视频技术+5G技术系列 - 5G 700MHz建设方案及产业链

作者，中国移动李琳，咪咕灯塔项目组

中国广电作为新晋的通信运营商，在5G 拥有低频段700MHz，中频段4.9GHz 和3.3G~3.4GHz 多个频段的牌照。如何建设和部署才能充分发挥700MHz 频段的优势呢？前文已经介绍过5G 700MHz 频段的优势和关键技术，本期将分析广电700MHz 的建设方案和相关产业链的发展情况。

一、广电700MHz网络建设方案

伴随广电和移动2021年完成共建共享700MHz 网络具体协议签订，移动与广电将在10年内共享700MHz 频谱以及移动的2G\4G\5G 网络。如何规划建设低频700MHz 网络，是广电和移动面临的共同问题。根据中国5G 频谱分配（图1），广电分得低频700MHz（2×30M带宽），中频3.3GHz（与电信、联通共用，做室内覆盖）和4.9GHz (60MHz带宽)；移动分得中频2.6GHz（160MHz带宽）和4.9GHz（100MHz带宽）。

图1 中国5G 频谱分配

对于移动和广电来说，低频700MHz 黄金频段，具备信号覆盖广、穿透力强、低时延的特性，适合大范围连续网络覆盖场景。中频（2.6GHz 或4.9GHz ）是5G 主要承载频段，满足5G 网络速率、时延、容量的性能要求。在5G 建设中需要协同发挥低、中、高频段各自优势，打造5G 多频立体网络，确保网络质量领先。下面首先分析组网策略，然后针对移动广电共建共享模式，介绍两种网络建设方案：漫游共享架构、载波共享架构。

1. 组网策略：多频组网

广电和移动同时具备5G 低频和中频，可通过构建700MHz + 2.6GHz/4.9GHz 组合网络，采用上行发射通道切换、上行增强、载波聚合等多种增强技术，提升5G 上行带宽和覆盖区域，降低时延，满足5G 大带宽eMBB 和广连接mMTC 的应用需求。

其中700MHz 作为室外覆盖基础打底网。根据其覆盖范围广和楼宇深度覆盖的特点，可作为VoNR 的主力承载网络；700MHz 进行覆盖托底，可以释放中频段压力（上行增强，下行载波聚合），在适度收缩水平方向的覆盖能力基础上，增加垂直方向多维波束配置比例、优化垂直覆盖能力；在广度（范围广）、深度（穿透力强）、高度（高层楼宇）三方面达到无盲区覆盖。因其低延时性，还可以全面布局物联网应用。

中频2.6GHz 是5G 网络覆盖、容量承载的主力频段，4.9GHz 作为室内外容量的补充。700MHz 与2.6GHz/4.9GHz 叠加组合，通过下行载波聚合，在大流量业务或拥塞场景能充分确保5G用户体验，通过上行发射通道切换来弥补中频上行能力不足，保证上行传输性能。700MHz 和2.6GHz 聚合后上行边缘速率可达到3-5Mbps，可支持720P/1080P 视频上传。在覆盖方面，中频还可实现室内外同频组网，实现5G覆盖和容量承载。在高热点区域和政企专网应用场景，实现网络扩容，700MHz + 2.6GHz/4.9GHz 可满足5G 大带宽场景需求，如高清会议、高清视频直播场景。

