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，而焦點已悄然轉向到下一個頻段前沿。與Massive MIMO結合使用的中頻段使用低預算實現(xiàn)了更多的總容量和吞吐量增長，并且，其將在很大程度上帶來515倍的增長，但基線情況表明，移動數據流量預計將再增長1525倍，到2030年將超過每月1ZB，面對如此龐大的數據流量，考慮到運營商面臨的經濟限制，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，1200 MHz的頻譜可用于非授權使用，從而允許該頻段中使用低功率設備和850 MHz中的標準功率設備。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標識將為服務提供商打造一個實現(xiàn)5G愿景的堅實基礎，同時為消費者、企業(yè)和行業(yè)提供600MHz的增量非授權頻譜，來管理日益擁擠的WiFi網絡。

  基線情況表明，移動數據流量將在未來十年增長15倍至25倍。從1G網絡到今天的5G網絡，運營商已經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，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摘了下來，后面想要獲取更高的收益越來越難。假設其他所有條件保持不變，那么從4G到5G的轉變將為頻譜效率帶來20%到30%的增長。全球宏基站的數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和波束成形技術通過增加站點的天線數量來解決與small cell致密化相關的干擾限制，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技術占5G移動基礎設施市場的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。根據頻譜資產的不同，有效的Massive MIMO策略可以再產生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備的引入。盡管視頻消耗占了2019年移動數據流量的最大份額，但智能手機用戶現(xiàn)在平均每天僅花費約20分鐘在蜂窩網絡上觀看視頻，基線預測：到2030年，每天流媒體4K視頻的時間將超過45分鐘。非授權頻譜支持者傾向于將6GHz頻段的大部分頻譜分配給非授權應用，這意味著他們預計移動數據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量將超過10萬個，毫米波智能手機設備已經具備Gbps性能，因此，普遍認為，基于5G NR技術的毫米波的發(fā)展速度要比預期的快得多。與此同時，對于大多數運營商來說，現(xiàn)有的經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，這項技術還不能應對整體移動數據流量中的大部分。即便向上調整了預期，5G毫米波系統(tǒng)未來五年內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)有的宏網格來部署采用波束成型技術的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網絡能夠隨時隨地為所有用戶提供100 Mbit / s的數據速率。因此，除了對網絡容量進行規(guī)劃外，運營商還需要保證每個地方、每一天的網絡體驗都一致。

  盡管移動網絡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)網的持續(xù)過渡。

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