5G建设速度为何跟不上

近日，美国联邦通信委员会（FCC）进行了一次投票，并以3比2的投票结果，决定拍卖尚未得到充分利用的2.5GHz频谱中的一个关键频段，以帮助推进下一代5G移动通信网络的发展，同时放弃了将该频段用于教育领域的要求。

在5G建设中，由于厘米波频段被军方占用，运营商很难拍卖得Sub-6牌照，因此美国5G建设主要选择的是毫米波频段。将目光聚焦于高频段的美国，如今又为何突然动起了中低频段的心思？高、中、低频段对5G建设有什么重要意义？

力推高频段，5G商用第二国面临“落后”危机

自上世纪60年代以来，2.5GHz频段一直被美国用于教育，即许可证持有者必须是教育机构或支持教育的非盈利组织。这些实体可以免费访问2.5GHz无线频谱，或将之租赁给无线运营商。6月7日，美国教育部在一封信中对联邦通信委员会表示，FCC应该保持对该频谱的“教育使用要求”，并建议拨出牌照销售收入，帮助那些无法上网的学生完成家庭作业。

但如今这一频段被开放出来，显然此封信并没有起到什么作用。FCC主席阿吉特·帕伊表示，FCC正在“朝着释放5G关键频谱的方向迈出重要一步。最终我们将取消对该频段的限制，允许当前使用者在利用频谱方面有更大的灵活性，并引入频谱拍卖，以确保这一公共资源最终用于价值最大的用途”。

根据3GPP标准，5G频段分成FR1和FR2两个范围，其中FR1的频段低于6GHz，FR2则为24.250GHz~52.6GHz。在2015年的世界无线电通信大会（WRC）上，美国曾力推27.5GHz~29.5GHz。如今，包括中国在内，许多国家的5G建设都逐步聚焦于3 .4GHz~4.8GHz这一5G中低频段内，美国不走“寻常路”集中在了高频段。

不过也有例外。当前，运营商Verizon的5G网络基于28GHz和39GHz频段；AT&T正在打造基于其39GHz频段的5G网络；T-Mobile则计划在高速5G传输中使用28GHz和39GHz频段。唯一不同的是另一大运营商Sprint。Sprint目前正在使用频段41推出自己的5G服务，41频段的工作范围覆盖很广，达到了194MHz，能够在2496MHz至2690MHz之间工作。

此次，FCC希望充分利用2.5GHz中的频段来推动5G发展，无疑是在为四大运营商之一的Sprint提供有力支持。民主党FCC委员杰西卡·罗森沃塞尔（Jessica Rosenworcel）甚至“明确”表示，共和党的多数派正在“将这一频谱分解为可拍卖的系统，结构性地有利于一家全国运营商”。

不过，纵观美国当前5G建设情况，这一决定可能不单是为了一家运营商，更多的应该是想要及时“纠正”某种“错误”。

2018年12月，美国继韩国之后成为第二个5G商用国。尽管速度很快，但美国运营商5G的覆盖率却很低，网络频遭吐槽，这主要还是Verizon和AT&T使用毫米波频段结果。

中低频段覆盖距离远、衰减小、绕射性能好；高频段则反之。在现有的蜂窝网络上部署中频段5G频谱要比尝试部署成千上万个毫米波小基站来提供某种形式的连续网络覆盖和体验，要经济实惠得多。

今年4月，Verizon和T-Mobile曾公开直言就算有5G网络信号，也很难覆盖全国的每一个角落。T-Mobile的首席技术官Neville Ray也提到，虽然毫米波在速度方面很可观，但是它没办法远离信号塔，更不容易穿过建筑物或者障碍物。

而就在美国陷入焦虑的同时，使用FR1频段的瑞士和奥地利计划在2019年底前实现全国5G的覆盖。地域辽阔的中国，5G建设速度也在不断打破预期。

很显然，抢到5G商用第一梯队的位置，后续的部署速度却跟不上，美国自然着急。虽然美国国防部已经着手为5G网络腾退中低频段，但这一过程需要高昂的经济成本和更昂贵的时间成本。不顾教育部的反对之声决定开放2.5GHz中的频段进行拍卖，美国的“慌张”与“决心”显露无疑。

5G中低频段资源为世界之最，中国有望赶超

5G时代有三大应用场景，3GPP将其定义为eMBB（增强的移动宽带）、mMTC（低时延高可靠）和URRLLC（低功耗大连接）。其中，eMBB对应的是3D/超高清视频等增强型移动宽带，即移动物联网场景；mMTC对应的是大规模机器类通信；URLLC对应的是如无人驾驶、工业自动化等需要低延时高可靠连接的业务。mMTC和URRLLC都属于移动互联网场景。

频谱规划是通信产业发展的起点，对产业最终的格局有重要影响。为了更有效地支持三大应用场景，5G网络需要统筹考虑涵盖低、中、高频段在内的全频段组网方式，即低频段作为覆盖层提供广覆盖和深度覆盖，中频段作为连续的容量层，而高频段作为热点容量层解决容量需求。

目前，3GHz以下的低频段可以满足广域和深度的覆盖，可以满足mMTC场景需求；3GHz-6GHz之间的中频段可以满足uRLLC场景需求；6GHz以上及24GHz以上高频段具有大带宽及极高的传输速率，可以满足eMBB场景需求。

2017年11月9日，工信部正式发布了5G系统在3GHz~5GHz频段（中低频段）内的频率使用规划，我国成为国际上率先发布5G系统在6GHz以下中低频段内频率使用规划的国家。去年年底，我国的三大运营商获得了5G中低频段试验频率使用许可。中国电信获得3.4GHz-3.5GHz共100MHz带宽的5G试验频率资源；中国移动获得2.515GHz-2.675GHz、4.8GHz-4.9GHz频段的5G试验频率资源；中国联通获得3.5GHz-3.6GHz共100MHz带宽的5G试验频率资源。

在试验频谱分配中我们可以发现，三大运营商获得的皆是100MHz左右的中频连续频段，这在发挥该频段大容量、连续覆盖优势的同时，也让频率得到最充分的使用。此外，值得注意的一点是，我国所许可的5G系统中低频段频谱资源总量为全世界最多，这也是在向产业界释放明确的信号，我国要加快5G网络建设和普及，推动5G产业链尽快成熟。

不过，相比于其他两家运营商，中国移动得到的2.6GHz并不那么容易“下手”。2.6GHz虽然具备室外连续覆盖的可行性，但是其上行覆盖受限于终端能力及功率等，覆盖能力较弱。此外，2.6GHz的产业链相对不成熟，其频段被大量应用于TD-LTE网络，重耕用于5G网络部署，就需要进行4G/5G的混合组网。鉴于产业链的成熟度和组网的复杂度，这将是不小的挑战。

但这样的分配也是基于对三大运营商现网规模和投资能力的考量，在这两面中国移动都远远超过电信和联通，若是再获得相对成熟的3.5GHz，将会破坏市场格局，不利于通信产业发展。因此，在5G建设中，基础实力相对雄厚的中国移动承担起了培育产业链的重任。

总体来看，三大运营商的5G建设部署在加速进行中。而在这场5G全球竞赛中，中美也走向了战场的最中央。4G时代，美国成为全球的领导者，但从网络基础条件上来看，中国发展5G的条件更具优势。这不仅是因为中国的厘米波频段比美国的毫米波频段更适合5G网络，也是由于在政府大力倡导下，5G网络的基础核心——光纤网络在不断深入全国各个角落。毫无疑问，5G是一大机遇。