图2 多频组网策略

对于广电，可参考移动/电信的低频网络部署经验，在初期阶段实现薄网覆盖，后期逐步完善网络覆盖。

**与移动900MHz 比较，700MHz 的覆盖面积增加了44%_{70%，所需站点减少了30}40%。**采用多频组网模式，将能大大降低建网和运营成本，并在2C 及2B 垂直行业服务领域均具有高质量覆盖优势。

2. 移动广电共建共享模式一：漫游共享架构

在700MHz 5G SA 网络尚未规模建成前，中国移动和中国广电双方采用漫游共享架构，如图3 所示。中国广电在其5G 商用初期租用中国移动的网络，中国移动共享2G/4G/5G 接入网和承载网给中国广电，承载所有中国广电用户。中国广电独立建设核心网开展业务，并对接移动核心网。广电用户业务，需经由移动核心网转发至广电核心网处理。双方业务的开销户、计费和策略控制在核心网实现，互不影响。在移动网络中，只需配置移动的PLMN（Public Land Mobile Network）运营商代码，但核心网的归属位置寄存器HLR（Home Location Register）需要提前为广电用户开放鉴权，允许广电用户接入，协助移动核心网转发业务流到广电核心网进行处理。

图3 漫游共享架构

3. 移动广电共建共享模式二：载波共享架构

700MHz 5G SA 网络完成独立规模建设后，与现网2.6GHz NR 组成TDD/FDD 异制式双层网，中国移动和中国广电双方采用载波共享架构（Multi-Operator Core Network，MOCN），共享700MHz 和2.6GHz 无线接入网络，运营商之间进行网间结算。双方的接入网使用相同的频谱资源，频段共享，载波共享，容量共享；核心网和承载网分开。

载波共享架构如图4 所示，700MHz 和2.6GHz NR 站点配置MOCN 共享，同时广播中国移动和中国广电2 个运营商代码PLMN，双方用户均可接入700MHz 和2.6GHz 站点。两网之间可实现重选、切换等基本互操作。随着5G 用户发展，适时引入两网之间的负载均衡。中国广电用户数据业务优先接入700MHz，语音服务优先通过700MHz VoNR 承载；中国移动用户优先接入2.6GHz NR 网络。当中国广电用户从NR 覆盖区移动至NR 覆盖盲区时，通过异网漫游方式保障业务连续性。

图4 MOCN 载波共享架构

二、产业链进展

目前全球5G 加快推进，商用步伐不断提速。截至2020 年底，全球已有140 家运营商，在59 个国家或地区推出5G 商用网络，其中获得700MHz 5G 牌照的运营商已超过18 家，截止2020 年底，全球已建成8张 5G 700MHz 商用网络。700MHz 产业链将搭乘5G 东风，逐步走向成熟。下面将从天线、芯片、模组、终端、基站、测试仪表、运营商等维度介绍700MHz 5G 行业发展。

1. 天线

因700MHz 的低频天线尺寸太大，不适合使用Massive MIMO 技术，需要沿用之前的RRU 形态加4 端口天线。基站侧天线使用4T4R（四发四收），终端天线为1T2R 或2T4R，与4G 设备和终端的天线射频配置基本一致，类比900MHz。因此，700MHz 频段基站和终端对上游天线、射频元器件、光模块等器件的性能要求和需求量未有较大提升。

由于700Mhz 的4T4R 天线相对简单，700Mhz 的产业成熟较其他频段来说更为容易。现在主要包括4448（700MHz/900MHz/1800MHz/FA）、444（700MHz/900MHz/1800MHz）、单四通道等三大类天线。目前华为、京信、虹信、通宇等主流天线厂家已开发出700MHz 基站天线产品并完成自主测试。

2. 芯片、模组、终端、基站生态逐步成熟

近2 年，中国5G 智能手机出货量高达全球1/3 以上（19 年华为、小米、OPPO 等中国手机品牌占全球出货量46%，20 年Q4 由于中美贸易摩擦，华为出货量骤减，中国全年总出货量占全球36%，与三星、苹果总和等量），为中国的芯片厂商提供了发展机遇。目前全球主要有5 家5G 手机芯片厂商：美国高通、中国华为海思、台湾联发科MTK、中国紫光展锐、韩国三星（苹果于19 年7 月收购英特尔手机基带业务已经开始研发）。其中，华为和高通的5G 芯片技术最为优越。

