5G狂奔的道路上的最大攔路虎——頻譜資源短缺

標(biāo)準(zhǔn)落地，商用沖刺。然而，在5G一路狂奔的道路上，頻譜資源短缺成了一大攔路的難題。

相較于以往任何一代通信系統(tǒng)，5G需要滿足更加多樣化的場景和極致性能挑戰(zhàn)，那么就需對支持5G新標(biāo)準(zhǔn)的候選頻段進(jìn)行全頻段布局，然而，低頻段已經(jīng)異常擁擠，且大多涉及與其他系統(tǒng)干擾保護。在全球大多數(shù)地區(qū)，目前最直接的方式是利用頻率較高的頻段，包括6GHz以下的3GHz左右頻段及24GHz以上毫米波頻段，與低頻相比，這些頻段擁有更多可用帶寬。

在尋找新的頻譜資源的過程中，我國也面臨著前所未有的頻譜資源短缺困境。4G之前就已經(jīng)逐漸消耗了低頻段中的優(yōu)質(zhì)頻率，于是我國率先為5G劃分了低頻頻段，依照規(guī)劃，我國對5G頻段資源主要集中在3.5GHz和4.8GHz頻段。而之前備受關(guān)注，卻一直停留在征求建議階段的毫米波也有望取得進(jìn)展。

在不久前結(jié)束的5G和未來網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略研討會上，工信部通信發(fā)展司副司長陳立東要求，加強移動通信空口技術(shù)演進(jìn)、毫米波等新技術(shù)領(lǐng)域的研究。未來移動通信技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展推進(jìn)委員會專門設(shè)立的5G微波毫米波技術(shù)特別工作組，發(fā)布了5G毫米波頻譜規(guī)劃建議白皮書，唿吁我國迫切需要明確5G在毫米波頻譜布局并盡早確立可用頻段，應(yīng)盡早規(guī)劃24.75~27.5GHz以及37~42.5GHz，給產(chǎn)業(yè)明確指導(dǎo)方向，建議2018年年底完成頻率規(guī)劃，支撐2019年毫米波預(yù)商用試驗以及2020年毫米波大規(guī)模商業(yè)部署。

其實，在我國，毫米波技術(shù)也并不是一項此前從未涉及的技術(shù)。對此，對上述白皮書有著重要內(nèi)容貢獻(xiàn)的美國高通公司有著深刻的體驗。該公司中國區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人徐表示，通過與眾多中國廠商、合作伙伴的交流發(fā)現(xiàn)，中國在毫米波技術(shù)上的積累并不薄弱，許多研究機構(gòu)和大學(xué)都有相關(guān)的研究積累，在基站技術(shù)中也有一定程度的應(yīng)用。“實際上毫米波技術(shù)已在很多領(lǐng)域得以應(yīng)用了，而我們現(xiàn)在需要推動此技術(shù)走向更為廣泛的商業(yè)應(yīng)用。”記者了解到，在技術(shù)支持層面，包括多天線技術(shù)、寬帶的自動處理能力等，我國已經(jīng)有了一定的技術(shù)儲備作為毫米波技術(shù)的基礎(chǔ)，可能先利用6GHz以下頻段技術(shù)。目前，很多中國運營商和廠商在積極推動毫米波技術(shù)在這一頻段的應(yīng)用。

放眼全球，對毫米波進(jìn)行規(guī)劃已是大勢所趨。目前，在6GHz以下頻段，我們看到3GHz左右的頻段在全球都獲得關(guān)注。全球許多國家正在劃分或計劃劃分24GHz以上的毫米波頻段。2016年7月，美國將多達(dá)11GHz的毫米波頻譜劃分為5G頻段。包括歐洲、韓國、日本、澳大利亞和加拿大在內(nèi)的其他地區(qū)也正在劃分用于5G的毫米波頻譜。在某些情況下，其中一部分的毫米波頻譜可能會被劃分為共享或非授權(quán)頻譜——而不是授權(quán)頻譜，這在特定情況下可能是必需的。

“毫無疑問，毫米波頻譜在中國和全球范圍內(nèi)對于5G都至關(guān)重要。毫米波頻段可提供極致帶寬，因此其對于滿足更好、更快的增強型移動寬帶需求至關(guān)重要，同時與目前中國和世界其他地區(qū)的千兆級LTE服務(wù)相比，毫米波頻段可為5G提供顯著的差異化。”徐這樣認(rèn)為。

這種重要性在一系列測試中的對比數(shù)據(jù)上可見一斑。對此，高通進(jìn)行了一系列5G真實網(wǎng)絡(luò)模擬實驗。在美國舊金山的實驗中進(jìn)行了5G網(wǎng)絡(luò)模擬實驗，通過現(xiàn)有的LTE的基站輔以毫米波容量，實現(xiàn)了5倍的網(wǎng)絡(luò)容量增益，同時，在4G達(dá)到100%覆蓋的情況下，將毫米波加入現(xiàn)有的4G基站，可以實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)65%的覆蓋率。在法蘭克福的另一組實驗則是在6GHz以下頻譜上進(jìn)行的4G轉(zhuǎn)換為5G的模擬實驗，就下載速率而言，從4G用戶均值的56Mbps提升至5G用戶均值的超過490Mbps，實現(xiàn)了8.8倍的增益，從小區(qū)邊緣突發(fā)數(shù)據(jù)而言，可以達(dá)到9.2倍的增益。

得益于試驗的成果，目前，高通已經(jīng)開發(fā)并展示利用6GHz以下和毫米波這兩個頻段范圍的試驗平臺，并推出可支持在6GHz以下和毫米波頻段運行的5G新空口的調(diào)制解調(diào)器驍龍X50。

對于毫米波的挑戰(zhàn)，徐也坦言：“使用毫米波頻段傳輸更容易造成路徑受阻與信號衰減，因此，毫米波信號傳輸?shù)母咝院汪敯粜允俏覀兊难邪l(fā)重點之一，另外，對于如何使毫米波技術(shù)更好地適應(yīng)終端的尺寸和功耗也是高通的技術(shù)研究方向。”