高中低频携手提速！5G网络2.1GHz和3.5GHz频段有何差异？

从建设到应用，5G进入人们生活的速度超过了大多数人预期，小编身边已经有不少人在懵懵懂懂间完成手机屏幕信号标识从4G到5G的转换，而面对新出现的5G网络2.1GHz频段，你有关注过吗？

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　　工信部解绑2.1GHz频段

　　日前，工信部无线电管理局发布《2100MHz频段5G移动通信系统基站射频技术要求（试行）》公告（以下简称<试行公告>）。

　　公告称，为满足5G应用需求，保障我国2100MHz频段5G移动通信系统与其他无线电业务的兼容共存，依据《中华人民共和国工业和信息化部公告2015年第80号》《中低频段5G系统设备射频技术要求的通知》（工信部无〔2020〕87号），工业和信息化部无线电管理局研究制定了《试行公告》。

　　该公告的发布进一步为电信联通5G网络共建共享扫除了障碍。这意味着中国电信和中国联通此前制定的“3.5G+2.1G”双频5G战略可以正大光明的实施，也意味着双方可以推进全球最宽的TDD(200M)和FDD(2x40M)频谱协同创新，最大程度发挥频谱效益，实现上行4~5倍体验提升、7~9dB深度覆盖提升。

　　目前，我国已经为四大运营商分配了相关5G频段。就中国电信和中国联通两家而言，中国电信拿到的是（n78），也就是3.5GHz 频段 (3400MHz-3500MHz)；中国联通也在（n78）上拿到3.5GHz 频段 (3500MHz-3600MHz)，从分配的频段可以看出，电信和联通在n78上分配的频段是连续的，这有利于两家合建5G网络。

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　　共建为5G网络提速

　　4G时代，中国移动对中国电信和中国联通实现了碾压，而在5G时代，后两者抱团就是必然的，合建5G网络就是其中最重要的一环。

　　早在2019年的“未来信息通信技术国际研讨会”上，中国联通网络运维部总经理马红兵表示，构建一张精品5G网络，成本是非常高昂的，如何低成本的建设5G网络是非常迫切的问题。

　　基于各方面的考虑，中国联通和中国电信宣布在5G方面进行共建共享。根据双方达成的《5G网络共建共享框架合作协议书》内容显示，双方将全国范围内针对3.5GHz的200MHz 5G频段（3400MHz-3600MHz）进行共建共享。

　　马红兵透露，除了3.5GHz之外，中国联通和中国电信还有意将2.1GHz频率进行共享，“这样能够实现高、中、低频的协同，提供更好的覆盖，同时在一些广域区域能够用低频降低覆盖数量和覆盖成本，这也是我们的考虑。”2.1GHz现在主要用于4G网络，随着5G网络的逐步推进，频谱重耕将会是必然选择。

　　在没有任何经验可借鉴情况下，中国联通和中国电信大胆探索，全力推进，已于去年9月30日快速完成全球第一张规模的5G共建共享网络建设和商用，并且完成了SA独立组网模式的端到端能力部署。

　　截至2020年10月份，双方5G共享规模已达30余万站，覆盖全国所有地级以上城市。实现了3个“全球第一”：全球第一张且规模最大的共建共享5G网络；全球第一个200MHz大带宽高性能5G网络；全球第一张TDD+FDD混合组网的5G网络。通过共建共享，显著节省5G网络建设及运营成本，CAPEX预计节省40%左右，OPEX每年节省35%左右，充分凸显共建共享优势。

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　　5G高中低频共建的刚需

　　和以往移动通信网络制式不同，5G网络须根据用户业务覆盖与速率的需求，协同高、中、低频率，形成高效协同的分层覆盖。工信部科技委常务副主任、中国电信集团科技委主任韦乐平曾指出，根据现有分配方案，电信和联通仅在3.5G频段各有100MHz，在上行边缘速率3Mb/s前提下，3.5G频段较1.8GHz和2.6 GHz上行覆盖相差9dB 和5dB，导致3.5G频段的SA的上行覆盖，上行容量和时延均难以有效支撑垂直行业应用。

　　“唯一的出路是部署2.1G/1.8G频段FDD系统作为上行增强，与3.5G协同组网，高低频互补，时频域聚合，从而在上行覆盖、上行容量和时延特性乃至投资上具备转向2B的网络优势和经济可行性。” 韦乐平表示。

　　一直以来，中国电信和中国联通的2.1GHz频段都用在了3G/4G网络上。5G共建共享之后，双方才重耕该频段部署5G，增加5G覆盖。据悉，中国电信的2.1GHz(Band1,n1),1920~1940/2110~2130MHz最初获批用于部署CDMA2000，为3G频段。实际CDMA2000使用825~835/870~880MHz，该频段用于部署LTE FDD，为电信4G重要频段。

