制式和頻段的變化　5G手機網絡的發展趨勢

鏡花水月

①第一代iPhone就僅支持2G網絡

告別歷史 2G退網進行時

隨著5G普及進程的加速，2G網絡終于到了和我們說拜拜的時候了，屆時我們家里的老款2G手機將徹底“變磚”（圖1），無法聯網和撥打電話了。

1第一代iPhone就僅支持2G網絡

為什么不能保留老網絡

對運營商來說，2G、3G、4G、5G網絡都存在運營成本（涉及基站維護和向美國高通等企業繳納的專利費用），長期同時運營無疑會拖累最新5G部署乃至6G的研發進度。在條件允許時，清退早期網絡自然就是大勢所趨了（圖2）。

主要運營商的退網進度

從最新的消息來看，中國聯通計劃在2021年內完成2G的退網工作，未來將變成“3G+4G+5G”同時運營。其中3G主要用于滿足（5G信號覆蓋不到的）部分地區的語音服務，在繼續維護4G數據網的同時加快建設5G網絡，并努力降低5G時代的電力費用。

中國電信目前正在推動CDMA退網，由于CDMA同時承載2G和3G，這意味著中國電信未來將只保留4G和5G網絡，輕裝上陣。中國移動首批清退的是3G網絡，未來一個時期將保持“2G+4G+5G”同時運行，保留2G來夠填補4G網絡信號覆蓋盲區，而中國移動也已在2020年前停止了新增2G物聯網用戶。

對消費者的影響

2G和3G退網是一個循序漸進的過程，不同省份和地區運營商的退網時間不盡相同，城市地區退網的節奏會很快，但在一些偏遠山區可能還將保留最基礎的2G網絡很久。對普通消費者而言，受2G退網影響最大的就是正在使用老款2G“老年機”以及智能電表/水表的用戶群體，前者需要購買支持4G網絡的新一代“老年機”（圖3），而后者則需要小區物業和相關部門開啟新一輪水/電表的大規模更換周期。

獨立組網NSA完成歷史使命

除了2G（3G）以外，NSA 5G網絡也面臨被“清退”的風險，第一批上市的驍龍855 5G手機即將集體尷尬。

5G的殺手锏

提起5G網絡，大家的第一感覺就是快。實際上，真正的5G網絡還能更快（eMBB，增強移動寬帶），而且還將同時具備低于1毫秒的延遲（uRLLC，超可靠低時延通信），以及可以萬物互聯的屬性（mMTC，海量物聯網）。其中，低延遲更是為無人駕駛和遠程手術等應用奠定了堅實的基礎。

5G組網的分類

為了加速商業化運營，第一批5G基站都采用了NSA（非獨立組網），它屬于在原4G基站基礎上的優化升級，4G和5G共用核心網，運營商能借此節省早期基站建設的開銷（圖4）。

但是，想體驗5G網絡特色的eMBB、uRLLC和mMTC三大殺手锏，必須建立在SA（獨立組網）的基礎上。SA獨立組網指的是另起爐灶，采用5G專用的硬件直接建立全新的5G基站，只有它才能提供更好的5G性能并享受低延遲和萬物互聯等新特性（圖5）。

關停NSA網絡的謠言

我國5G網絡從NSA起步，再經過NSA+SA雙模，最終將向SA單模演進。如今，國內SA組網已成規模并成為新建5G基站的標準制式，在這個大環境下才會不斷出現“某某運營商要關閉NSA基站”的傳言。

實際上，運營商不可能采取“一刀切”的激進做法。在這個消息出現之初，中國聯通與中國電信就第一時間辟謠。官方表示，在5G網絡建設的最初階段，獨立組網與非獨立組網模式確實曾混合并行過一段時間，但隨著技術的進步和產業鏈的完善，最終確實都會過渡到獨立組網模式，但所謂關閉非獨立組網的5G網絡一事純屬謠言。

同時，運營商還在很多方面取得了共識。比如，中國移動和中國聯通都要求新銷售的手機不得設置SA開關，手機應默認開啟SA，或者根據網絡情況精準打開或者關閉SA。此外，為了避免在NSA模式手機狀態欄的信號圖標不斷在4G/5G間反復切換，手機將新添一個30秒的定時器，當手機從4G空閑狀態開始接入5G或者從5G斷開，在定時器沒有超時前，狀態欄將始終顯示5G圖標（圖6），讓用戶的心理更爽一些。

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驍龍855 5G的悲劇

目前市面上僅支持NSA組網的，只有搭載驍龍855+外掛驍龍X50基帶的第一批5G旗艦手機（圖7），從2020年開始上市的5G手機（包括2019年上市的麒麟980+巴龍5000基帶的產品），都同時兼容NSA和SA雙模組網。

由于新建5G基站都不再支持NSA，這意味著現有NSA 5G信號覆蓋的區域已被“鎖死”，不會再進一步擴大。對于驍龍855平臺5G手機的用戶而言，如果你生活的區域恰好在第一批NSA基站的覆蓋范圍（圖8），那恭喜你還能繼續使用5G網絡。如果你生活的區域為第二批建設的SA基站，那就只能繼續使用4G網絡了。

