4G老大难终解决 开放频谱成趋势

去年末中国发放4G牌照之后，三大运营商迅速开始大规模部署4G网络。预计到2014年末，中国部署的4G基站总量会达到100万以上，其中仅中国移动一家的4G基站就将达到50万个以上。在随后几年间，三大运营商还将继续加大4G网络建设力度，为规模庞大的国内用户提供良好的4G体验。

不过4G站点规模上去之后，4G移动回传又成了一个大问题。在近日举行的“2014毫米波传送产业技术论坛”上，工信部无线电管理局频率规划处和综合处处长常若艇指出，目前国内部署光纤存在不少困难，农村地区的问题是投资回报少，小区、城市和高速公路的问题则是入场难、要价高等。与此同时，4G网络的站点密度较高，光纤无法全覆盖。“微波是4G回传可选的一种重要解决手段，成本低且部署周期短。”常若艇说。

目前4G微波回传在国外已经有不少规模商用的成功案例，不过在国内还处于探索中，标准、规范都有待进一步完善。而且最关键的，频谱规划依然没有明晰，这在很大程度上影响了4G微波回传产品及应用的发展进度。

毫米波成4G回传利器

微波回传在移动通信网络中早有应用，不过由于4G网络对回传网络的带宽要求较高，因此旧的微波回传设备已经不敷使用。据中国移动研究院网络技术研究所副所长李晗透露，现有2万跳微波面临升级换代，同时预计到2015年中国移动将建成60万个LTE基站，有20多万个是新建站址，其中20%缺少光纤资源，因此预计需要上万跳微波设备。

然而，30GHz以下微波由于频率资源不足，并不适合用于4G回传。30GHz频段资源小于2GHz，而且以典型56MHz带宽为主，难以实现高速率传输。另一方面，其传播特性不适合小蜂窝基站密集部署。综合起来看，毫米波频段以下频谱资源难以提供4G回传所需要的链路容量。相比之下，毫米波频段的传播特性非常符合4G小基站和宏基站的回传要求，而且这个波段频谱资源丰富，特别是E-Band和V-Band有接近14GHz的频谱带宽，能够轻易实现Gbps速率。而且相对于常规频段，毫米波设备体积更小，更适应密集城区部署。

“总之，毫米波段，特别是E/V-Band能够提供足够的带宽来满足4G回传需求。”常若艇说。

由于毫米波传送可以提供大带宽和密集部署能力，已经在很多国家投入了应用，华为、爱立信、NEC等厂商都可以提供成熟的商用产品。

开放频谱已成趋势

目前各国用于数据通信的微波频段大部分需要政府许可，这些许可证的需求大、价格高，申请过程也比较复杂。一些免许可频段，则存在带宽、服务质量不稳定和信息安全等问题。而V-Band(57-67GHz)和E-Band(71-76GHz和81-86GHz)则可以较好地满足这些要求，这两个频带都属于毫米波频段。

V-Band中用于通信的频段已在各个主要国家开放，带宽资源从5GHz到9GHz不等。在实际应用中，V-Band微波具有在空气、雨中的衰减较大的特点，因此可以在同一地区密集部署而不至出现严重干扰，频率重用率非常高。同时毫米波的波长较小，因此天线尺寸可以做得非常小，波束更加集中、增益更高。华为微波产品线副总裁RenatoLombardi表示，V-Band微波的大带宽非常适合用于建超宽带局域网，是小站回传的理想手段。

E-Band受大气、雨、云雾的的影响较小，可以稳定工作在2-3km的传输距离范围内。相对于传统频段，E-Band频率资源丰富，支持比传统频段更大的带宽，单频点带宽达到了2.5Gbps，因此非常适合带宽需求高的LTE回传应用。目前全球有47个国家开放了E-Band频谱，欧洲、中东等地区已经开始规模部署E-Band设备，华为在其中40个E-band微波项目中取得了成功商用。

国际标准组织ITU-R已经对毫米波传送给予了充分肯定，认为在未来回传应用中小型化和高速率是关键，而毫米波传输具有明显的优势。近两年ITU-R发布了新增的V-band和E-band的频谱分配建议。

频谱策略各有不同

在毫米波传送的频谱划分上，各个国家的差异较大。V-Band方面，美国、英国均免费开放了57-64GHz频段，但英国对64-66GHz频段收费;日本免费开放59-66GHz频段;澳大利亚免费开放59.4-62.9GHz频段。德国军方与公众共用59-64GHz频段，64-66GHz则只给公众使用，而且倾向于License方式;瑞士也是License方式开放59-66GHz频段。E-band方面，北美、俄罗斯、欧洲、澳大利亚等主要国家均采取License方式开放频谱。

华为RenatoLombardi建议，针对V-Band微波点对点传输的应用，国内有必要适当放宽EIRP限制，允许更远距离的传输;同时需要增加对于最小天线增益的限制，从而避免密集部署时的相互干扰。此外，RenatoLombardi还建议将V-Band的频谱开放范围扩大至57-66GHz，为超4G网络的小站回传应用准备好充足的频谱资源。

对于E-band，RenatoLombardi认为LICENSE方式划分基本信道比较合理。电信网络需要相对较高的可靠性，License模式能够尽力避免来自其它使用者的干扰，因此近年欧洲的德国、意大利等主要国家均采用了这种频段开放模式。

据常若艇介绍，国内正在逐步放开毫米波频段。目前中国在150GHz以下划分了大量固定业务用的频谱资源，2014年工作计划中包括了E-Band，预计我国会采用单信道250MHz作为基本信道划分，允许多个250MHz信道聚合连续分配，同时会采用License模式(收费授权使用)以提供更可靠的业务传输。“无线管局已经开放Q波段和V波段，并将适时开放E波段，支持运营商4G建网需求。”常若艇说。

研发与应用进展迅速

目前毫米波传送技术研发已经非常成熟，华为、爱立信、NEC、Coriant、中兴/Siklu、BridgeWAVE、E-BandConmunications等主流厂商均推出了毫米波分组微波设备。其中E-Band分组微波设备可提供1Gbps-2.5Gbps容量，可以满足LTE基站回传带宽需求。“而且现有的设备基本上为全户外ODU型设备，即将微波基带调制解调单元与射频首发信机集成于一体，可以很好地适应户外微蜂窝的接入安装。”中国电信研究院李芳说。

在欧洲、中东等地区，运营商已经开始规模部署E-Band微波。2013年6-8月和11月，受中国移动计划部委托，中国移动通信研究院和传输所进行了分组数字微波设备的实验室技术摸底测试，涉及5个厂家11款分组微波设备。日前，中国移动和华为在北京移动现网建立了全国第一个E-Band试验局，完成了E-Band物理链路、业务测试以及可靠性验证，为频谱开放提供了详细的实验数据和技术评估。目前该试验局承载了现网LTE业务，和PTN混合组保护环网，提供高质量、大带宽保障。

可以说，现在毫米波传送技术要在国内推广应用，从市场需求、技术、设备到商用部署经验都已经做好了准备，现在需要的是尽快完成频谱规划、标准制定、设备准入等程序。李芳认为，这些工作大概还需要1-2年时间才能完成。

参加此次毫米波论坛的多位专家表示，毫米波用于4G回传已经成为了全球通信行业的趋势，呼吁国家尽快明确、完善频谱的开放政策，从而使得各大通信厂商和运营商可以更有针对性地推进产品和应用开发，为国家宽带战略的实施、4G的成功商用奠定良好的基础。