Dell'Oro: 6GHz--下一個5G前沿?

  如今，5G正在全速部署于6GHz以下的頻譜中，而焦點已悄然轉(zhuǎn)向到下一個頻段前沿。與Massive MIMO結(jié)合使用的中頻段使用低預算實現(xiàn)了更多的總?cè)萘亢屯掏铝吭鲩L，并且，其將在很大程度上帶來515倍的增長，但基線情況表明，移動數(shù)據(jù)流量預計將再增長1525倍，到2030年將超過每月1ZB，面對如此龐大的數(shù)據(jù)流量，考慮到運營商面臨的經(jīng)濟限制，這不足以滿足未來十年的容量需求。

  因此，人們把目光轉(zhuǎn)向了下一代5G頻譜前沿——6GHz頻譜(5.925-7.125GHz)。美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)宣布了一項計劃，在6GHz頻段內(nèi)，1200 MHz的頻譜可用于非授權(quán)使用，從而允許該頻段中使用低功率設(shè)備和850 MHz中的標準功率設(shè)備。為了最大限度地提高效率，其他國家/地區(qū)必須考慮在6 GHz頻段的未授權(quán)頻譜和許可頻譜之間采取更為平衡的方法。而6425-7025MHz頻段的WRC-23 IMT標識將為服務(wù)提供商打造一個實現(xiàn)5G愿景的堅實基礎(chǔ)，同時為消費者、企業(yè)和行業(yè)提供600MHz的增量非授權(quán)頻譜，來管理日益擁擠的WiFi網(wǎng)絡(luò)。

  基線情況表明，移動數(shù)據(jù)流量將在未來十年增長15倍至25倍。從1G網(wǎng)絡(luò)到今天的5G網(wǎng)絡(luò)，運營商已經(jīng)掌握了三種基本工具來管理容量增長，包括引入更高效的技術(shù)，部署更多的蜂窩基站，以及使用更多的頻譜。

  隨著移動通信行業(yè)的發(fā)展，有一個始終不變的主題：唾手可得的果實已經(jīng)摘了下來，后面想要獲取更高的收益越來越難。假設(shè)其他所有條件保持不變，那么從4G到5G的轉(zhuǎn)變將為頻譜效率帶來20%到30%的增長。全球宏基站的數(shù)量每年都在快速增長，small cell的部署也正在穩(wěn)定增加，但同時，不使用波束成形的同信道致密化會增加基站之間的干擾，從而限制了上行空間。Massive MIMO和波束成形技術(shù)通過增加站點的天線數(shù)量來解決與small cell致密化相關(guān)的干擾限制，使運營商能夠優(yōu)化定向到目標用戶的RF信號，同時將其余用戶的干擾水平降至最低。因此，從技術(shù)角度來看，Massive MIMO和波束成形是容量工具包的下一個最有效的解決方案。此外，更具針對性的波束正在改善基站的小區(qū)范圍，使運營商能夠在較高的中頻帶上實現(xiàn)等效的2 GHz LTE覆蓋，從而減少了所需站點的數(shù)量。

  由于容量上升以及不需要增加更多站點，每比特的成本收益提高了不少，也不難理解Massive MIMO對運營商的巨大吸引力。2019年，Massive MIMO技術(shù)占5G移動基礎(chǔ)設(shè)施市場的70%以上。所以毫無疑問，Massive MIMO的前景仍然樂觀，這表明運營商將使用32T32R、64T64R，以及最終的128T128R天線，盡可能從中頻段頻譜中擠壓出更多容量和價值。根據(jù)頻譜資產(chǎn)的不同，有效的Massive MIMO策略可以再產(chǎn)生5-15倍的增長。無論如何，中高頻帶頻譜中的Massive MIMO不足以支撐未來巨大的流量消耗，也不能應對任何顛覆性設(shè)備的引入。盡管視頻消耗占了2019年移動數(shù)據(jù)流量的最大份額，但智能手機用戶現(xiàn)在平均每天僅花費約20分鐘在蜂窩網(wǎng)絡(luò)上觀看視頻，基線預測：到2030年，每天流媒體4K視頻的時間將超過45分鐘。非授權(quán)頻譜支持者傾向于將6GHz頻段的大部分頻譜分配給非授權(quán)應用，這意味著他們預計移動數(shù)據(jù)消耗增長的放緩速度將遠遠快于普遍預期，或者毫米波技術(shù)可以在解決預期的短缺方面發(fā)揮重要作用。

  2020年，毫米波基站的安裝部署數(shù)量將超過10萬個，毫米波智能手機設(shè)備已經(jīng)具備Gbps性能，因此，普遍認為，基于5G NR技術(shù)的毫米波的發(fā)展速度要比預期的快得多。與此同時，對于大多數(shù)運營商來說，現(xiàn)有的經(jīng)濟還不足以讓他們在更多的城市地區(qū)部署毫米波系統(tǒng)，在資金受限的情況下，這項技術(shù)還不能應對整體移動數(shù)據(jù)流量中的大部分。即便向上調(diào)整了預期，5G毫米波系統(tǒng)未來五年內(nèi)在無線電出貨量中的占比仍將不足5%。但是，憑借600MHz的6GHz頻譜和基于EIRP水平的宏基站，運營商將能夠利用現(xiàn)有的宏網(wǎng)格來部署采用波束成型技術(shù)的Massive MIMO系統(tǒng)，使其不僅能夠應對未來十年的基線增長預測，并且也有一定的余地來應對新的顛覆性設(shè)備的引入。從速度的角度來看，IMT-2020標準和愿景中一個重要要求是：5G網(wǎng)絡(luò)能夠隨時隨地為所有用戶提供100 Mbit / s的數(shù)據(jù)速率。因此，除了對網(wǎng)絡(luò)容量進行規(guī)劃外，運營商還需要保證每個地方、每一天的網(wǎng)絡(luò)體驗都一致。

  盡管移動網(wǎng)絡(luò)的增長速度會放慢很多，頻譜政策也需要考慮替代方案，我們也不知道未來十年將實現(xiàn)多少5G愿景，但我們知道運營商可以使用哪些工具來應對從MBB向eMBB和物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)過渡。

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