Dell'Oro: 6GHz--下一个5G前沿?

  如今，5G正在全速部署于6GHz以下的频谱中，而焦点已悄然转向到下一个频段前沿。与Massive MIMO结合使用的中频段使用低预算实现了更多的总容量和吞吐量增长，并且，其将在很大程度上带来515倍的增长，但基线情况表明，移动数据流量预计将再增长1525倍，到2030年将超过每月1ZB，面对如此庞大的数据流量，考虑到运营商面临的经济限制，这不足以满足未来十年的容量需求。

  因此，人们把目光转向了下一代5G频谱前沿——6GHz频谱(5.925-7.125GHz)。美国联邦通信委员会(FCC)宣布了一项计划，在6GHz频段内，1200 MHz的频谱可用于非授权使用，从而允许该频段中使用低功率设备和850 MHz中的标准功率设备。为了最大限度地提高效率，其他国家/地区必须考虑在6 GHz频段的未授权频谱和许可频谱之间采取更为平衡的方法。而6425-7025MHz频段的WRC-23 IMT标识将为服务提供商打造一个实现5G愿景的坚实基础，同时为消费者、企业和行业提供600MHz的增量非授权频谱，来管理日益拥挤的WiFi网络。

  基线情况表明，移动数据流量将在未来十年增长15倍至25倍。从1G网络到今天的5G网络，运营商已经掌握了三种基本工具来管理容量增长，包括引入更高效的技术，部署更多的蜂窝基站，以及使用更多的频谱。

  随着移动通信行业的发展，有一个始终不变的主题：唾手可得的果实已经摘了下来，后面想要获取更高的收益越来越难。假设其他所有条件保持不变，那么从4G到5G的转变将为频谱效率带来20%到30%的增长。全球宏基站的数量每年都在快速增长，small cell的部署也正在稳定增加，但同时，不使用波束成形的同信道致密化会增加基站之间的干扰，从而限制了上行空间。Massive MIMO和波束成形技术通过增加站点的天线数量来解决与small cell致密化相关的干扰限制，使运营商能够优化定向到目标用户的RF信号，同时将其余用户的干扰水平降至最低。因此，从技术角度来看，Massive MIMO和波束成形是容量工具包的下一个最有效的解决方案。此外，更具针对性的波束正在改善基站的小区范围，使运营商能够在较高的中频带上实现等效的2 GHz LTE覆盖，从而减少了所需站点的数量。

  由于容量上升以及不需要增加更多站点，每比特的成本收益提高了不少，也不难理解Massive MIMO对运营商的巨大吸引力。2019年，Massive MIMO技术占5G移动基础设施市场的70%以上。所以毫无疑问，Massive MIMO的前景仍然乐观，这表明运营商将使用32T32R、64T64R，以及最终的128T128R天线，尽可能从中频段频谱中挤压出更多容量和价值。根据频谱资产的不同，有效的Massive MIMO策略可以再产生5-15倍的增长。无论如何，中高频带频谱中的Massive MIMO不足以支撑未来巨大的流量消耗，也不能应对任何颠覆性设备的引入。尽管视频消耗占了2019年移动数据流量的最大份额，但智能手机用户现在平均每天仅花费约20分钟在蜂窝网络上观看视频，基线预测：到2030年，每天流媒体4K视频的时间将超过45分钟。非授权频谱支持者倾向于将6GHz频段的大部分频谱分配给非授权应用，这意味着他们预计移动数据消耗增长的放缓速度将远远快于普遍预期，或者毫米波技术可以在解决预期的短缺方面发挥重要作用。

  2020年，毫米波基站的安装部署数量将超过10万个，毫米波智能手机设备已经具备Gbps性能，因此，普遍认为，基于5G NR技术的毫米波的发展速度要比预期的快得多。与此同时，对于大多数运营商来说，现有的经济还不足以让他们在更多的城市地区部署毫米波系统，在资金受限的情况下，这项技术还不能应对整体移动数据流量中的大部分。即便向上调整了预期，5G毫米波系统未来五年内在无线电出货量中的占比仍将不足5%。但是，凭借600MHz的6GHz频谱和基于EIRP水平的宏基站，运营商将能够利用现有的宏网格来部署采用波束成型技术的Massive MIMO系统，使其不仅能够应对未来十年的基线增长预测，并且也有一定的余地来应对新的颠覆性设备的引入。从速度的角度来看，IMT-2020标准和愿景中一个重要要求是：5G网络能够随时随地为所有用户提供100 Mbit / s的数据速率。因此，除了对网络容量进行规划外，运营商还需要保证每个地方、每一天的网络体验都一致。

  尽管移动网络的增长速度会放慢很多，频谱政策也需要考虑替代方案，我们也不知道未来十年将实现多少5G愿景，但我们知道运营商可以使用哪些工具来应对从MBB向eMBB和物联网的持续过渡。

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