頻段帶寬是什么意思

在中國(guó)，沒(méi)有一個(gè)頻段像700m那樣搶眼。

被稱(chēng)為移動(dòng)通信的“黃金頻段”，在4g時(shí)代點(diǎn)燃了無(wú)數(shù)話題。

700m，比較后有這么好的口碑，承載了這么多期待。

5g時(shí)代，中國(guó)廣電以700m正式進(jìn)入市場(chǎng)，成為第四大移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商。

這個(gè)手握重兵器的新玩家是默默無(wú)聞，跟風(fēng)，還是特色鮮明，偏劍？

本期我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)700m。

第一，“黃金頻段”也有缺點(diǎn)

130多年前，隨著赫茲實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上電火花閃爍的，人類(lèi)開(kāi)啟了電磁波之門(mén)。從此，這種看不見(jiàn)摸不著的神秘物質(zhì)被人類(lèi)馴服了。

電磁波以正弦波的形式在空間傳播，這里介紹一個(gè)簡(jiǎn)單而神奇的公式：

c=f

c:它是光速，這是中的一個(gè)基本常數(shù)。電磁波以光速傳播。

:它是波長(zhǎng)，也就是電磁波在一個(gè)周期內(nèi)可以傳播的距離。

f:它是頻率，也就是說(shuō)，它每秒可以傳播幾個(gè)周期。該單位以赫茲命名。比如1hz表示電磁波每秒傳播一次，1000000hz(也叫1mhz或1mhz)表示每秒傳播一百萬(wàn)個(gè)周期。

因?yàn)楣馑俨蛔儯ㄩL(zhǎng)和頻率成反比，即波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低；反之，波長(zhǎng)越短，頻率越高。

下圖是5g定義的兩個(gè)頻段，其中fr1的范圍是410mhz到7125mhz。事實(shí)上，4g使用的主流頻譜在700兆赫茲到3500兆赫茲之間，而5g繼承了4g頻譜，繼續(xù)擴(kuò)展到高頻帶和大帶寬。

頻率越高，可用頻譜帶寬越大，峰值速率越高。這滿足了5g超高速率的需求，但更高頻段的缺點(diǎn)也不容忽視。

即頻率越高，波長(zhǎng)越短，傳播越直，在復(fù)雜環(huán)境中傳播損耗越大，折射和衍射能力越差。我們比較直觀的感覺(jué)就是穿墻能力差。

比如wifi信號(hào)和燈光都是電磁波，wifi信號(hào)使用2.4ghz和5ghz的頻率。我們也可以討論一個(gè)家用路由器是可以穿一面墻還是兩面墻；可見(jiàn)光的頻率很高，是wifi的10萬(wàn)倍以上，不能穿墻，甚至不能穿紙。

因此，在構(gòu)建基站時(shí)，使用的頻帶越高，基站的覆蓋半徑越小。為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋，基站必須建得非常密集。也就是說(shuō)，頻段越高，需要建的基站越多，成本自然會(huì)上升。

而且信號(hào)頻率高，使得室內(nèi)覆蓋更加困難。

如上圖所示，從基站到達(dá)你家，基站信號(hào)需要經(jīng)過(guò)室外傳播損耗、繞射損耗、樹(shù)木房屋穿透損耗、室內(nèi)傳播損耗等五個(gè)殺手，需要強(qiáng)壯的人才能生存。

700mhz，就是這么強(qiáng)。

它是移動(dòng)通信中應(yīng)用比較廣泛的低頻帶(小于1ghz，也叫sub1g)，傳播損耗小，覆蓋能力強(qiáng)。

到2020年底，中國(guó)移動(dòng)已建成約35萬(wàn)個(gè)5g基站，基本實(shí)現(xiàn)了大部分地級(jí)市的覆蓋。但是為了覆蓋廣大的縣城和郊區(qū)，需要更多的基站。

中國(guó)移動(dòng)使用的5g頻譜為2.6ghz，略高于4g頻譜。目前全國(guó)4g基站315萬(wàn)個(gè)，需要新建的基站數(shù)量可想而知。

據(jù)報(bào)道，使用700m頻段，只能建45萬(wàn)到50萬(wàn)個(gè)基站覆蓋全國(guó)。廣電計(jì)劃2021年建設(shè)40萬(wàn)個(gè)基站，覆蓋全國(guó)90%以上的村莊。

可見(jiàn)700m波段的覆蓋優(yōu)勢(shì)是巨大的，這也是它被稱(chēng)為“黃金波段”的原因。

那么，這個(gè)“金樂(lè)隊(duì)”真的完美嗎？

700m的優(yōu)劣互為因果，密不可分。

由于700m的頻率較低，波長(zhǎng)比較大，導(dǎo)致發(fā)送或接收信號(hào)時(shí)需要的天線振子尺寸較大。但是天線的面積有限，自然容納不了太多的振蕩器。

