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科工力量:任正非说美国在5G上“押错宝”,究竟怎么回事
【文/科工力量 柳叶刀】
12月27日,华为心声社区发布任正非接受《华尔街日报》采访表示,美国在5G上有判断失误的问题。不是美国真正输给华为,而是选择时押错宝了,华为押的是厘米波,美国押的是毫米波。
根据3GPP R15版本的定义,5G NR(5G空口,即终端和基站之间通信的接口)包括了两大频谱范围(Frequency Range,FR)。FR1的频率范围是450MHz到6GHz,也被称为Sub-6G。FR2的频率范围是24GHz到52GHz,这段频谱的电磁波波长大部分都是毫米级别的,因此也叫毫米波mm Wave。
在5G的建设中,中国和世界上大部分国家5G网络的建设基本选择在FR1频段进行,相比于FR2,其优点是频率低,绕射能力强,覆盖效果好,是当前5G的主用频谱。其中低于3GHz的部分,包括了现网在用的2G、3G、4G的频谱,在建网初期可以利用旧站址的部分资源实现5G网络的快速部署。
中国在Sub-6G频段建设5G网络,美国选择在mm Wave频段建设5G网络
但是,美国在5G的部署上,选择了FR2频段作为切入点,却给自己带来了困境。从技术角度来讲,毫米波频段通信受限于高频器件,支持毫米波的集成电路投入成本更高。FR2所在的频段高,可以划分出更多的频谱资源,超大带宽、频谱干净、干扰小。但是频率越高覆盖范围越小,需要更多的基站进行部署,成本大幅升高。
“押宝”毫米波,美国面临被孤立的困境
毫米波技术的研究历史已经超过百年,可以追溯到19世纪末。但长时间以来,毫米波主要应用于军事、射电天文等领域。近年来,随着5G的发展,毫米波成为5G的核心技术之一。5G网络的低频段(Sub-6)支持n×1Gbit/s的高速通信,而毫米波频谱支持n×10Gbit/s的高速通信。
美国选择毫米波作为5G网络建设的切入点,一方面原因是,美国开发毫米波有它的技术优势,美国联邦通信委员会(FCC)早在2015年就已经规划了28GHz、37GHz、39GHz和64~71GHz四个频段为美国5G毫米波推荐频段。去年2月,高通发布的骁龙X55,支持26GHz、28GHz、39GHz三个毫米波段,以及TDD/FDD双模式的5G NR 6GHz以下频段。
几乎所有无线电频谱已经划分为军用和民用,其中一些重要的频段被专门用于电视和无线电广播,以及各种导航和卫星。所以,美国选择开发毫米波5G技术的另一个原因是,当前中国力推的Sub-6G频段,在美国已被军事和卫星占用,短时间内无法快速将Sub-6G频段腾出来给5G网络使用。
《财富》杂志在今年10月份的报道就指出,美国AT&T、Verizon和T-Mobile等供应商开始向特定的市场消费者供应5G网络,但是这些网络于采用高频频谱的基站。从技术上讲,高频频谱提供了最快的上网速度,但是覆盖的区域有限,在中国及世界上其他大部分地区,5G发展主要集中在中低频,因为频谱较低的基站可以覆盖更广的范围。
IHS Markit分析师Stephane Teral表示,目前,美国市场要求一个频率,而世界上其他地方要求另一个通用频率,这让美国面临孤立局面。
深感中国中频5G网络威胁 美国欲打算转战Sub-6G
美国国防创新委员会去年在谷歌公司的帮助下,对美国5G网络使用的mm Wave配置标准和中国5G网络使用的sub-6配置标准进行了现场对此测试。
谷歌的测试结果,在加州洛杉矶的平坦地区,同一高度的基站,28GHz(左)与3.4GHz(右)部署方式的信号传播差异,蓝色代表100Mb/s,红色代表1Gb/s
结果显示,(在某一选定的区域内)mm Wave只能给不到4%的用户提供每秒千兆的网速,而sub-6G可为约21%的用户提供每秒千兆网速。在提供百兆网速方面,mm Wave只能覆盖不到12%的用户,sub-6G的覆盖率可以达57%。初步研究甚至没有考虑人体和车辆可能阻断mm Wave信号,这将进一步降低网络有效性。
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本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 柳叶刀 
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