Labs導讀

700M 被有些人稱作移動通信的“黃金頻段”，在4G 時代就曾引爆過很多的話題，到底因何如此受到關注?中國廣電攜700M 正式入局，成為了第四家移動運營商。本文主要介紹標準以及頻譜特點相關內容，核心就是要說說700M到底的好處，背景，現狀，劣勢。后續還會介紹700M 的關鍵技術、建設方案、應用場景、產業鏈現狀、未來趨勢等。

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1、700MHz 的定義及標準

700MHz 在電信領域，泛指位于700M-800MHz 附近的無線電波頻譜資源。全球的無線電頻譜資源由國際電信聯盟(ITU)按照不同的無線電傳輸技術和應用進行分配(如表1)。

700MHz 位于特高頻 UHF (300MHz-3000MHz)范圍內，由于頻率低，覆蓋范圍廣，穿透力強，在全球最早被廣泛用作廣播電視業務。但伴隨數字電視技術及無線通信技術發展，700MHz 逐步被重新規劃，用于頻譜資源更缺乏的移動通信服務。

表1 ITU 無線電波段劃分

1.1 ITU 對700MHz 的重新定義

2000 年以后，數字地面廣播技術在歐洲已成為主流，部分模擬電視信號頻段被空置，頻譜利用率較低。同時，移動寬帶服務需求量伴隨智能手機的普及快速增長，卻缺乏足夠頻譜支持。

2007年，ITU在世界無線電通信大會 WRC-07 上，決定將原有模擬信號使用的698M - 806MHz 頻段 ，通稱700MHz 頻段，用于移動通信業務。并在2015 年的WRC-15 大會，明確釋放原廣播電視業務的700MHz 部分頻譜資源，在歐洲、非洲、中東和中亞地區用于移動通信服務。

1.2 3GPP對700Mhz的標準定義

3GPP 在Release15 版本中，將5G 無線(NR)頻譜定義為兩大頻譜范圍簡稱FR，FR1 和FR2。**FR1是指較低頻段450M-6GHz，也稱為Sub6G;FR2 是指較高頻段如24.2GHz - 52.6GHz，就是毫米波的頻段。**700MHz 在FR1 中被定義為n28 頻段，上行703MHz - 748MHz，下行 758MHz - 803MHz，采用頻分雙工 FDD(Frequency - division Duplex) 模式(如表2)。

表2 3GPP定義FDD NR頻譜范圍

1.3 國外700MHz頻段發展

700MHz頻段因具有強穿透、廣覆蓋等優良特性，被歐盟委員會認為是，可覆蓋歐洲，甚至是農村及偏遠地區最優質的互聯網接入，同時能促進廣播電視高效利用無線電頻譜技術，被稱為“數字紅利”[1]。

2015 年歐盟委員會就釋放700MHz 頻段用于移動寬帶領域，在歐盟范圍內發出公開征詢，得到60%以上機構的認可。隨后在2016 年，歐盟委員會明確批準所有歐盟成員國將700MHz 頻段用于移動服務(尤其是未來的5G業務)，并在2020 年前完成700MHz 清頻。

2005 年，美國聯邦通信委員會(Federal Communication Commission，FCC)通過了數字電視轉換和公共安全法案， 規定了美國在完成模/數轉換后，釋放原用于電視頻道的700MHz(698-806MHz)頻譜資源，重新規劃用于商業業務(84M)及公共安全(24MHz)。并在2008年，將84MHz 頻段，公開拍賣給了7家美國通信運營商。

1.4 中國對5G 700M的新定位

700MHz頻段在中國，最早用于廣播電視系統。我國廣電頻譜，原本由3段96MHz 帶寬組成，分別是470-566M，606-702M，702-798M。考慮到全球700MHz 頻段的產業發展情況以及國內地面電視“模數轉換”進展，2020年4月，國家工業和信息化部(工信部)發布了《關于調整700MHz頻段商品率使用規劃的通知》，旨在將700MHz(703-743/758-798MHz頻段)原部分用于廣播電視業務的頻譜資源，重新規劃用于5G移動通信系統，并使用頻分雙工(FDD)工作方式。

隨后，廣電總局即刻開展全國地面數字電視700MHz 頻率清頻工作，并明確中央、各省、市、縣已實現數字化播出的地區，于2020 年6 月1 日至2021 年3 月31 日，關停該頻段地面模擬或數字電視節目，各地廣電均積極開展700MHz清頻工作[2]。

2017 年以來，工信部為5G 規劃了3000-5000MHz 的5G 中頻段頻譜資源，同時，工信部已著手研究5G 高頻段毫米波的規劃。將700MHz 頻段規劃用于移動通信系統，為中國5G 發展提供了寶貴的低頻段頻譜資源，將有利推動5G 高、中、低頻段協同發展。

