700MHz緣何被稱為“黃金頻段”－Ken641228的部落格

700MHz的定義及標準

全球的無線電頻譜資源由國際電信聯盟（ITU）按照不同的無線電傳輸技術和應用進行分配。700MHz在電信領域，泛指介於700MHz～800MHz附近的無線電波頻譜資源。

700MHz位於特高頻UHF(300MHz～3000MHz）范圍內，由於頻率低、覆蓋范圍廣、穿透力強，在全球最早被廣泛用於廣播電視業務。但隨著數字電視技術及無線通信技術發展，700MHz被重新規劃，用於頻譜資源更加缺乏的移動通信服務。

ITU對700MHz的重新定義

2000年以後，數字地面廣播技術在歐洲成為主流，部分模擬電視信號頻段被空置，頻譜利用率較低。同時，移動寬帶服務需求量伴隨智能手機的普及而快速增長，卻又缺乏足夠的頻譜支持。

2007年，ITU在世界無線電通信大會WRC-07上，決定將原有模擬信號使用的698MHz～806MHz頻段（通稱700MHz頻段），用於移動通信業務。在2015年的WRC-15大會上，ITU明確提出釋放原廣播電視業務占用的700MHz部分頻譜資源，在歐洲、非洲、中東和中亞地區用於移動通信服務。

3GPP對700MHz的標準定義

3GPP在Release15版本中，將5G無線（NR）頻譜定義為兩大頻譜范圍（簡稱FR），即FR1和FR2。FR1是指較低頻段450MHz～6GHz，也被稱為Sub6G；FR2是指較高頻段24.2GHz～52.6GHz，也就是毫米波的頻段。700MHz在FR1中被定義為n28頻段，上行703MHz～748MHz，下行758MHz～803MHz，采用頻分雙工FDD（Frequency-division Duplex）模式。

國外700MHz頻段發展情況

700MHz頻段因具有強穿透、廣覆蓋等優良特性，被歐盟委員會認為是可以覆蓋整個歐洲（包括農村及偏遠地區）的最優質的互聯網接入，同時還能促進廣播電視高效利用無線電頻譜技術，被稱為“數字紅利”。

2015年歐盟委員會就釋放700MHz頻段用於移動寬帶領域，在歐盟范圍內發出公開征詢，得到60%以上機構的認可。隨後在2016年，歐盟委員會明確批準所有歐盟成員國將700MHz頻段用於移動通信服務（尤其是5G業務），並要求在2020年前完成700MHz清頻。

2005年，美國聯邦通信委員會（Federal Communication Commission，FCC）通過瞭數字電視轉換和公共安全法案，規定瞭美國在完成模/數轉換後，釋放原用於電視頻道的700MHz頻譜資源，重新規劃用於商業業務（84MHz）及公共安全（24MHz）。2008年，FCC將84MHz頻段公開拍賣給瞭7傢美國通信運營商。

中國對5G及700MHz的新定位

在中國，700MHz頻段最早用於廣播電視系統。我國廣電頻譜原本由3段96MHz帶寬組成，分別是470MHz～566MHz、606MHz～702MHz、702MHz～798MHz。考慮到全球700MHz頻段的產業發展情況以及國內地面電視“模數轉換”進展，2020年4月，工信部發佈瞭《關於調整700MHz頻段頻率使用規劃的通知》，旨在將700MHz（703MHz～743MHz/758MHz～798MHz頻段）原部分用於廣播電視業務的頻譜資源，重新規劃用於5G移動通信系統，並使用頻分雙工（FDD）工作方式。

隨後，廣電總局開展全國地面數字電視700MHz頻率清頻工作。

2017年以來，工信部為5G規劃瞭3000MHz～5000MHz的5G中頻段頻譜資源，同時，工信部已著手研究5G高頻段毫米波的規劃。將700MHz頻段規劃用於移動通信系統，為中國5G發展提供瞭寶貴的低頻段頻譜資源，此舉有利推動5G高、中、低頻段協同發展。

700MHz無線頻譜特性

眾所周知，無線電波的物理特性是頻率越低，傳播損耗越小，覆蓋距離越遠，而且繞射能力越強，建築物室內覆蓋效果越好。700MHz頻段相比5G中高頻段（如中頻2.6GHz及高頻毫米波），具有穿透力強、覆蓋范圍廣、傳輸損耗低等優良特性，適合大范圍網絡覆蓋，並且FDD相比TDD（時分雙工模式）具有時延低、可增強上行、打造高低頻立體網的優點。此外700MHz受國際標準支持，產業鏈逐步成熟，將為運營商降低建網成本。下面分別介紹700MHz頻譜的優劣勢。

