四、關於頻譜那些事：有限的頻譜資源，從電報走向了5G

5G 網路結合了既有的4G LTE 頻段，是一種異質性網路（HetNet）。

其透過主打速度的毫米波（mmWave）寬頻技術，及主打低功耗、覆蓋能力廣的sub 6GHz窄頻技術 ... 文章資訊 相關活動YTTEK編輯者文章新產品發布報章新聞５G毫米波Sub-6 212021.04 四、關於頻譜那些事：有限的頻譜資源，從電報走向了5G 2021.04.21 【關於頻譜那些事】 有限的頻譜資源，從電報走向了5G     宇宙中著各種各樣不同的波，音波、聲波、光波、微波、電磁波…等。

恒星、星雲和星系發出的光有各種各樣，形成的頻譜是自然界存在的物理量，無法增加也不會減少。

由於有這樣的有限性，因此顯得極度珍貴。

     有鑑於頻譜資源是移動通信的命脈，所有的移動應用和服務都得靠它。

因此100多年來，如何更有效率的利用頻譜，如何在有限頻譜中獲得更高的傳輸率，成爲無線通訊領域衆多天才和企業巨頭們持續攻克的目標。

pic//http://blog.sina.com.cn/s/blog_6bcabf350102y4s9.html     從2G到5G，從電報到手機，頻譜分配是任何一代移動通信轉換的關鍵，深刻改變人類社會發展進程的發明，精確的折射出了人類掌握和使用頻譜的能力，關係著全球漫遊和產業鏈規模效應。

根據國際電信聯盟定義，人類可以識別使用的電磁波頻率範圍從3kHz到300GHz，根據頻率被分成了8個部分：VLH(甚低頻)、LF(低頻)、MF(中頻)、HF(高頻)、VHF(甚高頻)、UHF(超高頻)、EHF(極高頻)和THF(太赫茲輻射)。

甚低頻VLF與低頻LF(3KHz~300KHz)    和所有的物理量應用一樣，人類在利用無線頻譜上也是從低往高開始的。

在國際電信聯盟的定義中，3KHz~300KHz被稱作甚低頻和低頻，這個頻段極強的穿透力，波長動輒數十千米，因此可以輕易覆蓋整個地球範圍，因此最初就被用於航空、航海的導航。

衆多民航客機、輪船都通過VLF頻段進行導航和管理，在這個頻段上還有潛艇使用的聲納系統等。

中頻MF(300KHz~3MHz) 廣播電台與無線電導航的命脈    如果你經常聽廣播電台，就一定會發現很多的廣播電台都會說中波XXX這樣的頻率，這裡所謂的中波，其實就是中頻的意思。

在人類成功掌握和使用甚低頻和低頻之後，發現無線電波還能傳輸聲音等信息。

於是中頻就成了最初區域電台的首選頻段。

我國規定中波廣播頻段爲525-1605KHz，間隔9KHz，所有的中波電台都必須符合此規定。

 高頻HF(3MHz~30MHz) 全球通訊的起點   在無線電廣播領域，把高頻稱之爲短波。

由於高頻可以通過電離層反射實現超遠距離的傳輸而不需要發射站有極高攻略，所以在高頻區間人類首次實現了覆蓋全球的廣播電台以及覆蓋全球的通訊電台。

毫不誇張的說，從高頻開始，人類才第一次擁有全球無線電通訊能力。

除了國際電台等使用高頻，衆多軍事通訊保密通訊也大多使用這個頻段。

二戰時期衆多無線電加密和通訊的諜戰故事，都在高頻區間展開。

另一方面，ITU(國際電信聯盟)爲了感謝無線電愛好者的貢獻，還專門規劃了業餘頻率供無線電愛好者使用而不需要經過相關機構審批和授權。

    在一般情況下，頻率越高穿透力越差。

而頻率越低所能提供的帶寬越小。

通訊領域有句老話——「有線的資源是無限的，而無線的資源卻是有限的。

」在特定頻段下，所能實現的傳輸速率也不是無限的，它同樣受到包括信噪比、信道帶寬等客觀物理條件的制約。

5G分為eMBB、URLLC和mMTC三大應用場景，與前面幾個G不同，其應用與部署場景更加廣泛，對無線頻段的需求也不盡相同。

總得來講，5G頻譜可粗略的分為三大範圍，不同頻段範圍具有不同的特性，任何一個頻段範圍都不能滿足5G的全部需求： •低頻段：大於3GHz---------良好的無線傳播特性，用於廣覆蓋 •中頻段：3到6GHz---------常部署於城區，以提升網路容量 •高頻段：大於6GHz-------覆蓋範圍較小，但頻寬充沛  另一個層次的5G網路    5G網路結合了既有的4GLTE頻段，是一種異質性網路（HetNet）。