所以5g的核心技術(shù)—— massive mimo和700m基本不搭界。

目前2600m或3500m頻段的主流5g產(chǎn)品都是192元64天線的aau，而700m只能使用之前的4端口天線的rru。

另外，手機(jī)可以支持2600m或3500m頻段的4天線接收，但700m m只能支持2天線接收。

這樣，從小區(qū)容量來(lái)看，2600m或3500m頻段可以支持16路數(shù)據(jù)并發(fā)，而700m只能同時(shí)支持4路數(shù)據(jù)并發(fā)。對(duì)于單個(gè)手機(jī)，使用2600m或3500m頻段時(shí)，可以同時(shí)接收4個(gè)數(shù)據(jù)流，而使用700m時(shí)，只能同時(shí)接收2個(gè)數(shù)據(jù)流。

而且700m的可用帶寬遠(yuǎn)小于3500m，使得容量不足的問(wèn)題更加嚴(yán)重。

也就是說(shuō)，700m在覆蓋面上是“黃金帶”，但容量不足。

第二，頻帶和帶寬為700米

既然700m頻譜這么火，那我們大街上說(shuō)的700m是什么？700mhz到800mhz是100m帶寬嗎？

事實(shí)上，在4g時(shí)代，3gpp定義了一系列頻段列表，已經(jīng)包括700m了。

從上圖可以看出，4g定義的700m分為北美700和亞太700兩個(gè)系列。b12、b13、b14、b17屬于北美700，顧名思義主要用于北美。b28被稱(chēng)為亞太700，主要用于亞太地區(qū)。

事實(shí)上，亞太700在4g時(shí)代已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗膸挻螅采w面好。范圍不限于亞太地區(qū)，只要這個(gè)頻段在某個(gè)國(guó)家有，并且有手機(jī)支持。

5g時(shí)代北美700只定義了n12和n14，因?yàn)樘槠恕喬?00(n28)依舊火爆。

4g時(shí)代，比較大載波帶寬是20m，但為了追求超高速，信道帶寬越大越好。

協(xié)議應(yīng)該為n28定義多少載波帶寬？首先，不能超過(guò)45m的比較大范圍。其次，誰(shuí)需要誰(shuí)就提高嗓門(mén)向3gpp求婚。

于是，中國(guó)廣電大吼一聲：這個(gè)頻段被我家壟斷了，我們就指望著5g做大帶寬。需要支持30m和40m帶寬！

這個(gè)提議的理由很好，3gpp已經(jīng)接受了。

由于該n28屬于fdd模式，需要使用不同的頻率來(lái)區(qū)分上行和下行。也就是說(shuō)，移動(dòng)電話使用的上行頻帶不同于基站使用的下行頻帶。

不僅上下行頻段不同，帶寬也可以不同。

基站可以使用比較大帶寬40m，手機(jī)只能使用比較大帶寬30m，30m的帶寬已經(jīng)固定：703-733mhz，或者718-748mhz。

雖然工信部發(fā)文4g和5g使用703-743/758-798mhz(上下行40m帶寬)，但目前廣電仍使用30m上行，703-733mhz上行，758-788mhz下行。

從上圖我們也可以看出fdd的含義：上行和下行使用兩個(gè)獨(dú)立的頻譜。所以對(duì)于廣電頻段的使用，我們經(jīng)常用2x30m來(lái)描述，即上下行帶寬30m，總共用60m。

所以如果一定要比較fdd 700m載波和tdd 2600m或3500m載波的頻譜資源，那就是60: 100，也就是3: 5。

由于tdd模式可以自由調(diào)整上下行時(shí)隙的比例，因此可以很好地支持面向下行、面向上行、上下行均衡等不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型。

而fdd更適合上下行均衡的業(yè)務(wù)，因?yàn)樯舷滦惺褂玫念l譜帶寬是對(duì)稱(chēng)的。

實(shí)際使用中，兩者優(yōu)勢(shì)可以結(jié)合，2600m或3500m載波側(cè)重下行容量，700m補(bǔ)充下行容量，側(cè)重上行覆蓋。

這就是“高低頻聯(lián)網(wǎng)”。

三、7億“共建共享”

目前廣電除了700m，在4.9g上也有60mhz帶寬，這個(gè)頻段有低有高，一個(gè)fdd一個(gè)tdd，覆蓋和容量，兼顧上下行。是不是很美？

當(dāng)時(shí)中國(guó)聯(lián)通和電信已經(jīng)決定聯(lián)合建設(shè)和共享5g，使其在3.5ghz有200m的帶寬，在2.1ghz有45m的帶寬，這也是高低頻、fdd和tdd的結(jié)合，不僅頻帶寬，而且覆蓋面好。

