為什么廣電的700M被稱為移動通信的黃金頻段？

在中國，任何一個頻段都不及700M這樣引人矚目。

它被稱作移動通信的「黃金頻段」，在4G時代就曾引爆過無數(shù)的話題。

700M，到底何德何能，有如此之美譽，承載如此多的期望？

到了5G時代，中國廣電攜700M在眾望所歸中正式入局，成為了第四家移動運營商。

這位手握重器的新晉玩家，是籍籍無名，亦步亦趨，還是特色鮮明，劍走偏鋒？

本期，我們就來聊聊700M的那些事兒。

一、「黃金頻段」也有缺點

130多年前，隨著電火花的微光在赫茲的實驗臺上的閃爍，人類叩開了電磁波的大門。從此，這種看不見摸不著的神秘物質(zhì)開始被人類馴服。

電磁波在空間中以正弦波的形式進行傳播，這里要引入一個簡單而神奇的公式：

C=λf

C：就是光速，光速是宇宙中的一個基本常量，電磁波正是以光速傳播。

λ：就是波長，就是電磁波在一個周期內(nèi)能傳播的距離。

f：就是頻率，也就是每秒能傳播幾個波長。單位就以赫茲為名，舉例來說，1Hz的含義就是電磁波每秒傳播一個波長，1000000Hz（又叫1MHz或者1兆Hz）的含義就是每秒傳播一百萬個波長。

由于光速恒定，所以波長和頻率就是成反比關(guān)系，即波長越長，頻率越低；反過來就是波長越短，頻率越高。

下圖是5G定義的兩個頻段范圍，其中FR1的范圍是410MHz到7125MHz，實際上，4G使用的主流頻譜就處于700MHz到3500MHz之間，5G則在繼承4G頻譜的同時不斷向高頻段，大帶寬拓展。

頻率越高，可用的頻譜帶寬也就越大，能提供的峰值速率也就越高。這滿足了5G超高下載速率的需求，但較高的頻段的缺點也不可忽視。

那就是，頻率越高，波長越短，越趨向于直線傳播，在復雜環(huán)境中的傳播損耗越大，折射和繞射能力越差。我們對此最直觀的感受就是穿墻能力差。

舉例來說，WiFi信號和燈光都是電磁波，WiFi信號使用的頻率為2.4GHz和5GHz，我們還能討論下家用路由器能穿一堵墻還是兩堵墻的問題；而可見光的頻率非常高，是WiFi所在頻率的十幾萬倍，因此不但穿不了墻，甚至連紙都穿不了。

因此，在進行基站建設(shè)時，使用的頻段越高，基站的覆蓋半徑就越小，想要達到連續(xù)覆蓋的話，就必須把基站建得很密集。也就是說，頻段越高，需要建的基站也就越多，成本自然是水漲船高。

并且，信號的頻率高了，對于室內(nèi)的覆蓋，是要難上加難。

如上圖所示，基站信號要從基站到達你家，需要經(jīng)過室外傳播損耗，繞射損耗，樹木和房屋的穿透損耗，以及室內(nèi)的傳播損耗等五大殺手，需要強者才能生存。

700MHz，正是這樣的強者。

它是移動通信最廣泛使用的低頻段（小于1GHz，也稱Sub1G），傳播損耗小，覆蓋能力非常強大。

到2020年底，中國移動已建成5G基站約35萬個，才基本實現(xiàn)了大部分地級市的覆蓋。但要覆蓋廣大縣城和郊區(qū)，還需要更多的基站。

中國移動使用的5G頻譜為2.6GHz，稍高于4G的頻譜。目前移動在全國共有315萬個4G基站，5G覆蓋要達到4G的覆蓋程度，還需新建的基站數(shù)量可想而知。

據(jù)透露，使用700M頻段，只需建設(shè)45萬到50萬個基站就可以覆蓋全國了。廣電計劃2021年建40萬個基站，就可以覆蓋到全國90%以上的村莊。

由此可見，700M頻段的覆蓋優(yōu)勢是非常巨大的，這樣正是它被稱作「黃金頻段」的原因。

那么，這個「黃金頻段」就真的完美無缺么？

所謂成也蕭何敗也蕭何，700M的缺點和優(yōu)點互為因果，不可分割。

由于700M的頻率低，所以波長就相對較大，導致信號在發(fā)送或者接收時，需要的天線振子的尺寸也必須相應變大。但天線的面積是有限的，自然容不下太多的振子。

于是，5G的核心技術(shù)——大規(guī)模天線陣列（Massive MIMO）也就基本跟700M無緣了。

目前商用的2600M或者3500M頻段下的5G主流產(chǎn)品都是192振子64天線的AAU形態(tài)，而700M則只能沿用之前的RRU形態(tài)加4端口天線。

