700MHz頻段的應(yīng)用與發(fā)展探討

李廣平

【摘要】 無線電頻譜因其獨(dú)一無二的不可再生性成為通信中最為寶貴的資源。ITU 和各國對(duì)于無線電頻譜的劃分有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。700 MHz頻段穿透性能好、覆蓋范圍大，適合大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋。700MHz頻段可為用戶提供優(yōu)質(zhì)、高性能、低成本的移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)，更加有利于LTE的發(fā)展。本文針對(duì)700MHz頻段所具有的兩大優(yōu)勢（覆蓋能力強(qiáng)、穿透損耗小）以及未來基于700MHz頻段組網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了系統(tǒng)分析。在此基礎(chǔ)上，建議廣電與電信企業(yè)能夠彼此進(jìn)行深度合作，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式，加速 700MHz頻譜資源的再利用，創(chuàng)造更大業(yè)務(wù)價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】 通信與信息系統(tǒng) 無線電頻譜 700 MHz頻段 LTE 穿透損耗

The application and development of 700 MHZ band

LI Guang Ping（The fourth branch of China International Telecommunication Construction Corporation， Zhengzhou 450052，China） Abstract：Radio spectrum is the most valuable resource in communications because of its unique irreducibility. The ITU and other countries have strict standards for the division of radio spectrum. 700 MHz band has a better penetration performance， wider coverage area and suitable for a wide range of network coverage. The 700 MHZ band can provide users with high-quality， high performance and low cost of mobile broadband business， which is more conducive to the development of LTE. This article analyzes the advantages on using 700 MHz frequency （wide coverage and less penetration loss） as well as the 700 MHZ band networking challenges we will facing in the future. On this basis， The Bureau of Radio and Television should in-depth cooperation with telecommunication companies， unified coordination， innovative business model， accelerate 700 MHZ of spectrum resources recycling， which can create greater value.

Keywords：Communication and information systems， The radio spectrum， 700 MHz frequency range， LTE， Penetration loss

一、現(xiàn)狀分析

5G…物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代即將到來，頻譜是無線通信最重要的戰(zhàn)略資源。業(yè)內(nèi)常說的“700M”，即處于…698MHz-806MHz/862MHz之間的頻段，其穿透性能好、覆蓋范圍大，適合大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋，且組網(wǎng)成本低。700MHz信號(hào)傳播質(zhì)量明顯優(yōu)于2.6…GHz等高頻段，同時(shí)，700…MHz頻段可為用戶提供優(yōu)質(zhì)、高性能、低成本的移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)，更加有利于LTE的發(fā)展。

因此，作為…LTE…部署首選頻段，700MHz頻譜利用已成國際風(fēng)潮。2015…年…11…月，世界電信聯(lián)盟（ITU）在世界無線電會(huì)議（WRC）上確認(rèn)700MHz頻譜可在歐洲、非洲、中東和中亞地區(qū)用于移動(dòng)服務(wù)。

如今，隨著全球范圍內(nèi)數(shù)據(jù)流量的飆漲，各國對(duì)700MHz頻譜的利用進(jìn)程正在加快。在亞洲，菲律賓兩大運(yùn)營商正爭分奪秒部署最新獲得的700MHz頻譜。Globe…近日宣布，該國首個(gè)700MHz波段蜂窩基站已投入運(yùn)營，其計(jì)劃先在200個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行初步推廣。

同時(shí)，PLDT也宣布將利用700M頻譜加快部署LTE業(yè)務(wù)，目前正與部分設(shè)備制造商進(jìn)行接觸，試圖研究出更實(shí)惠的…LTE…智能電話和平板電腦。

早前，歐盟呼吁在2020年前釋放700MHz頻段用于移動(dòng)服務(wù)。一些歐盟成員國已在推動(dòng)使用700MHz頻段用于移動(dòng)服務(wù)：2015年6月，德國成為歐洲首個(gè)拍賣700MHz頻譜的大國市場，拍賣共籌資…10…億歐元；2015年11月，法國也拍賣了同樣的2×30MHz頻段，獲資…28…億歐元；同時(shí)，英國電信監(jiān)管機(jī)構(gòu)Ofcom宣布計(jì)劃到2020年釋放700MHz頻段；此外，意大利計(jì)劃將700MHz頻段用于高速移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的截止期限推遲到2022年，丹麥、芬蘭、瑞典也都針對(duì)700MHz頻譜的再分配有了初步計(jì)劃[1]。