2020 年7 月，工信部发布的《中低频段5G 系统设备射频技术要求》正式施行，首批获得工信部5G 系统设备型号核准证的厂商包括华为、中兴、爱立信、vivo、高通、联发科MTK 等。截至2020 年12 月底，已有7 款基站、58 款手机、10 款CPE 及工业模组、3 款平板电脑和1 款笔记本均能支持5G 700MHz频段，标志着我国5G 700MHz产业链生态逐步成熟。

手机基带芯片：基带芯片是终端的核心部件之一。截止2020 年Q4，5 家主流芯片厂商高通、华为海思、联发科MTK、展锐、三星支持700MHz 频段30MHz 带宽。

物联网芯片/模组：目前支持700MHz 物联网的芯片主流厂商有：高通、华为、联发科、法国Sequans、以色列Altair（被索尼收购）等，均支持B28（Band 28）700MHz 频段。目前支持700MHz频段的物联网模组厂商有：瑞士u-blox、中国移远通信、广和通、有方科技等。

高通是5G 芯片的领军者，目前共发布了三代5G 芯片。2020 年发布第三代骁龙X60 芯片，是全球首个基于5 纳米的芯片。除了支持5G 所有频段和制式外，还支持低中高不同频段聚合，支持n28 频段与其他频段的FDD+TDD 聚合，可满足基于700MHz 的商用需求。

在700MHz 商用部署方面，2020 年，高通公司联合中兴完成首个700MHz VoNR 高清视频语音通话；与中国广电完成全球首次700MHz 2×30M 带宽的5G 数据呼叫业务；完成搭载高通骁龙5G 芯片的智能手机终端测试，协助vivo、中兴等厂商推出首批支持700MHz 频段的5G 商用终端。

华为海思：2019 年发布麒麟9000 芯片，采用5纳米SOC 工艺，集成了华为巴龙5000 基带芯片，支持n28 频段，5G SA 双载波聚合。相比高通的第二代基带芯片X55，Sub-6G 上行速率提升6.8 倍，下行速率提升2.6 倍。

此外，华为海思物联网芯片Boudica 150，可支持700MHz B28 频段，与移远通信、u-blox 联合研发支持B28 物联网模组。

终端：截止2020 年12 月，国内已有58 款终端支持700MHz，包括苹果、三星、华为、小米、vivo、OPPO、中兴等主流手机厂商。根据《中国移动5G 商用手机产品白皮书（2021 年）》要求，自2021 年1 月1 日，3000 元以上入网终端建议支持700MHz n28 频段。预计2021 年上半年各厂商大多数中高端机型均可支持700MHz。

基站：截止到2020 年12 月，国内共有5 家基站设备厂商的7 款5G 基站支持700MHz 频段，包括华为、中兴、爱立信、诺基亚和中国信科。

爱立信是全球最早、最多参与5G 700MHz 商用网部署的设备厂商。2020 年4 月，爱立信协助沃达丰德国实现全球首个700MHz 5G 商用网络。2020 年内为德国、挪威、瑞典等5 个国家的700MHz 商用网提供基站设备。爱立信具备多运营商共建共享以及高中低频聚合的部署能力，如图5。

在中国，2020 年爱立信完成基于华为核心网和5G 终端，实现VoNR 端到端语音通话业务的外场测试。同年与中国广电、联发科合作，完成基于700MHz 2×30M 大带宽的5G 视频广播端到端验证。

图5 爱立信共建共享及低中高频聚合案例

华为是中国5G 网络建设的践行者。在700MHz 网络商用方面，积极与运营商合作，在新技术开发、业态创新等方面做出诸多探索。2020 年8 月，华为的5G 700MHz 大频宽基站、5G 手机终端和CPE 成为我国首批完成700MHz 设备型号核准的产品。同时，与广电完成国内业界首个端到端5G SA 700MHz 核心网的测试；首个 5G 700MHz 2×30MHz 终端性能验证；首个 5G SA 700MHz VoNR 高清音视频通话的开通；首个低频中频组合网覆盖与业务测试；首个 5G NR 视频广播业务等，逐步推动700MHz 产业链走向成熟。

