發布日期：2022-10-18 點擊率：73
一、頻率范圍。
5G頻譜分為兩個區域FR1和FR2，FR就是Frequency Range的意思，即頻率范圍。
FR1的頻率范圍是450MHz到6GHz，也叫Sub6G（低于6 GHz）。
FR2的頻率范圍是24GHz到52GHz，這段頻譜的電磁波波長大部分都是毫米級別的，因此也叫毫米波mmWave（嚴格來說大于30GHz才叫毫米波）。
二、頻譜優缺點。
FR1的優點是頻率低，繞射能力強，覆蓋效果好，是當前5G的主用頻譜。FR1主要作為基礎覆蓋頻段，最大支持100Mbps的帶寬。其中低于3GHz的部分，包括了現網在用的2G、3G、4G的頻譜，在建網初期可以利舊站址的部分資源實現5G網絡的快速部署。
FR2的優點是超大帶寬，頻譜干凈，干擾較小，作為5G后續的擴展頻率。FR2主要作為容量補充頻段，最大支持400Mbps的帶寬，未來很多高速應用都會基于此段頻譜實現，5G高達20Gbps的峰值速率也是基于FR2的超大帶寬。
三．利用波束賦形提高能量效率
在傳統蜂窩網絡中，與小區相關聯的基站會向著相當廣泛的區域傳輸能量（通常是基站前方120度角的弧形區域）。其中一部分能量會被基站小區內的用戶接收，但絕大多數能量則被環境所吸收（建筑、行人、樹木、汽車等）。這些耗損就意味著能量效率的降低和網絡OPEX的提高（圖5）。如果將單根基站天線替換為由120根天線向各個用戶定向傳輸能量，那么基站所需的功耗將降低至原輸出功率的0.1%（參考文獻3）。然而這個下降幅度僅僅是理論值，從實際角度而言，由于基站內部射頻元件的效能和損耗，相同容量下的輸出功率只能降低到原功率的30%。
四、我國三大運營商5G頻譜劃分。
目前我國僅對FR1中的頻段進行了分配，其中
中國移動：2515MHz-2675MHz共160MHz，頻段號為n41，以及4800MHz-4900MHz共100MHz，頻段號為n79；
中國電信：3400MHz-3500MHz共100MHz，頻段號為n78；
中國聯通：3500MHz-3600MHz共100MHz，頻段號為n78；
從頻譜劃分來看，中國移動又一次擔當了重任，因為n41頻段和n79頻段不管從芯片還是設備或是終端層面來講，都不如n78成熟，這意味著中國移動需要花費很大的成本和精力去推動整個產業鏈條研發和應用的落地。同時，n41頻段包括了目前4G在用的2.6GHz頻段，5G要想在FR1使用到100Mbps的帶寬，就必須將4G移到高頻段以便騰出100M給5G用，相當于現在的2.6GHz 的D頻設備需要報廢更換。
而n78是全球主用頻段，目前很多國家的5G試點均采用n78的3.5GHz頻段，產業鏈條成熟，這意味著電信聯通可以使用較低的成本部署5G網絡。
這不僅讓我想起了當年的TD-SCDMA，也許這就是為了促進三大運營商的“公平競爭”。
六、網絡容量的決定因素和擴容方式
20世紀初，兩位研究人員分別推導出了一個相對簡單的公式，堪稱通訊行業中的摩爾定律，即香農-哈特利定理。該定理給出了無線信道上能夠傳輸的信息量上限，其中單個信道容量僅僅取決于兩個參數：信道帶寬(BW)和信噪比(SNR)。盡管容量與信道帶寬成線性關系，但與信噪比之間僅是log2的比例關系：
根據香農-哈特利定理，增加網絡容量有三種基本方法（圖4）：
1.增加信道帶寬：4G中使用了載波聚合來增加可用的信號帶寬，而5G FR2則使用毫米波頻率來獲得更大的容量。
2.增加信道數量：MIMO利用網絡內部的多徑發射，同時在多個信道上進行傳輸。與信道帶寬類似，網絡容量也與這一效應成線性關系，但上限卻受限于網絡內的多徑相關性（或相似性）。5G FR1借助MIMO的優化提高數據速率。
3.增加網絡輸出功率：由于SNR中存在噪聲、SNR的對數刻度接近、以及涉及高電磁能量的健康/安全問題，這種方式有其局限性。在覆蓋率較低的區域使用家庭基站(Femtocell)是提升整個網絡SNR較為安全的方式之一。但如果在同一區域中部署了過多全向天線家庭基站，則家庭基站間就會存在干擾，這無疑為網絡容量增益帶來了上限。然而，如果能夠定向傳輸能量，就可以提高網絡的能量效率，這種方式又稱為“波束賦形”（5G FR1和FR2基站的一種關鍵技術）。
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