愛伊米

6GHz頻段對於5G到底有多重要?

5月17日,GSMA再次呼籲各國將6GHz作為授權頻譜使用,並警告稱,各國政府如果不能將6GHz作為授權頻譜使用,將危及5G在全球的發展前景。

GSMA在宣告中指出,6GHz頻段可以兼顧低頻的覆蓋優勢和高頻的容量優勢,對於未來十年充分釋放5G潛力至關重要。然而,各國政府在如何使用6GHz頻譜這一問題上已經存在分歧:中國在WRC-19表態建議6GHz用於5G,歐洲、非洲和中東部分地區計劃拆分6GHz頻段,上半段用於5G,下半段用於Wi-Fi;美國和拉丁美洲大部分地區則表示將6GHz頻段全部留給Wi-Fi和其他非授權技術。為此,GSMA呼籲各國政府將6GHz全頻段或者上半段作為授權頻譜使用。

頻譜就是無線產業的氧氣,是極其稀缺的資源,也是推動無線技術發展的關鍵因素。回顧過去,無論是採用授權頻譜的移動通訊技術,還是採用非授權頻譜的Wi-Fi技術,為持續提升網路容量以滿足不斷增長的流量需求,兩者的可用無線頻譜範圍都在不斷擴大。而今天對於爭奪6GHz這段“未開墾”的頻譜資源,GSMA為何發出如此強烈的呼籲?6GHz頻段對於5G到底有多重要?

6GHz是理想的5G中頻段,對於實現5G願景至關重要

6GHz頻段範圍為5。925-7。125GHz,與目前主流的5G頻段3。3-4。2GHz同屬於5G中頻段,其擁有1200MHz連續大頻寬,可完美適配5G 100MHz的通道頻寬以及載波聚合技術,極大提升未來5G系統容量。在覆蓋方面,儘管6GHz在無線傳播特性上弱於3。5GHz較低中頻段,但相關模擬與分析結果顯示,若考慮傳播損耗補償等相關技術不斷髮展,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勢,是5G理想的中頻段,利於持續構建連續覆蓋的、大頻寬的5G網路,滿足不斷增長的網路容量需求。

連續覆蓋的大頻寬5G網路可保障高速的5G體驗無處不在,對於推動5G應用創新與繁榮,使能千行百業數字化轉型和推動數字經濟發展至關重要。眾所周知,5G具備大頻寬、低時延高可靠和多連線三大能力,與人工智慧、雲計算和大資料等技術結合,可使能智慧城市、智慧交通、智慧醫療、智慧農業等眾多領域中的廣泛的新興應用,助力全社會數字化變革。在這些領域中,一方面,5G智慧城市、5G車聯網、5G智慧醫療、5G智慧農業等大量的場景要求5G能提供連續廣域覆蓋;另一方面,這些場景中的高畫質影片監控、AI影片分析、遠端控制、遠端駕駛、遠端診斷等諸多應用對網路速率和容量要求極高。如果未來的5G網路無法提供連續覆蓋的大頻寬服務能力,無法普遍滿足諸多應用的最低速率需求,對於很多創新應用而言簡直就跟沒有網路覆蓋一樣,談何推動5G應用繁榮,談何改變社會。從2C消費者市場看,隨著無線資料流量套餐普及和4K/8K超高畫質影片、AR/VR、雲遊戲等應用不斷增長,同樣對5G的廣覆蓋、大頻寬能力要求越來越高。正因如此,IMT-2020願景中不僅定義了5G的峰值速率、毫秒級時延等關鍵能力,還要求5G能隨時隨地提供100Mbps的使用者體驗速率。

正如GSMA在宣告中所言,5G是數字化轉型的支柱,將拉動全球GDP實現2。2萬億美元的增長。但是,如果沒有充足的6GHz授權頻譜用於5G技術,實現這種增長的可能性將會顯著減少。未來十年,預計5G網路將需要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頻段利於縮小數字鴻溝,持續推動5G快速健康發展

根據行動網路工作原理,提升系統容量的方法主要有三個維度:增加站點/小區數量、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,只有透過採用諸如更高階的MIMO等新技術來提升頻譜效率,以及透過部署更多的基站和小區來提升網路密度,來補齊網路容量短板。但更先進的技術需要更多的研發成本和軟硬體成本,更密集的站點意味著更高的裝置投入成本,站點租賃、建設和維護成本等等。這些成本最終轉嫁給使用者,就意味著消費者和各行各業需支付更高的價格來享受5G服務。顯然,面對大量5G新興應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數字化轉型的負擔,不僅不利於縮小數字鴻溝,還會阻礙5G快速健康發展。

從另一個角度看,如果6GHz頻段不能用於5G,電信業不得不退而求次採用毫米波頻段來提升網路容量。但毫米波頻段覆蓋範圍極小,穿透能力極弱,只能用於點狀的熱點覆蓋,不能作為連續覆蓋解決方案,要建成連續覆蓋的網路所需的小區和站點數量非常多,網路部署成本極其高昂,同樣會給使用者帶來成本負擔。換句話講,毫米波只是6GHz中頻段的補充,不是替代品。

此外,對於一些光纖寬頻尚未普及的國家和地區,6GHz頻段的覆蓋和容量優勢非常適合為農村地區提供5G固定無線服務,從而代替更高成本的光纖接入方式,利於寬頻網路快速普及,縮小城鄉數字鴻溝。

自5G商用以來,中頻段已成為全球5G主流頻段,全球領先運營商已證明了中頻段對於推動5G發展的重要價值。比如,韓國基於3。5GHz頻段建設5G網路,不僅快速部署了一張廣覆蓋、大頻寬的5G網路,還帶動了VR/AR、超高畫質影片等新應用快速普及,實現了5G單使用者資料流量超4G三倍以上;我國三大運營商透過3。5/2。6GHz中頻段建網,不僅建成了全球規模最大的5G網路,為使用者帶來了成倍提升的網路體驗,更是在智慧鋼廠、智慧港口、智慧醫療等多個領域探索出了諸多5G新興應用,對行業數字化轉型、促進我國數字經濟發展產生了強大的推動作用。6GHz作為5G中頻段上的最後一段優質頻譜資源,可為當前的5G發展持續提供強大的動力,持續推動5G實現商業成功。

3GPP全球統一標準,更利於釋放6GHz頻段潛力

從產業生態看,當前3GPP正針對6GHz頻段研究5G標準,各大廠商也對工作於6GHz的5G技術進行了大量的研發和試驗。同時,從WRC-19立項、GSMA調研、3GPP NR立項到愛立信、華為、諾基亞、中興等大廠釋出宣告表明立場看,全球電信產業界對於支援6GHz用於5G已達成共識。相信基於3GPP全球統一的5G標準和強大的生態系統,將更利於6GHz頻段充分釋放價值潛力,促進5G技術和應用規模發展,普惠廣大使用者和各行各業。此外,6GHz用於授權頻譜,基於更先進的3GPP技術和運營商的部署、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5G普遍的大頻寬服務,使能5G新興應用持續繁榮生長,加速推動全社會數字化轉型。目前,我國已針對6GHz頻段用於5G進行了一系列規劃,比如已在WRC-19建議啟動研究6GHz用於IMT,IMT-2020(5G)推進組在2020年北京通訊展上已宣佈將在2021年適時開展6GHz的研究與測試。在此,也呼籲更多夥伴加入6GHz IMT產業推動工作,來共同推動未來十年行動通訊可持續性發展,加速實現“5G改變社會”的願景。

通訊路上,一起走!