還好，距離第一款驍龍855 5G手機已經上市快2年了，隨著此類手機用戶“辭舊迎新”，哪怕未來的某一天NSA真的被關停也無所謂了。

真全網通 了解頻段背后的秘密

在4G手機時代，有關“全網通”的定義經歷過多輪修改（圖9）。比如早期5模13頻就算全網通，而后期需要支持5模17頻才能被冠以這個稱號，少數高端手機甚至還具備5模32頻能力，堪稱“全球通”。到了5G時代，我們也需要關注和頻段有關的那些事兒。

頻段的分配

目前我國主要的5G運營商以中國移動、中國聯通、中國電信和中國廣電為主，但它們拿到的5G牌照存在著頻段上的差異。比如，中國移動分配的5G頻段為2515MHz～2675MHz（對應的頻段段號為n41）和4800M Hz～4900MHz（n79），中國聯通為3500MHz～3600MHz（n78），中國電信為3400MHz～3500MHz（n78），中國廣電則拿到了700MHz頻段（n28）和部分4900MHz（n79）頻段（見表）。

多頻段的意義

一般來說，頻段越低信號越好，只需更少的基站就能建設覆蓋更大范圍的5G網絡。反之，頻段越高速度越快，但覆蓋性和穿障能力則會降低，需要更大規模的基站部署，高成本注定它僅適合寫字樓、購物中心、演唱會等人流密集的商務場合。

因此，支持頻段越多的手機，可以滿足更復雜通信場景的5G網絡使用需求。比如，高頻的n79可以滿足人群密集場景下的高速聯網，n28覆蓋地廣人稀的農村山區等等（圖10）。此外，目前歐洲和日本等地區采用的5G頻段為n77，其他國家和地區大部分則是n1和n3，如果你面臨出國留學和旅游，需要購買額外支持這些頻段的5G手機才能隨時隨地使用5G網絡。

⑾聯通要求5G手機支持的頻段

火速鏈接

和其他三大運營商相比，中國廣電新增名為NR廣播的5G服務，感興趣的朋友可參考本刊2021年第2期《5G NR廣播來了“真”5G全網通手機的新標準》這篇文章。

抱團取暖 強推標準

早期5G基站之所以多以NSA為主，就是因為建設5G SA基站需要天量的投資。為了花更少的錢就實現更大范圍的信號覆蓋，運營商之間相互“抱團”就成為了必然的選擇。

如今，中國移動已與中國廣電正式簽訂了5G合作協議，啟動700MHz 5G網絡（n28）共建共享。中國聯通也和中國電信共同制定了“3.5G（n78）+2.1G（n1）”雙頻5G戰略，將n78上分配的頻段資源連續起來，這也有利于兩家合建5G網絡（圖11）。

此外，為了推動5G網絡的建設與終端銷售，運營商還會不斷更新對手機的硬件要求。比如在中國移動2021年終端產品策略發布會上，官方就明確要求3月1日起4000元及以上手機終端必須支持700MHz頻段;10月1日起所有5G新款手機都必須支持700MHz頻段，還需要支持并強制開啟VoNR功能（圖12）。

主動與被動

一款5G手機到底應該支持多少頻段，可以分為主動與被動兩種態度。像是遵循運營商的強制要求，從2021年3月1日起才為新品添加n28頻段就屬于“被動”。對于消費者，我們自然是喜歡手機廠商可以“主動”一些，要知道部分5G手機早在2019年就開始硬件支持n1、n3和n28，只需運營商開始商業化運營，手機系統進行OTA升級就能無縫切換使用這些頻段了。如果你希望新買的5G手機可以隨時隨地接入最好的5G信號，那就不妨多多關注詳細參數中有關5G頻段的信息（圖13），支持頻段越多實際體驗肯定越好。

此外，中國移動將從10月1日起強制推廣的VoNR功能屬于純軟件的概念，目前新款5G SoC都硬件支持這一技術。我們可以將VoNR理解為使用5G網絡的“VoLTE”，它將通過5G SA直接引入的IMS連接實現5G語音或視頻通話，中間不會停留在4GLTE網絡下，而是通過增強基站覆蓋數量形式實現5G信號強度，最終讓用戶得到良好的5G語音體驗，解決電話接通延遲以及改善通話聲音和視頻圖像質量問題（圖14）。理論上講，只要廠商愿意，現有的5G手機都能通過OTA升級支持VoNR，只是能否使用VoNR，還得視當地運營商是否支持以及用戶是否開通了這項業務（圖15）。

⒂小米手機系統軟件部總監張國全在個人賬號上的說明

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小結

目前5G網絡給我們的最大印象就是速度快。然而，超高的網速僅僅是5G技術的特色之一，國家的天量投資不可能只是為了方便我們追劇這么簡單。我們希望隨著5G新頻段和新功能的商業化運營，早日將網絡的邊界，從連接人與人拓展到萬物互聯，從而為各行各業都帶來具有無限想象空間的全新業務場景（圖16）。

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