任正非说美国在5G上“押错宝”,究竟怎么回事

12月27日 , 华为心声社区发布任正非接受《华尔街日报》采访表示 , 美国在5G上有判断失误的问题 。 不是美国真正输给华为 , 而是选择时押错宝了 , 华为押的是厘米波 , 美国押的是毫米波 。 根据3GPP R15版本的定义 , 5G NR(5G空口 , 即终端和基站之间通信的接口)包括了两大频谱范围(Frequency Range , FR) 。 FR1的频率范围是450MHz到6GHz , 也被称为Sub-6G 。 FR2的频率范围是24GHz到52GHz , 这段频谱的电磁波波长大部分都是毫米级别的 , 因此也叫毫米波mm Wave 。 在5G的建设中 , 中国和世界上大部分国家5G网络的建设基本选择在FR1频段进行 , 相比于FR2 , 其优点是频率低 , 绕射能力强 , 覆盖效果好 , 是当前5G的主用频谱 。 其中低于3GHz的部分 , 包括了现网在用的2G、3G、4G的频谱 , 在建网初期可以利用旧站址的部分资源实现5G网络的快速部署 。

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中国在Sub-6G频段建设5G网络 , 美国选择在mm Wave频段建设5G网络 但是 , 美国在5G的部署上 , 选择了FR2频段作为切入点 , 却给自己带来了困境 。 从技术角度来讲 , 毫米波频段通信受限于高频器件 , 支持毫米波的集成电路投入成本更高 。 FR2所在的频段高 , 可以划分出更多的频谱资源 , 超大带宽、频谱干净、干扰小 。 但是频率越高覆盖范围越小 , 需要更多的基站进行部署 , 成本大幅升高 。 “押宝”毫米波 , 美国面临被孤立的困境 毫米波技术的研究历史已经超过百年 , 可以追溯到19世纪末 。 但长时间以来 , 毫米波主要应用于军事、射电天文等领域 。 近年来 , 随着5G的发展 , 毫米波成为5G的核心技术之一 。 5G网络的低频段(Sub-6)支持n×1Gbit/s的高速通信 , 而毫米波频谱支持n×10Gbit/s的高速通信 。 美国选择毫米波作为5G网络建设的切入点 , 一方面原因是 , 美国开发毫米波有它的技术优势 , 美国联邦通信委员会(FCC)早在2015年就已经规划了28GHz、37GHz、39GHz和64~71GHz四个频段为美国5G毫米波推荐频段 。 去年2月 , 高通发布的骁龙X55 , 支持26GHz、28GHz、39GHz三个毫米波段 , 以及TDD/FDD双模式的5G NR 6GHz以下频段 。

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几乎所有无线电频谱已经划分为军用和民用 , 其中一些重要的频段被专门用于电视和无线电广播 , 以及各种导航和卫星 。 所以 , 美国选择开发毫米波5G技术的另一个原因是 , 当前中国力推的Sub-6G频段 , 在美国已被军事和卫星占用 , 短时间内无法快速将Sub-6G频段腾出来给5G网络使用 。 《财富》杂志在今年10月份的报道就指出 , 美国AT&T、Verizon和T-Mobile等供应商开始向特定的市场消费者供应5G网络 , 但是这些网络于采用高频频谱的基站 。 从技术上讲 , 高频频谱提供了最快的上网速度 , 但是覆盖的区域有限 , 在中国及世界上其他大部分地区 , 5G发展主要集中在中低频 , 因为频谱较低的基站可以覆盖更广的范围 。 IHS Markit分析师Stephane Teral表示 , 目前 , 美国市场要求一个频率 , 而世界上其他地方要求另一个通用频率 , 这让美国面临孤立局面 。 深感中国中频5G网络威胁 美国欲打算转战Sub-6G 美国国防创新委员会去年在谷歌公司的帮助下 , 对美国5G网络使用的mm Wave配置标准和中国5G网络使用的sub-6配置标准进行了现场对此测试 。

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谷歌的测试结果 , 在加州洛杉矶的平坦地区 , 同一高度的基站 , 28GHz(左)与3.4GHz(右)部署方式的信号传播差异 , 蓝色代表100Mb/s , 红色代表1Gb/s 结果显示 , (在某一选定的区域内)mm Wave只能给不到4%的用户提供每秒千兆的网速 , 而sub-6G可为约21%的用户提供每秒千兆网速 。 在提供百兆网速方面 , mm Wave只能覆盖不到12%的用户 , sub-6G的覆盖率可以达57% 。 初步研究甚至没有考虑人体和车辆可能阻断mm Wave信号 , 这将进一步降低网络有效性 。 5G世界由中国公司主导的前景 , 令美国军方不安 。 美国国防创新委员会报告称 , 部署在海外的美国军队可能会发现自己通过5G网络发送信号 , 而整个5G网络都嵌入了中国设备 , 这将对国防部的行动和网络安全构成了严重威胁 。 面对可能成为广域网全球标准的中国sub-6G通信方式 , 美国五角大楼顾问委员会建议美国政府把重心从mm Wave移开 , 要求美国国防部在4GHz频段共享其500MHz频谱资源 。 特朗普力推释放更多频谱 , 低、中、高频频谱资源统筹规划 在过去的几个月 , 美国联邦通信委员会推出了一系列的频谱拍卖活动 , 因为它急于兑现特朗普关于在美国全境建立超高速互联网承诺 。 去年2月 , 特朗普曾在推特上呼吁 , 希望美国尽可能快的发展5G , 甚至6G技术 。 推动5G建设 , 释放频谱资源是关键 。 同样在去年4月 , 特朗普在白宫发表演讲时表示 , 美国将释放更多的无线频谱并简化通信设施建设许可 , 以在5G领域获得领导地位 。 2018年9月 , 美国联邦通信委员会就宣布了《5G快速计划》(5G Fast Plan) 。 文件内容指出 , 在高频段 , 美国联邦通信委员会将对24GHz、28GHz、37GHz、39GHz、47GHz的频段进行拍卖 , 并将努力释放26GHz与42GHz频谱资源 。


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