并且，手機在2600M或者3500M頻段下可以支持4天線接收，而在700M下則只能2天線接收。

這樣一來，從小區(qū)容量角度來說，2600M或者3500M頻段可支持16流數(shù)據(jù)并發(fā)，而700M則只能同時支持4流數(shù)據(jù)并發(fā)。對單個手機來說，用2600M或者3500M頻段時，可同時接收4流數(shù)據(jù)，而用700M則只能同時接收2流數(shù)據(jù)。

并且，700M的可用帶寬也比動輒數(shù)百兆的3500M頻段要小得多，這就讓容量不足的問題雪上加霜。

也就是說，700M從覆蓋角度來說是「黃金頻段」，但在容量上卻是短板。

二、700M的頻段和帶寬

既然700M頻譜這么炙手可熱，我們街頭巷尾議論紛紛的700M到底是哪一段？莫非是700MHz到800MHz這100M的帶寬？

其實，在4G時代，3GPP就定義了一系列的頻段列表，早已把700M囊括在內(nèi)。

從上圖可以看出，4G定義的700M的分為兩個系列：北美700和亞太700。其中B12，B13，B14，B17屬于北美700，顧名思義主要在北美使用；B28則叫做亞太700，主要在亞洲太平洋區(qū)域使用。

實際上，由于亞太700的帶寬較大，覆蓋也好，在4G時代得到了廣泛使用。范圍并不局限于亞太，只要某個國家此頻段可用，再加上手機支持就行。

到了5G時代，北美700由于過于零碎，就只定義了n12和n14。亞太700（n28）則依然是備受青睞。

在4G時代，載波帶寬最多就20M，但5G為了追求超高速率，信道帶寬是越大越好。

那協(xié)議到底該給n28定義多大載波帶寬呢？首先肯定不能超出45M的最大范圍，其次就是誰有需求誰就抬高嗓門給3GPP提議。

于是，中國廣電振臂一呼：這個頻段我一家獨占，就指望著拿來做大帶寬的5G呢，支持30M和40M帶寬是必須的！

這個提議的理由非常充分，3GPP也就接受了。

由于這個n28屬于FDD模式，需要使用不同頻率來區(qū)分上下行。也就是說手機使用的上行頻段和基站使用的下行頻段是不同的。

不但上下行頻段不同，連帶寬也可以不同。

基站可以使用最大40M帶寬，但手機最多只能用30M帶寬，并且這30M帶寬已經(jīng)被定死了：703-733MHz，或者718-748MHz這兩段，你看著挑吧。

雖說工信部已發(fā)文將703-743/758-798MHz（上下行各40M帶寬）用于4G和5G，但目前看來，廣電使用的還是上下行各30M，上行使用703-733MHz，下行則是758-788MHz。

從上圖也可以看出FDD的奧義：上下行使用兩段分離的頻譜。因此對于廣電的頻段使用，我們也經(jīng)常使用2x30M來描述，就是上下行各30M帶寬，總共使用了60M。

因此如果一定要拿廣電FDD 700M載波跟TDD 2600M或者3500M載波來對比頻譜資源多寡的話，就是60：100，即3：5的關(guān)系。

由于TDD模式可自由調(diào)節(jié)上下行時隙的比例，因此對于下行為主，上行為主，上下行均衡等不同的業(yè)務(wù)類型都能很好地支持。

而FDD由于上下行使用的頻譜帶寬是對稱的，更適合于上下行比較平衡的業(yè)務(wù)。

在實際使用中，可以把兩者的優(yōu)勢結(jié)合起來，2600M或者3500M載波主攻下行容量，700M補充下行容量的同時，主攻上行覆蓋。

這就是「高低頻組網(wǎng)」。

三、700M的「共建共享」

目前廣電除了擁有700M之外，還在4.9G上有60MHz的帶寬，這倆頻段一低一高，一個FDD一個TDD，覆蓋和容量，上下行兼顧，豈不美哉？

彼時，中國聯(lián)通和電信已經(jīng)決定5G共建共享，這樣一來他們就擁有了3.5GHz上的200M帶寬，再加上2.1GHz上的45M帶寬，也是高低頻，F(xiàn)DD加TDD的組合，不但頻段寬，覆蓋也好。