　　而中国联通2.1GHz(Band1, n1),1940~1965/2130~2155MHz：最初获批用于部署WCDMA，为3G频段。现主要用于部署LTE FDD，联通4G重要频段，5G NSA组网锚点频段。

　　在2.1GHz频段上，电信和联通双方的频谱也是连续的，再加上在3.5GHz 频段的连续频谱。双方资源禀赋整合实现了1+1＞2的效应，实现了5G网络规模翻倍、覆盖翻倍、带宽翻倍、速率翻倍。可以说，一出生就天然具备领先体验。

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　　2.1GHz和3.5GHz频段的具体差异

　　3GPP协议中规定B42频段为3.5G频段，B1频段为2.1G频段，B3频段为1.8G频段，B41频段为2.6G频段。3.5G频段波长比2.1G频段短，3.5G频段天然穿透能力、绕射能力以及衍射能力较2.1G频段差，从而导致终端侧的上行覆盖不足。

　　以现网B3频段（1.8G频段）为基准点，分别计算1.8G、3.5G、2.1G、2.6G频段的链路预算理论值。通过上行链路预算结果对比可以发现，3.5G频段上行能力比2.1G频段（4T4R）上行能力差7.7dB，比2.6G频段上行能力差4.2dB。

　　在覆盖方面，相比3.5GHz和2.6GHz，2.1GHz频段拥有天然的频段优势，其传播距离更远，绕射及衍射能力更强，覆盖能力更强。链路预算结果显示，2.1GHz（4T4R）频段比3.5GHz（64T64R）的上行覆盖能力强7.7dB，比2.6GHz（64T64R）强3.5dB（数据仅供参考）。

　　在容量方面，电信在2.1GHz频段上拥有20MHz带宽，联通拥有25MHz带宽，同时2.1GHz频段还有10MHz带宽未分配，若联通和电信获得批准使用，两家公司在2.1GHz频段上可拥有连续的55MHz带宽。基于此，电信和联通要是在2.1GHz频段上采用50M单载波共建5G网络，尽管与3.5GHz的200M相比容量较低，但相比单载波仅为20M的4G LTE，容量却可以提升至少2倍以上。

　　通过前面的分析可知，2.1G频段能够有效增强3.5G频段的容量和覆盖，但2.1G频段带宽不如3.5G频段带宽资源丰富，且3.5GNR设备产业链相对成熟。

　　不过，更值得关注的是，3.5GHz+2.1GHz带来的“1+1>2”的效果。

　　主要体现在两个方面：

其一，在城区，电信和联通可利用3.5GHz的大带宽优势打造5G容量层，为用户提供高速的5G体验；同时还可通过2.1GHz作为上行补充，既能通过上行容量补充来更好的满足高清直播、视频监控、远程控制等对上行速率要求较高的应用，也能通过上行覆盖补充将5G信号延伸到室内等深度覆盖场景，解决5G室内覆盖弱与室内业务和流量多的矛盾。 其二，在农村，电信和联通则可利用2.1GHz的覆盖能力优势，以更低的成本打造连续覆盖的5G网络。

　　事实上，为了实现中低频组网，联通和电信双方早就在推动2.1G频段50M大带宽的5G国际标准，并已纳入3GPP R16标准。从公开信息看，双方已完成了基于2.1GHz频段40M大带宽的性能验证，并验证了3.5GHz+2.1GHz中低频组网可构建一张更具竞争力的5G网络。

　　这也将加速老旧的2G/3G网络退出历史舞台，让位给更先进移动通信技术。

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　　4/5G换挡期间网速问题或许凸显

　　总结：实际上有关4G网络降速或者被降速的传言一直被热炒，不管其中有没有设备商参与，不可否认的现实也是证明4G网络的已经出现了明显的网速下降，而且随着高清和超高清视频的普及，4G网络的承载问题将会凸显。

　　监管层在2021年年初通知要求提升5G服务质量，这背后的考虑因素中除了维护用户知情权之外或许还包括推动4/5G的之间的有序换挡，至少不应该让一股脑的营销操作削减用户获得感。

　　在新监管要求之下，运营商将不可避免地投入大量资源用于5G终端影响，全力提升5G终端渗透率，推动将大量5G套餐用户转变成真正的5G用户，从而有效避免5G套餐用户回退到4G套餐尴尬。

　　从某种程度上讲，2021年的运营商除了加速5G套餐用户发展之外，还要加大5G套餐用户的保有力度。运营商要拿出切实可行的方案推动5G手机终端普及率或者渗透率的提升，通过扩大5G用户规模推进5G应用加速。

　　2020年底我国的5G套餐渗透率虽然已经超过20%，但是5G的效用是否得到了同步发挥？这个问题值得运营商深思。

　　（编辑：张毅，稿件素材来源：工信部官网、C114中国通信网、邮电设计技术等）