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关于国际移动通信(IMT)所使用(5G)的700MHz频段

浏览:5734  来源:通信人在线  日期:2021-11-07

我们说的700MHz频段,是指698MHz~806MHz频段,属于ITU-R无线电频谱划分中的特高频(UHF)频段中的一段。直以来,它被ITU-R分配给陆地广播电视业务(包括开路电视系统和闭路电视系统)所使用,如此长期以来该频段默默无闻。当700MHz频段被提议用于国际移动通信(IMT)业务后,该频段火了,甚至被称作数字红利黄金频段。这是因为对于数字蜂窝移动通信来讲,700MHz频段属于1GHz以下(SUB-1GHz)频段,包括原来的800MHz/900MHz,这些SUB-1GHz频段具有信号传播损耗低、覆盖广、穿透力强、组网成本低等优势,当然是与IMT1GHz以上频段相比。

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一、700MHz频段的历史

在地面广播电视业务开展以来,ITU-R就将该业务的工作频率划分到甚高频(VHF)频段和特高频(UHF)频段中。在早期的开路广播电视系统(也称无线广播电视系统)时,其配置的工作频率范围跨越了48.5 MHz ~958 MHz(涵盖有为其它通信系统使用的频段),共配置了68个模拟电视频道(不包括其它通信系统所使用的频段),而700MHz频段(698MHz~806MHz)属于DS-36DS-49号频道。在后期的闭路广播电视系统(也称有线广播电视系统),其划分的工作频率范围扩大为5 MHz ~1000MHz(此时包含了该范围内的其它通信系统所使用的频段,因为是有线传输,业务的开展可互不影响的),其频道配置除增加了四十多个增补频道(Z频道)外,仍保留使用了原无线时的大部分DS频道,其中仍包括了DS-36DS-49号频道。

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在我国,由于目前地面广播电视业务,已基本上关闭了开路广播电视系统,全部实现了有线传输(即光纤同轴电缆混合(HFC)网络),且已完成了电视信号的模数转换,可以释放出一部分频谱资源。只要处理好相互的无线电管理的协调关系,700MHz频段划分给IMT使用已具备条件,它可以补充IMT系统的频率资源,尤其是充实了SUB-1GHz频段的频谱资源。事实上国外有很多国家已实现了700MHz频段的频谱资源由地面广播电视业务向移动通信业务的转换。

二、700MHz频段的IMT频谱规划

1WRC-07的决议

ITU-R200710月在日内瓦召开的世界无线电大会(WRC-07)上,会议做出的最重要的决定是分配和确定450 MHz700 MHz800 MHz2.3 GHz 3.5 GHz频段作为全球统一频段,供国际移动通信(IMT)使用,该概念包含先进的宽带移动在全球范围内使用的技术。其中包括的700 MHz频段的范围为698MHz~806MHz,共108MHz频宽。

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2ITU-R M.1036建议书的频段规划

依据WRC-07的决议,ITU-R700 MHz频段在IMT中的使用进行了研究论证,于是,在ITU-R建议书M.1036《“无线电规则”中为IMT确定的频段内实现国际移动通信(IMT)地面部分的频谱安排》中,对700 MHz频段进行了频谱安排,700 MHz频段的安排被定义于A频段(470MHz~960MHz)内。它包括了TDD使用的A4频段(716MHz~728MHz,此频段也可安排FDD使用)与A6频段(698MHz~806MHz);和FDD使用的A4~A11(不含A6)频段的频谱规划(包括上行和下行频段、中心间隔和双工间隔等),具体详见下表2-2。在M.1036建议书中还给出了相应的注释和各A频段的频率安排图。

2-2ITU-R 700 MHz频段FDD用频谱规划

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33GPP的频段安排

3GPP20186月发布的3GPP TS 36.101 V15.3.0 《演进的通用地面无线电接入(E-UTRA用户设备(UE)无线电传输和接收》(R15版本)对5G系统的工作频段进行了研究和安排,其中也包括了700 MHz频段的频谱安排。700 MHz频段涉及到的频段号包括有N12N13N14N17N28N44TDD应用)、N68N85,其它为FDD应用,具体详见下表2-3

2-33GPP700 MHz频段的频率安排

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4、我国的使用规划

2020325日,我国工信部发布了《关于调整700MHz频段频率使用规划的通知》(工信部无 [2020] 50号),要求将702MHz~798MHz频段频率使用规划调整用于移动通信系统,并将703~743MHz/758~798MHz频段规划(2×40MHz)用于频分双工(FDD)工作方式的移动通信系统。由表2-2和表2-3知,我国划定的频段对应于ITU-R规划的A5频段和3GPP规划的N28频段。A5频段和N28频段均为703~748MHz/758~803MHz频段(2×45MHz),且用于FDD。也即我国仅使用其中的40MHz频宽,可用下图2-4-1对照。下图2-4-2ITU-R M.1036建议书给出的A5频段安排图。

2-4-1:我国使用的700MHz频段与国际标准规划的对照示意图

2-4-2ITU-R 给出的A5频段频谱安排图

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三、700MHz频段的特点与意义

1700MHz频段的特点

700MHz频段(698MHz~806MHz)是ITU-R的无线电频谱划分的特高频(UHF)频段(300MHz~3000MHz)中的一段,属于分米波。相对于更高频段(1GHz以上),低频段的最大的优点是传输性能好。如其的直传能力、绕射能力、穿墙能力等,这些能力较强,带来的直接好处就是其覆盖能力强,可以提供深度覆盖和广域覆盖,尤其是对于5G网络的部署,因为现在的5G网络大多运行在高频段。据相关数据显示:700MHz的覆盖能力是3.5GHz5倍以上;穿墙能力是3.5GHz5倍;700MHz的单位面积覆盖能力约为2.6GHz网络的3~4倍,且能多穿一堵墙以上,利于实现深度覆盖。另外,700MHz频段还可以在人口稀疏区域(如农村等)大规模部署宏基站,以利于广域覆盖。然而,700MHz频段的不足也是明显的,即是带宽小而导致传输容量小,带宽仅为30~40MHz,相对2.6GHz3.5GHz100M)带宽较小,难以作为5G容量主力。下图3-1给出了工作频段的选择表现在通信容量与覆盖能力的关系。

3-1:工作频段的选择表现在通信容量与覆盖能力的关系

2700MHz频段的意义

本属于广电使用的700MHz频段,依据工信部的要求,目前仍归广电使用,只是业务使用划分的变化,即原来指配给广播电视业务的使用,变更为移动通信业务(5G)的使用。我们知道,对于中国广电来讲,进入移动通信业务服务行业,与原三大电信运营商相比是一个十足的新手。国家为了给予扶持,将这个被称为黄金频段的700MHz频段指配给广电用于5G业务的部署,加上原已分配的4900MHz~4960MHz中低频段,使他也有了SUB-1GHz频段(低频段,良好的覆盖性、建网成本低)和SUB-6GHz频段(中低频段,5G主力频段)的5G频段搭配,更利于广电5G移动通信业务的快速部署。更特别的是,目前中国广电已于中国移动强强联合,携手5G网络建设,对中国广电来讲更是如虎添翼。

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