一、頻率范圍。

5G頻譜分為兩個區(qū)域FR1和FR2，F(xiàn)R就是Frequency Range的意思，即頻率范圍。

FR1的頻率范圍是450MHz到6GHz，也叫Sub6G（低于6 GHz）。

FR2的頻率范圍是24GHz到52GHz，這段頻譜的電磁波波長大部分都是毫米級別的，因此也叫毫米波mmWave（嚴(yán)格來說大于30GHz才叫毫米波）。

二、頻譜優(yōu)缺點(diǎn)。

FR1的優(yōu)點(diǎn)是頻率低，繞射能力強(qiáng)，覆蓋效果好，是當(dāng)前5G的主用頻譜。FR1主要作為基礎(chǔ)覆蓋頻段，最大支持100Mbps的帶寬。其中低于3GHz的部分，包括了現(xiàn)網(wǎng)在用的2G、3G、4G的頻譜，在建網(wǎng)初期可以利舊站址的部分資源實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的快速部署。

FR2的優(yōu)點(diǎn)是超大帶寬，頻譜干凈，干擾較小，作為5G后續(xù)的擴(kuò)展頻率。FR2主要作為容量補(bǔ)充頻段，最大支持400Mbps的帶寬，未來很多高速應(yīng)用都會基于此段頻譜實(shí)現(xiàn)，5G高達(dá)20Gbps的峰值速率也是基于FR2的超大帶寬。

三．利用波束賦形提高能量效率

在傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，與小區(qū)相關(guān)聯(lián)的基站會向著相當(dāng)廣泛的區(qū)域傳輸能量（通常是基站前方120度角的弧形區(qū)域）。其中一部分能量會被基站小區(qū)內(nèi)的用戶接收，但絕大多數(shù)能量則被環(huán)境所吸收（建筑、行人、樹木、汽車等）。這些耗損就意味著能量效率的降低和網(wǎng)絡(luò)OPEX的提高（圖5）。如果將單根基站天線替換為由120根天線向各個用戶定向傳輸能量，那么基站所需的功耗將降低至原輸出功率的0.1%（參考文獻(xiàn)3）。然而這個下降幅度僅僅是理論值，從實(shí)際角度而言，由于基站內(nèi)部射頻元件的效能和損耗，相同容量下的輸出功率只能降低到原功率的30%。

四、我國三大運(yùn)營商5G頻譜劃分。

目前我國僅對FR1中的頻段進(jìn)行了分配，其中

中國移動：2515MHz-2675MHz共160MHz，頻段號為n41，以及4800MHz-4900MHz共100MHz，頻段號為n79；

中國電信：3400MHz-3500MHz共100MHz，頻段號為n78；

中國聯(lián)通：3500MHz-3600MHz共100MHz，頻段號為n78；

從頻譜劃分來看，中國移動又一次擔(dān)當(dāng)了重任，因?yàn)閚41頻段和n79頻段不管從芯片還是設(shè)備或是終端層面來講，都不如n78成熟，這意味著中國移動需要花費(fèi)很大的成本和精力去推動整個產(chǎn)業(yè)鏈條研發(fā)和應(yīng)用的落地。同時，n41頻段包括了目前4G在用的2.6GHz頻段，5G要想在FR1使用到100Mbps的帶寬，就必須將4G移到高頻段以便騰出100M給5G用，相當(dāng)于現(xiàn)在的2.6GHz 的D頻設(shè)備需要報(bào)廢更換。

而n78是全球主用頻段，目前很多國家的5G試點(diǎn)均采用n78的3.5GHz頻段，產(chǎn)業(yè)鏈條成熟，這意味著電信聯(lián)通可以使用較低的成本部署5G網(wǎng)絡(luò)。

這不僅讓我想起了當(dāng)年的TD-SCDMA，也許這就是為了促進(jìn)三大運(yùn)營商的“公平競爭”。

六、網(wǎng)絡(luò)容量的決定因素和擴(kuò)容方式

20世紀(jì)初，兩位研究人員分別推導(dǎo)出了一個相對簡單的公式，堪稱通訊行業(yè)中的摩爾定律，即香農(nóng)-哈特利定理。該定理給出了無線信道上能夠傳輸?shù)男畔⒘可舷蓿渲袉蝹€信道容量僅僅取決于兩個參數(shù)：信道帶寬(BW)和信噪比(SNR)。盡管容量與信道帶寬成線性關(guān)系，但與信噪比之間僅是log2的比例關(guān)系：

根據(jù)香農(nóng)-哈特利定理，增加網(wǎng)絡(luò)容量有三種基本方法（圖4）：

1.增加信道帶寬：4G中使用了載波聚合來增加可用的信號帶寬，而5G FR2則使用毫米波頻率來獲得更大的容量。

2.增加信道數(shù)量：MIMO利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的多徑發(fā)射，同時在多個信道上進(jìn)行傳輸。與信道帶寬類似，網(wǎng)絡(luò)容量也與這一效應(yīng)成線性關(guān)系，但上限卻受限于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多徑相關(guān)性（或相似性）。5G FR1借助MIMO的優(yōu)化提高數(shù)據(jù)速率。

3.增加網(wǎng)絡(luò)輸出功率：由于SNR中存在噪聲、SNR的對數(shù)刻度接近、以及涉及高電磁能量的健康/安全問題，這種方式有其局限性。在覆蓋率較低的區(qū)域使用家庭基站(Femtocell)是提升整個網(wǎng)絡(luò)SNR較為安全的方式之一。但如果在同一區(qū)域中部署了過多全向天線家庭基站，則家庭基站間就會存在干擾，這無疑為網(wǎng)絡(luò)容量增益帶來了上限。然而，如果能夠定向傳輸能量，就可以提高網(wǎng)絡(luò)的能量效率，這種方式又稱為“波束賦形”（5G FR1和FR2基站的一種關(guān)鍵技術(shù)）。