2、700M無線頻譜特性

眾所周知，無線電波的物理特性是頻率越低，傳播損耗越小，覆蓋距離越遠，而且繞射能力越強，建筑物室內覆蓋效果越好。700MHz 頻段相比5G 中高頻段(如中頻 2.6 GHz 或高頻毫米波)，具有穿透力強，覆蓋范圍廣，傳輸損耗低等優良特性，適合大范圍網絡覆蓋，并且FDD 相比TDD(時分雙工模式)具有時延低，可增強上行，打造高低頻立體網的優點。此外700MHz 受國際標準支持，產業鏈逐步成熟，將為運營商降低建網成本。下面分別介紹700MHz 頻譜優劣勢。

2.1 700MHz頻譜的優勢

2.1.1 覆蓋范圍廣，實現室外連續覆蓋

700MHz 是5G 低頻頻譜，具有覆蓋范圍廣的優勢。在農村及郊區環境下，700MHz 覆蓋半徑是2.6G 的2 倍，是3.5G 低頻段的2.3 倍，是4.9G 的近3倍，如表3，是毫米波的16 倍。覆蓋面積是2.6G 的4-5 倍，4.9G 近10 倍，是毫米波的240 倍。高頻毫米波路徑損耗大，接近視距傳輸，容易被身體、墻體、植被、雨滴阻擋，覆蓋范圍僅為100-300 米，與700MHz 的覆蓋范圍相差甚遠。

目前移動在全國建設了315 萬個4G 基站，覆蓋全國，但如果用700MHz，據測算，只需要建設 50-60 萬個基站就可覆蓋全國。使用700M 作為在農村及偏遠地區的無線網絡覆蓋，可以大大縮減建站，運維，電力損耗成本。見下表是按700M 邊緣速率下行20M ,上行5M;2.6G /3.5G /4.9G 邊緣速率下行50M，上行5M 計算的結果對比。

表3 頻譜覆蓋半徑對比

2.1.2 傳播損耗低，實現室內深度覆蓋

相比5G 2.6GHz 頻段，700MHz 傳播損耗低，繞射能力和室內覆蓋力強，可實現普通樓宇的深度覆蓋。700M 比毫米波傳播損耗低33.8dB ,比2.6G 傳播損耗低15.4dB，比2.1G 傳播損耗低13dB(如圖1)。墻體穿透損耗上，700M 比2.6G 損耗低 6dB(見圖1)，比3.5G 低9dB，深度覆蓋能力提升17dB。而毫米波連一張紙都無法穿透。在室外環境下，700MHz 系統的平均信號強度比2.6GHz 系統強約20dB，比1800MHz 平均信號強12dB。

在光纖難以到達的地區， 700MHz 可以充分發揮廣覆蓋和室內覆蓋優勢，通過客戶前置設備(CPE方式)代替光纖接入，打通偏遠地區網絡 “最后一公里”。

2.1.3 空口時延低

由于700MHz 采用上下行雙通道的頻分FDD 模式(由3GPP 定義)，而在中頻段均采用上下行單通道的時分雙工TDD 模式，FDD 模式天然具有上下行網絡延遲低的優勢。根據測試，700MHz 單向空口時延為2-4ms，僅為中頻段網絡時延的30% - 60% (如圖2)。而毫米波因為頻點高，并采用大規模天線陣列技術，空口時延僅為0.25ms - 0.125ms。

網絡時延降低，將明顯提升視頻類等業務的用戶體驗， 有助于實現5G 工業互聯網、車聯網等高可靠低時延(URLLC)業務。

2.1.4 多普勒頻偏小、移動信號穩定性好

相比4G，5G 使用的中高頻段，**由于700MHz 波長更長，在移動速度相同情況下，入射角相同則多普勒頻偏更小，高速移動時的信號穩定性更好。**例如在高鐵、高速公路等移動場景下，700MHz 信號更加穩定可靠。對比毫米波，毫米波波束窄，物體移動很容易離開波束區域，對于移動物體的信號提供難度較大，需要有較強的追蹤能力和重連機制。

2.2. 700MHz頻譜的劣勢

相比5G中高頻，由于700MHz 頻點低，波長較長，一般采用4天線，無法支持Massive MIMO 大陣列天線(64/128/256天線)，相比5G 中高頻段，上下行速率和網絡容量是短板。

速率和容量低

相比2.6GHz 或毫米波，700MHz 峰值速率和平均吞吐量較低，如表4。**700MHz下行理論峰值速率為350Mbps，是2.6GHz(64天線)峰值速率的1/5，是毫米波峰值速率的1/11，**其中毫米波峰值速率取值4Gbps;蜂窩小區平均用戶吞吐量，下行100 -120Mbps，是2.6GHz 網絡容量的1/12，上行60Mbps，是2.6GHz 網絡容量的1/6。700MHz 的峰值速率和網絡容量有限。

表4 各頻段理論上下行峰值速率

針對700M 的關鍵技術、建設方案、應用場景、產業鏈現狀、未來趨勢等深入討論，講繼續分析和分享。

【本文為51CTO專欄作者“移動Labs”原創稿件，轉載請聯系原作者】

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