我國當(dāng)前廣播電視行業(yè)共有兩段廣播頻率屬于UHF頻段（470MHz～806MHz）。隨著地面電視模數(shù)轉(zhuǎn)換工作的持續(xù)推進(jìn)，多套節(jié)目模擬信號(hào)可壓縮到1…個(gè)原模擬頻段的帶寬里，700MHz頻段可釋放出約100M資源，部分空閑頻段可以作為移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)使用，這將成為未來矚目的焦點(diǎn)[2]。

2014年底，廣科院確定無線雙向網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)新得提出8M帶寬、1024QAM、分層調(diào)制等創(chuàng)新技術(shù)；endprint

2015年6月，廣科院發(fā)布《廣播電視無線雙向系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)V1》…；

2015年8月-12月，上海、杭州、廣東江門、深圳等地部署700M雙向網(wǎng)實(shí)驗(yàn)局；

2016年1月中國廣電獲得工信部頒發(fā)的因特網(wǎng)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)、因特網(wǎng)接入服務(wù)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)托管業(yè)務(wù)、國內(nèi)多方通信服務(wù)業(yè)務(wù)等7張跨地區(qū)電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證，具備了在全國范圍內(nèi)進(jìn)行電信業(yè)務(wù)的條件。

在牌照具備之下，近日國網(wǎng)公司又拿到了700M頻段。

二、700MHz頻段優(yōu)勢

2.1 700MHz頻段覆蓋能力強(qiáng)

無線通信系統(tǒng)的性能主要受到移動(dòng)無線信道的制約，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳播路徑非常復(fù)雜，信號(hào)在傳播過程中，從端到端之間，存在多種損耗與增益，所有的損耗與增益都會(huì)對(duì)覆蓋半徑造成影響。

在一定的傳播環(huán)境下，小區(qū)的覆蓋范圍直接取決于所允許的最大路徑損耗。

鏈路預(yù)算是指對(duì)通信鏈路中的增益與損耗進(jìn)行核算，即計(jì)算在一個(gè)呼叫連接中、保持一定呼叫質(zhì)量下，鏈路所允許的最大傳播損耗，從而結(jié)合傳播模型確定基站的覆蓋范圍[3]。LTE上行鏈路的鏈路預(yù)算示意圖如圖1所示。

通過鏈路預(yù)算，可以得出700MHz頻段時(shí)不同場景下小區(qū)覆蓋半徑、站間距、覆蓋面積和不同頻段下快速建網(wǎng)所需要的基站個(gè)數(shù)，分別如表1和表2所示：

由表2可以看出：相對(duì)于其他高頻段，當(dāng)LTE部署在700…MHz頻段時(shí)，其快速建網(wǎng)所需基站數(shù)目較少，網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力更強(qiáng)，在相同的覆蓋要求下，將大大有利于基站網(wǎng)絡(luò)的快速部署，同時(shí)有效節(jié)約建設(shè)成本。

2.2 700MHz頻段穿透損耗小

當(dāng)無線信號(hào)通過建筑或車體時(shí)，無線信號(hào)的穿透損耗非常大，極不利于信號(hào)的傳播。穿透損耗的大小與無線電波頻率、建筑物類型、電波入射角等因素有關(guān)[4]。通常，無線電波的頻率越高，穿透損耗越大。700…MHz與2.6…GHz的穿透損耗的對(duì)比如表3所示：

三、700MHz組網(wǎng)面臨挑戰(zhàn)

3.1 考慮產(chǎn)業(yè)化程度，盡可能降低設(shè)備和終端成本

2014年2月成立APT700產(chǎn)業(yè)論壇以來，700MHz網(wǎng)絡(luò)已廣泛在亞太/拉美落地，多個(gè)全球統(tǒng)一頻譜/制式用于LTE，方便用戶漫游，從而促進(jìn)該區(qū)域的信息技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。截止2016-6…GSA報(bào)告，ATP700…FDD（B28）商用終端（手機(jī)/平板/CPE/MiFi）已有372款，Apple、ZTE、Huawei、三星、LG等主流廠家都有支持。

