5G網絡初始部署中的黃金頻段(5G部署頻段)
本文根據了解到的信息聊聊5G中的3.5GHz這個頻段,因為迄今為止全球很多大T運營商在5G網絡起始部署階段選用了這個頻段來部署自己的5G網絡,雖然是無奈之舉(如前所述的更低頻段被占用消耗分配殆盡),但也能看出這個頻段的市場占有率還是比較大的,這個頻段在3GPP頻段列表中的位置如下:
而中國內地四大運營商的頻譜中也可看到電聯被分配了這個頻段:
這個頻段可以說是不高不低,可以在覆蓋和容量之間取個折中(算是無法使用更低頻段的安慰下,哈哈,畢竟頻譜是稀缺資源)以在5G部署早中期提供較適中的5G連接服務。針對這個頻段的研究和規劃早已展開并形成了很好的生態系統,具備了很好的競爭力。由于5G毫米波高頻資源的引入,3.5GHz也可作為5G網絡的打底網絡提供覆蓋,雖然就頻段特性本身和布網經濟性來說,3.5GHz作為打底網絡還是不是很適合的(相對于更低頻段,比如700MHz )。
在過去15年中,雖然國際電聯ITU及其所屬區域組織在有關移動設備性能及與其他服務交互方面做了大量的工作,但是3.3-4.2GHz范圍內的全球協調還是比較有限的,歐洲針對3.4-3.8 GHz頻段在WRC-07之前和實際使用時的實施問題依然存在。在國際電聯這些努力之前,這里IMT聚焦的頻率范圍為3.3-3.8 GHz,各國都在試圖將之納入本地頻譜使用計劃,這意味著這個整個范圍的頻帶已經被5G用戶使用。對于3.3-4.2GHz頻段,大多數運營商需要80-100MHz帶寬來提升初始5G網絡部署的效率和可用性,而且隨著5G用戶的增長,運營商就會需要更多的頻譜來擴展網絡容量。歐洲和北美最早采用此頻段,并逐步擴展到波斯灣和東亞,歐洲和波斯灣國家使用3.4-3.8GHz這個范圍的頻段來提供5G服務,日本已經使用3.4-3.6GHz建設LTE,將使用3.6-4.1GHz建設5G。而美國使用3.55-3.7GHz和3.7-3.98建設5G網絡,同為北美區域的加拿大則也將從中選取500MHz的帶寬提供5G服務。下一頁的圖表展示了部分信息:
ITU及ITU之外組織針對3.5GHz頻段的時間表如下:
關于3.5GHz的網絡密度及成本討論:
充足的信道帶寬意味著充足的頻譜資源,它對網絡服務好壞起著至關重要的作用。更寬的信道會降低網絡密度,這是決定著5G服務成本的一個重要因素。它還具有其他優勢,比如包括較少的基站站點和較低的環境影響。站點數量與通道帶寬成反比:通道越窄意味著需要的站點越多。在3.5 GHz范圍內,將信道大小從100 MHz減小到60 MHz將需要將小區站點的數量增加大約64%:
而整個該頻段的生態系統也從較寬的信道受益,下圖表明了網絡發展的一個過程:
頻譜資源對網絡性能的影響如下:
很多5G應用需要較高的數據速率,比如視頻和VR等可能需要100Mbps以上的速率才能保證服務質量需求。5G帶寬影響著峰值和平均速率,舉例:
同步話題:
不同蜂窩移動網絡之間的同步能夠幫助3.5GHz使用效率的最大化并優化頻譜的使用。非同步網絡之間的隔離舉例大約60Km(co-channel部署),而如果采用鄰接信道的部署方式則可以大約需要14到16Km的隔離。特別地,對于TDD網絡來說,最好采用全網同步手段(比如GPS等)來避免干擾并最大化頻譜利用率,這樣的話附加的保護頻帶的需求就比較有限,網絡設備成本也就可以隨之降低了。而同一國家和地區運營商們的網絡之間的同步更是能夠有助于避免干擾。
總的來說,3.5GHz頻段作為5G網絡初始階段部署的“黃金頻段”,其生態的完善性是毋庸置疑的。下面以3GPP最新的頻帶列表來結束本文(來自TS38.104 版本h20):
Table 5.2-1: NR operating bands in FR1