其透過主打速度的毫米波（mmWave）寬頻技術，及主打低功耗、覆蓋能力廣的sub6GHz窄頻技術，在不同的環境下提供最適的無線網路，以同時滿足短距離及長距離的通訊要求。

        以3GPPRelease15(Rel-15)標準規範中所定義，24GHz以上的頻段才可稱之為毫米波，由於毫米波頻譜具備超大頻寬特性，可實現對超高傳輸速率與低延遲有較大需求的應用，因此也被視為下一波5G技術的重要演進方向，且晶片商、網通業者與電信營運商也多看好5G毫米波技術市場前景。

搜尋5G技術相關資料即可找到一些「關鍵密碼」，5G通訊技術資料傳輸速率是4GLTE技術的100倍，可達10Gbps，延遲時間則低於1毫秒(ms)。

不過，這些傲人的數字，必須仰賴毫米波頻段，才能真正實現。

毫米波(MilliMeterWave，mmWave)頻段嚴格的定義是指波長(WaveLength，λ) 單位為毫米(Millimeter)的頻段，也就是30GHz到300GHz頻 高傳輸速率     從頻段使用觀點來看，相較6GHz以下頻段，毫米波頻段最大優勢在於高速與高頻寬。

台灣羅德史瓦茲(R&S)市場開發行銷資深協理盧迦立表示，sub-6GHz頻段系統可使用的最大頻寬為100MHz，資料傳輸速率最高1Gbps；而毫米波頻段可提供的最大頻寬為400MHz，其資料傳輸速率可高達10Gbps。

值得注意的是，從電波的物理特性來看，因毫米波短波長和窄波束特性可減少來自其他通訊系統的干擾，進而有更好的頻譜效能表現；同時，毫米波也可有較佳的訊號鑑別率與傳輸安全性，適合人口密集的環境使用，也易於解決同時間有大量使用者連接網路時，網路壅塞的問題。

    根據中華電信所提供的數據，該公司2020年取得28GHz毫米波共600MHz最大頻寬，其下載理論峰值速率約3.2Gbps，上傳可超過600Mbps。

中華電信認為，大頻寬有助於大幅提升下載和上傳速率，可用用於紓解人潮擁擠熱點的基地台容量，以及提供特定企業客戶專案的超高速率需求。

    CEVA行動寬頻業務發展總監NirShapira認為，毫米波是5G中非常重要的工具，其重要性在於可對現有可用頻段做非常重要的補強，因為6GHz以下頻段非常稀缺，而且這些頻段必須與傳統系統和其他無線接取技術(RAT)爭奪使用權。

此外，毫米波此一新的頻段資源不僅可以支援超高速通訊，從頻段再使用的角度來看，毫米波頻段不但寬得多，還可以在近距離，以及室內和室外之間有效地重複使用。

  超低延遲     毫米波頻段如何達到更低的延遲？中華電信解釋，與中華電信標得的sub-6GHz中的3.5GHz頻段相比，由於毫米波的波長更短，因此傳輸時間短，加上毫米波頻段時隙(timeslot)長度是3.5GHz的四分之一(3.5GHz時隙為0.5ms、28GHz則為0.125ms)，因此可進一步降低資料在無線電介面傳輸所需花費的時間，對於需要低延遲應用有明顯優勢。

  裝置體積小且易安裝     上面已提到毫米波波長較短，而天線物理尺寸和波長成反比，因此毫米波更容易實現更高階MassiveMIMO。

據了解，比較3.5GHz及28GHz頻段的5G技術相關設備，3.5GHz頻段的天線加上基地台重量，大約是25~55公斤(kg)，28GHz僅7公斤；體積方面，3.5GHz約50公升，而28GHz則是6公升。

    由此可見，5G毫米波基地台具有體積小、重量輕及易安裝的優勢，如搭配波束成形(beamforming)等多天線技術，可彈性補強熱點容量及涵蓋弱區。

亞德諾(ADI)通訊基礎設施業務部中國區策略市場經理解勇則表示，高頻毫米波主要技術特點為頻段寬，適用於各種寬頻訊號處理，且其天線尺寸小，波束窄、方向性好、空間分辨力高。

追蹤精準度較高，亦為5G毫米波頻段的優勢。

  Article//YTTEKTECHNOLOGYCORP. Pic//NGMN5GWHITEPAPER, 開啟網路高峰會   回上頁 TOP 繁體中文 简体中文 English