這下中國移動就有些慌。自己在2.6GHz上有160M帶寬，相比電信聯(lián)通在3.5GHz上的帶寬小。雖說在4.9GHz上還有100M，但頻段高覆蓋弱，跟電信聯(lián)通競爭不占上風。

如果能把廣電的700M借過來用就好了！兩家一談，就一拍即合，決定也來個共建共享。

那廣電這樣擁有700M「黃金頻段」再加4.9GHz，頻段不缺的天之驕子，為什么要和移動進行5G共建共享呢？

其實想想雖手握重器但白手起家的廣電也挺難的：一切從零開始，經(jīng)驗少；建了無線還得建承載，成本高；體量小，對產(chǎn)業(yè)鏈的推動力弱；花大價錢建了網(wǎng)，收入能否維持運營成本都難說。

而有了行業(yè)大佬中國移動的扶持，一切就都不是事了：

1. 天面共享：700M直接跟中國移動的900M合路，共用天線和鐵塔，成本低。

2. 傳輸共享：中國移動的承載網(wǎng)絡(luò)非常完備，如果能借用的話，不但成本低，還可快速開通700M的5G。

3. 容量共享：廣電共享700M，為中國移動完善網(wǎng)絡(luò)覆蓋的同時，也可享受移動在2.6GHz的容量優(yōu)勢，各取所需，相得益彰。

4. 降低成本：通過1:1的投資比例共建700M網(wǎng)絡(luò)，可緩解廣電的資金壓力，實現(xiàn)低成本，快速的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

5. 產(chǎn)業(yè)拉動：中國移動作為全球體量最大的運營商，可快速推進700M產(chǎn)業(yè)鏈成熟，把握5G建設(shè)窗口和時代機遇。

此外，中國移動和廣電的4.9GHz頻段也是緊挨著的，也可以進行共建共享，真是天作之合啊。

四、廣電做5G有什么優(yōu)勢？

中國傳統(tǒng)的三大運營商已深耕多年，用戶數(shù)眾多，廣電作為一個5G時代的新玩家，如果只提供同質(zhì)化業(yè)務(wù)，顯然是沒法跟前輩進行競爭的。

那廣電要怎樣實現(xiàn)差異化服務(wù)呢？自然是自己的老本行：廣播電視。

其實早在3G時代，3GPP就已經(jīng)支持了多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（MBMS），可實現(xiàn)類似手機電視的功能，但是由于網(wǎng)絡(luò)復雜，還需要內(nèi)容經(jīng)營，一直沒有發(fā)展起來。

到了4G時代，原先的MBMS升級成了eMBMS（增強的多媒體廣播多播業(yè)務(wù)），然而依舊沒有發(fā)展起來。

到了5G時代，在3GPP協(xié)議的R17標準上，將會引入全新的5G廣播多播服務(wù)（NRMB），這正是廣電的業(yè)務(wù)發(fā)展目標。

廣電不但有優(yōu)質(zhì)的700M頻譜，可以實現(xiàn)5G廣域覆蓋，還有豐富的廣播電視資源，這優(yōu)勢簡直是得天獨厚。

由于廣播業(yè)務(wù)不需要交互，只有下行，不需要上行，因而也就對手機不需要鑒權(quán)，只要手機支持就可以接收視頻廣播，用于電視，汽車，可穿戴設(shè)備統(tǒng)統(tǒng)沒有問題。

并且，基站只需一個信道發(fā)送即可，同時接收廣播的用戶數(shù)不受限制，不但大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，還能實現(xiàn)一次發(fā)送，多用戶收費的效果。

近期，中國廣電副總經(jīng)理曾慶軍就表示：國網(wǎng)致力于在即將到來的2022年冬奧會上，讓每部手機都能收看廣播電視，既沒有網(wǎng)絡(luò)擁堵，又不怕流量不夠！

這一切看起來如此美妙，讓我們拭目以待吧！

原文標題：廣電的700M為什么被稱為黃金頻段？

文章出處：【微信公眾號：中科院半導體所】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

責任編輯：haq