图6 华为测试案例

3. 测试仪表

700MHz 5G 网络无线侧的建设和测试是保证网络质量至关重要的一环。测试需要考虑无线接入、终端验证、外场清频/干扰测试、天线外场以及网络时延等多个方面。部分站点需要将700MHz 天线和现有的移动中低频段天线共用。同时，700MHz 和中低频之间会产生大量的频段间互操作，要求700MHz 网络严格按照规划进行覆盖。这将需要更加精确的测试设备和更多厂家投入。

针对上述要求，唯亚威（VIAVI）提供了端到端的基站测试解决方案，包括RF Vision 手持式测试设备、基于NB-IoT 的天馈状态监测解决方案IOA（IoT for Antennas，基于物联网的天线传感器）和业界首个芯片级天线状态监测解决方案AMP（Antenna Motion Processor，天线运动处理器）。RF Vision 具备经纬度定位功能，可以对天线的方位角、横滚角、下倾角、水平位置和海拔高度等进行测试。同时还支持手机APP 远程操作与云同步，提高测试效率和数据安全性，缩减人工因素对测试结果的影响。IOA 和AMP 提供长期监控方案，通过对整个天线网络进行实时监控，使得天线系统变为白盒状态，运营商可以以较低的成本随时随地获取天线信息。

安立（Anritsu）推出的MT8000A 测试平台，是用于测试5G 终端和芯片组的射频性能与协议功能的网络仿真器。支持700MHz 和Sub-6GHz 信令射频测试，支持NSA（非独立组网）和SA（独立组网）模式。

4. 运营商进展

全球各国近20 家运营商在建设或规划5G 700MHz 网络。截止到2020 年底，沃达丰、Telia、Claro、TDC 等国际运营商已先后在德国、挪威、瑞典、巴西和丹麦等国家推出了8张商用700MHz 频段5G 网络，另有超过10 张5G 700MHz 网络尚在部署阶段。

在国内，中国广电于2020 年获得独家700MHz 频段许可认证，并于当年启动规模建网。此外，中国广电计划2021 年将建成40 万个5G 基站，可覆盖到全国90%以上的行政村。

2020 年以来，中国广电加快推进5G 700MHz 产业链的步伐，探寻产业化的运营模式。在技术层面上，已完成多项技术验证、产品测试及融合业务开发等工作。完成了全球首个700MHz 2×30MHz 终端性能验证，首个5G 700MHz VoNR 语音通话，建成了中国广电5G 融合视频APP 等。在实践场景上，中国广电完成了多项业务场景测试及实证，验证了基于700MHz + 4.9GHz 组网，实现高清会议、节目制作、远程医疗、工业控制、智慧交通等行业应用。

中国广电推动我国5G 700MHz 产业链进入逐步成熟阶段，但基于清频、资金、网络整合等多方面因素，广电700MHz 频段部署在网络建设、业务运营以及市场化方面仍面临巨大的压力和挑战。

中国移动也在加快700MHz 布局。2020 年5 月，中国移动与中国广电订立700MHz 共建共享的合作框架协议。2021 年1 月，双方针对实施细则签订了具体合作协议，以期开展5G 网共建以及平台和内容的合作共赢。2020 年6 月，浙江移动携手华为开通首个700MHz 5G 基站，并完成业界首个700MHz 和现网2.6GHz 频段的上行增强技术验证；2020 年10 月，浙江移动启动2020 年700MHz多频天线采购（5000套）项目，为浙江移动的“5G city”项目探索700MHz 建网最佳方案；2020 年发布《中国移动5G 商用手机产品白皮书（2021 年）》，明确要求21 年7 月起，所有5G 入网终端都要高质量支持700MHz 频段，以白皮书要求牵引推进终端产业链成熟。

相信在中国广电和中国移动的协同推进下，中国700MHz 将在不远的未来正式商用，协同中高频段，打造5G 优质精品网络，为沉浸式体验及行业数字化助力赋能。