5G网络部署的载波聚合和动态频谱共享

北京时间12月19日早间消息 运营商和移动频谱之间的微妙关系并不是什么新鲜事。在过去二十年中，在全球范围内发生了无数的拍卖和频宽分配，它们往往会被运营商围绕着成本、频段划分和任何可感知竞争优势的哀嚎及咬牙启齿所包围。

GSMA移动智库（GSMA Intelligence）生态系统研究首席分析师彼得·博伊兰（Peter Boyland）撰文指出，频谱问题通常围绕着新一代移动网络技术的推出而出现，因为运营商感受到获得新牌照以保持竞争优势的压力。从长远来看，大量的5G部署最终将取决于新频谱的可用性，特别是在中低频段。但在同时，运营商还可以借助包括载波聚合（CA）和动态频谱共享（DSS）在内的技术来管理其5G网络资产。

5G拍卖潮将起

与前几代移动技术一样，5G推广的速度很大程度上取决于合适频谱的可用性。因此，在韩国和美国等下一代的先行国家，5G频宽的使用已经超过一年也就不足为奇了。

一系列大型拍卖预计将在未来六个月内举行，2019年第三季度有27个市场为这一新技术专门指定了频谱。

C-Band频谱最近开始在美国出售已经引起了极大的兴奋，而中国则得益于向运营商免费分配频谱，有望在2020年实现5G部署的大规模扩展。

在欧洲，情况尚不明朗。在5G早期拍卖中出现了一些意想不到的高出价，如果政府将收入放在首位，则该地区的运营商可能会受到挤压。

覆盖率与容量

或许这是第一次，5G频谱的重点正从网络覆盖能力转向数据容量。频段之间的差异是4G的一个部分，但必将成为5G用户体验的核心。

今天使用的移动频段可以分作三层：低于1GHz的低频段、1GHz至6GHz的中频段和6GHz以上的高频段。

在最近的ITU WRC-19会议上，代表们确定了适合5G使用的超过15GHz的最新毫米波频段。这些是必需的，因为超低延迟和非常高比特率的应用将需要比较低频段更大的连续频谱块。

频段的频率越低、覆盖范围越好，但是低于1GHz频段的频谱供应不足。在4G中，低频段频率已被用于覆盖广阔的区域，但是许多运营商已在城市地区使用中频段获得了优势。这种模式已经在5G世界中出现，大多数现有5G网络在初始城市部署中都使用中频段。

但是，即便是中频段频谱可能也不足以将5G带给大众。这些频段的网络传播有限，而建筑物内的渗透相对较弱。为了完成5G，运营商将需要开始利用低频段频谱，这几乎不可避免地意味着重耕。

重耕的重要性

那么，为什么运营商不能简单地再利用过时网络中的旧频谱呢？

运营商在这一代面临着相当独特的挑战，因为3G乃至2G的世界还远未消亡。从工业物联网到应急服务，大量联网设备仍在使用2G网络。

与此同时，随着4G迁移步伐的加快，许多运营商已经在讨论关闭3G，这可能会释放出宝贵的低频段频谱以重新分配给5G。

GSMA移动智库的《2020年网络转型（Network Transformation 2020）》报告发现，只有三分之一的运营商（31%）将频谱重耕视为RAN三大优先事项（之一），尽管许多受访运营商都强调频谱稀缺是5G部署的主要障碍。对于重耕如此低的关注度，尤其在欧洲和美洲，似乎与许多运营商的未来计划相矛盾，因为有一半受访运营商表示他们计划在2020年底之前淘汰其2G网络。

管理频谱资产以最大化5G未来

使用毫米波来广泛部署5G是不现实的，这些频谱非常有限的覆盖范围将要求大量的基础设施投资。同时，目前根本没有足够的中频段和低频段频谱来提供5G所需的巨大数据容量。但是，针对这些挑战，有一些短期解决方案将使运营商可以更好地管理其网络资产。

首先是CA，该技术允许运营商将两个或多个频段串联起来，整合成一个大频谱块来部署5G。这将使运营商能够利用中频段部署高水平的5G覆盖层，同时利用毫米波在密集城区增加容量。

第二种技术是DSS，这项新兴技术允许4G和5G同时存在于同一频段，同时根据需求调整分配给每一代的频宽。这显然是低频段部署的理想选择，因为它将使运营商得以将宝贵的频谱用于4G，同时随着需求的增长增加5G容量。但是，是否足以解决5G网络上迫在眉睫的海量数据需求仍有待观察。

运营商还可以借鉴现有的模式来加快5G部署，比如铁塔、基础设施和频谱共享。但从长远来看，只有中低频段频谱的协同才能释放5G的真正潜力。由于大多数被大肆宣传的杀手级应用，包括低延迟游戏、VR/AR和自动化都依赖于独立组网（SA），运营商多久才能开始收回所需的巨额投资仍是个大问题。

但从运营商们那里可以很清楚地看到，5G推广面临的障碍是缺乏适用于5G的频谱，如果政府和监管机构要使广泛的5G连接成为现实，他们就必须与业界合作来消除频谱障碍。