開墾”的頻譜資源,GSMA為何發(fā)出如此強烈的呼吁?6GHz頻段對于5G到底有多重要?

  6GHz是理想的5G中頻段,對于實現(xiàn)5G愿景至關(guān)重要

  6GHz頻段范圍為5.925-7.125GHz,與目前主流的5G頻段3.3-4.2GHz同屬于5G中頻段,其擁有1200MHz連續(xù)大帶寬,可完美適配5G 100MHz的信道帶寬以及載波聚合技術(shù),極大提升未來5G系統(tǒng)容量。在覆蓋方面,盡管6GHz在無線傳播特性上弱于3.5GHz較低中頻段,但相關(guān)仿真與分析結(jié)果顯示,若考慮傳播損耗補償?shù)认嚓P(guān)技術(shù)不斷發(fā)展,6GHz的覆蓋能力可接近3.5/3.8GHz頻段。因此,6GHz頻段兼具覆蓋和容量優(yōu)勢,是5G理想的中頻段,利于持續(xù)構(gòu)建連續(xù)覆蓋的、大帶寬的5G網(wǎng)絡(luò),滿足不斷增長的網(wǎng)絡(luò)容量需求。

  連續(xù)覆蓋的大帶寬5G網(wǎng)絡(luò)可保障高速的5G體驗無處不在,對于推動5G應(yīng)用創(chuàng)新與繁榮,使能千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和推動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展至關(guān)重要。眾所周知,5G具備大帶寬、低時延高可靠和多連接三大能力,與人工智能、云計算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合,可使能智慧城市、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域中的廣泛的新興應(yīng)用,助力全社會數(shù)字化變革。在這些領(lǐng)域中,一方面,5G智慧城市、5G車聯(lián)網(wǎng)、5G智慧醫(yī)療、5G智慧農(nóng)業(yè)等大量的場景要求5G能提供連續(xù)廣域覆蓋;另一方面,這些場景中的高清視頻監(jiān)控、AI視頻分析、遠程控制、遠程駕駛、遠程診斷等諸多應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)速率和容量要求極高。如果未來的5G網(wǎng)絡(luò)無法提供連續(xù)覆蓋的大帶寬服務(wù)能力,無法普遍滿足諸多應(yīng)用的最低速率需求,對于很多創(chuàng)新應(yīng)用而言簡直就跟沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋一樣,談何推動5G應(yīng)用繁榮,談何改變社會。從2C消費者市場看,隨著無線數(shù)據(jù)流量套餐普及和4K/8K超高清視頻、AR/VR、云游戲等應(yīng)用不斷增長,同樣對5G的廣覆蓋、大帶寬能力要求越來越高。正因如此,IMT-2020愿景中不僅定義了5G的峰值速率、毫秒級時延等關(guān)鍵能力,還要求5G能隨時隨地提供100Mbps的用戶體驗速率。

  正如GSMA在聲明中所言,5G是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的支柱,將拉動全球GDP實現(xiàn)2.2萬億美元的增長。但是,如果沒有充足的6GHz授權(quán)頻譜用于5G技術(shù),實現(xiàn)這種增長的可能性將會顯著減少。未來十年,預(yù)計5G網(wǎng)絡(luò)將需要2GHz以上的中頻頻譜才能充分釋放潛力。而6GHz頻段兼顧覆蓋與容量優(yōu)勢,將滿足智慧城市、智慧交通和智慧工廠等場景所需的高速傳輸和大容量需求,是5G的理想頻段。

  6GHz頻段利于縮小數(shù)字鴻溝,持續(xù)推動5G快速健康發(fā)展

  根據(jù)移動網(wǎng)絡(luò)工作原理,提升系統(tǒng)容量的方法主要有三個維度:增加站點/小區(qū)數(shù)量、提升頻譜效率和增加頻譜資源。如果無法獲得更多的頻譜資源,只有通過采用諸如更高階的MIMO等新技術(shù)來提升頻譜效率,以及通過部署更多的基站和小區(qū)來提升網(wǎng)絡(luò)密度,來補齊網(wǎng)絡(luò)容量短板。但更先進的技術(shù)需要更多的研發(fā)成本和軟硬件成本,更密集的站點意味著更高的設(shè)備投入成本,站點租賃、建設(shè)和維護成本等等。這些成本最終轉(zhuǎn)嫁給用戶,就意味著消費者和各行各業(yè)需支付更高的價格來享受5G服務(wù)。顯然,面對大量5G新興應(yīng)用帶來的成倍增長的流量需求,如果6GHz不能分配給5G使用,就會增加消費者和行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的負(fù)擔(dān),不僅不利于縮小數(shù)字鴻溝,還會阻礙5G快速健康發(fā)展。