因此，在對(duì)700MHz進(jìn)行組網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮已有產(chǎn)業(yè)化程度，盡可能降低設(shè)備和終端成本，最大限度提高市場效益。

3.2 頻譜規(guī)劃應(yīng)滿足地面電視和LTE共存要求

總局給700M雙向網(wǎng)試點(diǎn)城市批復(fù)了以8M為單位的頻點(diǎn)，如圖2所示，…LTE需支持8MHz帶寬組網(wǎng)，目前LTE…8M組網(wǎng)華為、ZTE等廠家均能夠支持。

目前8M組網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方案為：…

？ 空口下行邊緣1MHz的RB不分配，并通過RRU數(shù)字成型濾波性慮成8MHz；

？ 上行采用PUCCH…Blanking技術(shù)控制終端只使用8M帶寬；…

？ 系統(tǒng)廣播信息仍然指示的是10M帶寬，因此可兼容LTE終端。

而對(duì)于16MHz帶寬場景，可以采用20壓16的方案實(shí)現(xiàn)，也可以使用15+1方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn)?！?img src="https://cimg.fx361.com/images/2017/10/26/zgxt201718zgxt20171878-5-l.jpg" style=""/>

根據(jù)北京、上海、成都、深圳等地實(shí)測結(jié)果表明，目前廣電頻譜使用率較低，…具備頻道清理的條件。但是，地面電視頻譜分配不統(tǒng)一，各地可用的頻點(diǎn)不一樣。因此在部署LTE之前，必須先在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行掃頻清頻，達(dá)到基站正常工作要求，各地頻譜占用情況如圖3所示。

3.3 最大限度提高頻譜使用率

同頻組網(wǎng)（1×3×1）：全網(wǎng)所有小區(qū)使用相同的頻點(diǎn)，控制信道和業(yè)務(wù)信道均全網(wǎng)同頻?！^(qū)之間會(huì)出現(xiàn)較多的同頻干擾；

同頻SFR（1×3×1）：小區(qū)邊緣用戶使用整個(gè)可用頻段的一部分，且鄰小區(qū)相互正交，用戶全功率發(fā)送?！^(qū)中心用戶可以使用整個(gè)可用頻段，但降低功率發(fā)送；

異頻組網(wǎng)（1×3×3）：同一基站的不同小區(qū)采用不同的頻率，同一基站的控制信道和業(yè)務(wù)信道全部異頻，但不同基站的小區(qū)間存在同頻配置，700MHz進(jìn)行組網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮各種組網(wǎng)形式的優(yōu)缺點(diǎn)，最大限度提高頻譜使用效率。三種組網(wǎng)方式如圖4所示。

四、小結(jié)

700MHz…頻段是未來發(fā)展的重點(diǎn)頻段，其在…2020…年左右所能創(chuàng)造的價(jià)值可能達(dá)到上千億元。目前在體制、機(jī)制、資金、市場與產(chǎn)品服務(wù)等能力方面，廣電尚不具備在全國范圍建設(shè)與運(yùn)營移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的能力，先天缺失骨干網(wǎng)、基站難題等都是廣電面前不容忽視的壁壘。如果廣電與電信運(yùn)營商的合作，則有著顯著的成本優(yōu)勢，尤其在解決“最后一公里”的寬帶接入上，如果雙方能夠?qū)ふ业揭粭l攜手合作、利益共享的道路，完全可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，達(dá)到雙贏的目的。因此，各個(gè)無線業(yè)務(wù)運(yùn)營商應(yīng)當(dāng)在所擁有的頻段更加優(yōu)化頻譜資源，高效有序的整合各自業(yè)務(wù)，彼此進(jìn)行深度合作，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，加速…700MHz…頻譜資源的再利用，創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式，創(chuàng)造更大價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]方箭，魯俊，朱穎.全球數(shù)字紅利頻譜釋放現(xiàn)狀及展望[J].…電訊技術(shù)，2015（12）：…1422-1428

[2]謝冬梅.廣電，把握好“數(shù)字紅利”700M[J].廣播電視信息，2016（5）：44-45

[3]屠鵬飛。如何促進(jìn)廣電700MHz頻段無線全覆蓋[J].…科技傳播，2016（21）：40-46

[4]趙建東.…700MHz…頻段的應(yīng)用與展望[J].…有線電視技術(shù)，2016（10）：42-43endprint