《電子技術應用》
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為IMT業(yè)務尋找下一個核心頻段

2020-09-04
作者:楊光
來源:Strategy Analytics

頻譜是移動業(yè)務的核心

頻譜在移動技術發(fā)展和移動業(yè)務戰(zhàn)略中始終扮演著關鍵角色。當移動業(yè)務從語音發(fā)展到數(shù)據(jù),從窄帶發(fā)展到寬帶,對頻譜的需求也在不斷演進。一方面,移動系統(tǒng)必須部署到更高頻段才能獲得更大的帶寬。另一方面,由于單個基站的覆蓋范圍隨著工作頻率升高而縮小,較高的頻段將導致較高的網(wǎng)絡部署成本。因此,移動運營商在為其網(wǎng)絡選擇頻譜時,必須考慮容量與覆蓋之間的平衡,也即性能與成本之間的平衡。下表總結(jié)了一些主流移動技術的系統(tǒng)帶寬及其被廣泛部署的頻段。

 

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* 注: DL / UL ratio = 3:1

如上表所示,每種移動技術都對應一個包含多個可用頻段的頻譜組合。在頻譜組合中實現(xiàn)了容量和覆蓋之間的平衡。同時,各個頻譜組合也都具有實現(xiàn)了全球協(xié)調(diào)的頻段資源,這樣的全球協(xié)調(diào)頻段對于擴大產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模至關重要。

中頻段在5G成功中起到關鍵作用

全球市場上的5G部署證明了上述觀察。即使工作于毫米波頻段的5G網(wǎng)絡可以提供超高的數(shù)據(jù)速率,大多數(shù)領先5G運營商仍使用中頻段(例如3.5 GHz頻段或2.6 GHz頻段)部署其5G網(wǎng)絡。

相比毫米波或低于1 GHz的低頻段,中頻段可以實現(xiàn)容量和覆蓋之間更好的平衡。OpenSignal的全球5G用戶體驗基準測試報告顯示,韓國5G網(wǎng)絡的平均下載速度是美國的6倍以上。韓國的5G網(wǎng)絡即部署于3.5 GHz的中頻段,而美國網(wǎng)絡則部署于毫米波或1 GHz以下的低頻段。

OpenSignal的美國市場測試報告表明,無論是部署于毫米波頻段的5G網(wǎng)絡(例如Verizon的5G)還是部署于1 GHz以下低頻段的5G網(wǎng)絡(例如T-Mobile的5G)都無法在數(shù)據(jù)速度和網(wǎng)絡覆蓋之間獲得較好的平衡。這會嚴重影響用戶的使用體驗。在5G網(wǎng)絡部署的早期階段,只有中頻段頻譜才能夠保證5G用戶獲得較好的體驗。

這就是大多數(shù)領先5G運營商都選擇用中頻段部署5G網(wǎng)絡的原因。反過來,這又會促進中頻段5G產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷壯大。截至6月底,中國已有6600萬5G用戶,韓國有740萬。快速增長的5G用戶基礎極大地促進了中頻段5G生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。中頻段,尤其是3.5 GHz頻段,已經(jīng)在事實上成為全球5G部署的核心頻段。

移動通信市場的可持續(xù)增長需要更多的頻譜資源

VR / AR、云游戲等5G特有的創(chuàng)新應用,將推動消費者的數(shù)據(jù)使用量顯著增加。在韓國,5G用戶的平均數(shù)據(jù)流量消耗幾乎是4G用戶的2.5倍。到2020年6月,中國消費者的平均數(shù)據(jù)使用量已超過10 GB /月,同比增長29.3%。根據(jù)ITU的IMT流量估算 2020至2030,全球移動用戶月均流量將在2030年超過250 GB /月,全球移動流量(含物聯(lián)網(wǎng)流量)在2020 - 2030年間的復合年增長率可達55%。不斷增長的數(shù)據(jù)流量消費將對頻譜資源提出新的需求。

更重要的需求則來自政企市場。正如KT首席執(zhí)行官Hyeon-Mo Ku 指出的那樣,“5G將把無線轉(zhuǎn)變成以B2B為中心的網(wǎng)絡?!?nbsp;根據(jù)Strategy Analytics的預測,消費移動市場將在2020年至2025年之間保持平緩態(tài)勢,不會有顯著增長。移動運營商必須尋求新的增長引擎。5G帶來的新能力(如超高可靠和低延遲)可以有效地支持運營商探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等政企市場機會。這種探索也將對頻譜資源提出需求。尤其由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與消費互聯(lián)網(wǎng)的使用場景有很大不同,政企業(yè)務對額外的新頻段會有更為強烈的需求。

為服務工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用,5G網(wǎng)絡通常被部署工業(yè)園區(qū)、生產(chǎn)車間等復雜的無線傳播環(huán)境中,需要提供室內(nèi)外的連續(xù)覆蓋,并且需要在上行而不是下行方向,支持超高的數(shù)據(jù)傳輸速率。這種情況下,授權(quán)頻譜的重要性得以凸顯,可以很好地隔離有害干擾并保證服務質(zhì)量。

6 GHz 有望成為5G及其演進技術的新核心頻段

如上所述,中頻段已成為當今全球5G部署的核心頻帶。不斷增長的消費者數(shù)據(jù)流量與新興的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用一起,將推動移動運營商為5G及其演進技術尋找下一個核心頻段。消費者市場和政企市場對核心頻段具有相同的訴求,即要在容量和覆蓋之間達成良好平衡,并在全球市場上實現(xiàn)相對統(tǒng)一的分配方案。從這些角度來看,6 GHz頻段可能是一個理想的選擇。

盡管工作頻率比3.5 GHz或2.6 GHz更高,6 GHz頻段仍能容量和覆蓋之間獲得較好的的平衡,相對毫米波頻帶或低于1 GHz的低頻段,6 GHz具有明顯優(yōu)勢。尤其是在工業(yè)園區(qū)場景中,工作于6 GHz頻段的5G系統(tǒng)可以用合理的成本,在視距和非視距環(huán)境中,為室內(nèi)外場景提供無縫的移動寬帶覆蓋。這對保持政企市場的持續(xù)性增長至關重要。

6 GHz頻段(6425 - 7025 MHz和7025 – 7125 MHz)已被列入WRC-23 的議程1.2 。在該議程下,將研究并確定該頻段用于IMT業(yè)務。中國監(jiān)管機構(gòu)已對該頻段顯示出明確興趣,甚至計劃將整個6 GHz頻段(5925 – 7125 MHz)均分配給IMT業(yè)務。在WRC-19期間,中國代表團就積極推動把6 GHz頻段作為IMT業(yè)務的候選頻段。作為全球最大的5G全球市場,如果中國將6 GHz頻段分配給5G及其演進技術,將是對6 GHz移動生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的巨大促進,有助于快速形成經(jīng)濟規(guī)模,并將推動對這一頻段的全球頻譜協(xié)調(diào)。

我們希望看到更多的企業(yè)和監(jiān)管機構(gòu)加入對6 GHz頻段的研究,為全球移動通信產(chǎn)業(yè)未來十年的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。

 


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