众所周知,无线频谱资源是移动网络的生命之源,且非常珍稀。为了提升频谱利用率,移动通信技术一直不断突破创新。本文将为你讲述一段伟大的无线技术创新历程。
1 频谱是移动通信的宝贵资源
先来了解一下啥叫无线频谱?啥叫载波?啥叫载波带宽?
当我们拿起手机上网时,数据流承载于特定频率的无线电波上,并通过基站天线传送到手机。这个特定频率的无线电波,就是无线频谱。承载了数据流的无线电波称为载波。载波的无线频段宽度称为载波带宽。

载波就像一条高速公路一样,在手机与基站之间来回运载数据。载波带宽越大,单位时间内传送的数据流越多,这好比道路越宽敞,车流更多更快,无线网速就更快。
为此,从1G到5G,运营商把路越修越宽。

如上图,3G WCDMA单载波带宽为5MHz,4G LTE单载波带宽高达20MHz,而5G NR进一步提升到100MHz。
但这样不断修路,也带来了一些问题。
频谱资源越来越紧张
每一个G到来,运营商都得单独为这个G修一条路,路越修越多,越修越宽。也就是说,2G来了要占一段频谱,3G来了要占一段频谱,4G来了又占一段频谱,5G来了还得占一段频谱,2/3/4/5G不同制式都要独占一段频谱,不能共享使用,就导致了有限的无线频谱资源越来越紧张。
频谱资源浪费
比如,2G用户越来越少,这条路上的车流量越来越少,而4G用户越来越多,这条路上的车流越来越拥挤,但2G和4G的道路是各自独立的,不能共享,就造成了资源分配不均和浪费。
频谱碎片化严重
另外,由于每一个G都会进行频谱分配、频谱拆开拍卖(主要在海外)和频率重耕等历史原因,还导致了频谱的碎片化。以4G为例,标准组织最初为LTE在400和3800MHz之间分配了约44个可用频段,但随着LTE网络部署规模不断扩大,预测越来越多的LTE网络分散部署于多个频段,使得频谱碎片化越来越严重。