  從另一個角度看,如果6GHz頻段不能用于5G,電信業(yè)不得不退而求次采用毫米波頻段來提升網(wǎng)絡(luò)容量。但毫米波頻段覆蓋范圍極小,穿透能力極弱,只能用于點狀的熱點覆蓋,不能作為連續(xù)覆蓋解決方案,要建成連續(xù)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)所需的小區(qū)和站點數(shù)量非常多,網(wǎng)絡(luò)部署成本極其高昂,同樣會給用戶帶來成本負(fù)擔(dān)。換句話講,毫米波只是6GHz中頻段的補充,不是替代品。

  此外,對于一些光纖寬帶尚未普及的國家和地區(qū),6GHz頻段的覆蓋和容量優(yōu)勢非常適合為農(nóng)村地區(qū)提供5G固定無線服務(wù),從而代替更高成本的光纖接入方式,利于寬帶網(wǎng)絡(luò)快速普及,縮小城鄉(xiāng)數(shù)字鴻溝。

  自5G商用以來,中頻段已成為全球5G主流頻段,全球領(lǐng)先運營商已證明了中頻段對于推動5G發(fā)展的重要價值。比如,韓國基于3.5GHz頻段建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò),不僅快速部署了一張廣覆蓋、大帶寬的5G網(wǎng)絡(luò),還帶動了VR/AR、超高清視頻等新應(yīng)用快速普及,實現(xiàn)了5G單用戶數(shù)據(jù)流量超4G三倍以上;我國三大運營商通過3.5/2.6GHz中頻段建網(wǎng),不僅建成了全球規(guī)模最大的5G網(wǎng)絡(luò),為用戶帶來了成倍提升的網(wǎng)絡(luò)體驗,更是在智慧鋼廠、智慧港口、智慧醫(yī)療等多個領(lǐng)域探索出了諸多5G新興應(yīng)用,對行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、促進我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了強大的推動作用。6GHz作為5G中頻段上的最后一段優(yōu)質(zhì)頻譜資源,可為當(dāng)前的5G發(fā)展持續(xù)提供強大的動力,持續(xù)推動5G實現(xiàn)商業(yè)成功。

  3GPP全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),更利于釋放6GHz頻段潛力

  從產(chǎn)業(yè)生態(tài)看,當(dāng)前3GPP正針對6GHz頻段研究5G標(biāo)準(zhǔn),各大廠商也對工作于6GHz的5G技術(shù)進行了大量的研發(fā)和試驗。同時,從WRC-19立項、GSMA調(diào)研、3GPP NR立項到愛立信、華為、諾基亞、中興等大廠發(fā)布聲明表明立場看,全球電信產(chǎn)業(yè)界對于支持6GHz用于5G已達成共識。相信基于3GPP全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)和強大的生態(tài)系統(tǒng),將更利于6GHz頻段充分釋放價值潛力,促進5G技術(shù)和應(yīng)用規(guī)模發(fā)展,普惠廣大用戶和各行各業(yè)。此外,6GHz用于授權(quán)頻譜,基于更先進的3GPP技術(shù)和運營商的部署、運營能力,還可更好的提升頻譜利用效率,最大限度的避免潛在的頻率干擾。

  總之,6GHz是理想的5G中頻段,能以較低的每bit成本實現(xiàn)5G普遍的大帶寬服務(wù),使能5G新興應(yīng)用持續(xù)繁榮生長,加速推動全社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型。目前,我國已針對6GHz頻段用于5G進行了一系列規(guī)劃,比如已在WRC-19建議啟動研究6GHz用于IMT,IMT-2020(5G)推進組在2020年北京通信展上已宣布將在2021年適時開展6GHz的研究與測試。在此,也呼吁更多伙伴加入6GHz IMT產(chǎn)業(yè)推動工作,來共同推動未來十年移動通信可持續(xù)性發(fā)展,加速實現(xiàn)“5G改變社會”的愿景。



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