現(xiàn)在中國(guó)移動(dòng)有些慌了。我在2.6ghz有160m的帶寬，比中國(guó)電信聯(lián)通在3.5ghz的帶寬小，雖然在4.9ghz有100m，但是頻段高，覆蓋弱，所以和中國(guó)聯(lián)通的競(jìng)爭(zhēng)不占優(yōu)勢(shì)。

要是能借廣電的7億就好了！兩家一談，一拍即合，決定共建共享。

然后廣電有700m“黃金頻段”加4.9ghz，頻段缺一不可。為什么要和移動(dòng)一起打造和分享5g？

其實(shí)想想廣播電視還是挺難的，盡管抱著笨重的設(shè)備，還是從零開(kāi)始：一切從零開(kāi)始，經(jīng)驗(yàn)少；如果造無(wú)線，就得造承載器，成本高；體積小，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的驅(qū)動(dòng)力弱；花大價(jià)錢(qián)建網(wǎng)絡(luò)，收入能不能維持運(yùn)營(yíng)成本就不好說(shuō)了。

在行業(yè)龍頭中國(guó)移動(dòng)的支持下，一切都不算什么：

1. 天面共享: 700m直接和中國(guó)移動(dòng)的900m合并，共用天線和發(fā)射塔，成本低。

2. 傳輸共享:中國(guó)移動(dòng)的承載網(wǎng)絡(luò)非常完整。如果能借，不僅成本低，還能快速開(kāi)700m 5g。

3. 容量共享:廣電共享700m，可以為中國(guó)移動(dòng)提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋，同時(shí)也可以享受移動(dòng)在2.6ghz的容量?jī)?yōu)勢(shì)，相互需要，相互補(bǔ)充。

4. 降低成本:建設(shè)700米網(wǎng)絡(luò)，投資比例133.36萬(wàn)1，可以緩解廣電資金壓力，實(shí)現(xiàn)低成本、快速的5g網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

5. 產(chǎn)業(yè)拉動(dòng):中國(guó)移動(dòng)作為比較大的運(yùn)營(yíng)商，能夠迅速推動(dòng)700m產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，把握5g建設(shè)的窗口和時(shí)代的機(jī)遇。

此外，中國(guó)移動(dòng)和廣電的4.9ghz頻段也比較接近，也可以搭建共享。真是絕配。

4.廣電做5g有什么優(yōu)勢(shì)？

中國(guó)傳統(tǒng)三大運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)深入涉足多年，用戶(hù)數(shù)量龐大。廣電作為5g時(shí)代的新玩家，如果只提供同質(zhì)化的服務(wù)，顯然無(wú)法與前輩競(jìng)爭(zhēng)。

廣電應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)差異化服務(wù)？大自然是你的老本行：廣播電視.

其實(shí)早在3g時(shí)代，3gpp就已經(jīng)支持多媒體廣播組播業(yè)務(wù)(mbms)，可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似移動(dòng)電視的功能。但是，由于網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，它仍然需要內(nèi)容管理，這一點(diǎn)還沒(méi)有得到發(fā)展。

在4g時(shí)代，比較初的mbms被升級(jí)為embms(增強(qiáng)型多媒體廣播多播服務(wù))，但它仍然沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。

在5g時(shí)代，一種全新的5g廣播組播業(yè)務(wù)(nrmb)將被引入3gpp協(xié)議的r17標(biāo)準(zhǔn)，這是廣電的業(yè)務(wù)發(fā)展目標(biāo)。

廣電不僅擁有高質(zhì)量的700m頻譜，可以實(shí)現(xiàn)5g廣域覆蓋，而且廣電資源豐富，簡(jiǎn)直。

因?yàn)閺V播業(yè)務(wù)不需要交互，只需要下行，不需要上行，所以手機(jī)不需要認(rèn)證，只要手機(jī)支持，就可以接收視頻廣播，對(duì)于電視、汽車(chē)、可穿戴設(shè)備都沒(méi)有問(wèn)題。

而且基站只需要一個(gè)信道發(fā)送，接收廣播的用戶(hù)數(shù)量不受限制，不僅大大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)資源，還達(dá)到了一次傳輸多用戶(hù)計(jì)費(fèi)的效果。

近日，中國(guó)廣電副總經(jīng)理曾慶軍表示：國(guó)家電網(wǎng)致力于讓每部手機(jī)在即將到來(lái)的2022年冬奧會(huì)上都能收看廣播電視，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)擁堵，也不用擔(dān)心流量不足！

這一切看起來(lái)如此美妙，讓我們拭目以待！