700MHz頻譜的優勢

覆蓋范圍廣，實現室外連續覆蓋

700MHz是5G低頻頻譜，具有覆蓋范圍廣的優勢。在農村及郊區環境下，700MHz覆蓋半徑約是2.6GHz的2倍，約是3.5GHz的2.3倍，是4.9GHz的近3倍，是毫米波的16倍（如表1所示,按700MHz邊緣速率下行20Mbit/s、上行5Mbit/s，2.6GHz/3.5GHz/4.9GHz邊緣速率下行50Mbit/s、上行5Mbit/s計算的結果對比）。覆蓋面積是2.6GHz的4～5倍，4.9GHz的近9倍，是毫米波的250多倍。高頻毫米波路徑損耗大，接近視距傳輸，容易被人體、墻體、植被、雨滴等阻擋，覆蓋范圍僅為100～300米，與700MHz的覆蓋范圍相差甚遠。

目前中國移動在全國建設瞭315萬座4G基站，已覆蓋全國；但如果用700MHz頻段，據測算，隻需要建設50萬～60萬座基站就可覆蓋全國。使用700MHz作為在農村及偏遠地區的無線網絡覆蓋，可以大大縮減建站、運維、電力損耗成本。

表1 頻譜覆蓋半徑對比

傳播損耗低，實現室內深度覆蓋

相比同樣用於5G的2.6GHz頻段，700MHz傳播損耗低，繞射能力和室內覆蓋力強，可實現普通樓宇的深度覆蓋。700MHz比毫米波傳播損耗低33.8dB,比2.6GHz傳播損耗低15.4dB，比2.1GHz傳播損耗低12.9dB。墻體穿透損耗上，700MHz比2.6GHz損耗低6dB，比3.5GHz低9dB，深度覆蓋能力提升17dB。而毫米波甚至連一張紙都無法穿透。在室外環境下，700MHz系統的平均信號強度比2.6GHz系統強約20dB，比1800MHz平均信號強12dB。

在光纖難以到達的地區，700MHz可以充分發揮廣覆蓋和室內覆蓋優勢，通過客戶前置設備（CPE方式）代替光纖接入，打通偏遠地區網絡“最後一公裡”。

空口時延低

由於700MHz采用上下行雙通道的頻分FDD模式（由3GPP定義），而在中頻段均采用上下行單通道的時分雙工TDD模式，FDD模式天然具有上下行網絡延遲低的優勢。根據測試，700MHz單向空口時延為2ms～4ms，僅為中頻段網絡時延的30%～60%。

網絡時延降低，將明顯提升視頻類業務的用戶體驗，有助於實現5G工業互聯網、車聯網等高可靠、低時延（uRLLC）業務。

多普勒頻偏小、移動信號穩定性好

相比4G，5G使用的中高頻段由於700MHz波長更長，在移動速度相同的情況下，入射角相同則多普勒頻偏更小，高速移動時的信號穩定性更好。例如在高鐵、高速公路等移動場景下，700MHz信號更加穩定可靠。與毫米波對比，毫米波波束窄，物體移動很容易離開波束區域，對於移動物體的信號提供難度較大，需要有較強的追蹤能力和重連機制。

700MHz頻譜的劣勢

相比5G中高頻，由於700MHz頻點低，波長較長，一般采用4天線，無法支持Massive MIMO大陣列天線（64/128/256天線），相比5G中高頻段，上下行速率和網絡容量是短板。

相比2.6GHz或毫米波，700MHz峰值速率和平均吞吐量較低，如表2所示。700MHz下行理論峰值速率為350Mbit/s，約是2.6GHz（64天線）峰值速率的1/5，約是毫米波峰值速率的1/11，其中毫米波峰值速率取值4Gbit/s；蜂窩小區平均用戶吞吐量，下行速率100bit/s～120Mbit/s，約是2.6GHz網絡容量的1/12，上行速率60Mbit/s，約是2.6GHz網絡容量的1/6。700MHz的峰值速率和網絡容量有限。

表2 各頻段理論上下行峰值速率