FCC同意為AR/VR等開放6GHz頻段 —— 6GHz頻段究竟有什么意義呢？

10月19日，美聯(lián)邦通訊委員會(huì)（Federal Communications Commission，FCC）投票決定開放6GHz頻段給新型“極低功耗設(shè)備”（Very Low Power，VLP），這一舉措可能為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）可穿戴設(shè)備的新應(yīng)用鋪平道路。

FCC主席Jessica Rosenworcel在聲明中表示，“今天我們向未來邁出了一大步。這個(gè)決策將有助于刺激尖端應(yīng)用的生態(tài)系統(tǒng)，包括可穿戴技術(shù)、AR和VR技術(shù)，這將有助于增進(jìn)業(yè)務(wù)增長、增加學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)、推進(jìn)醫(yī)療保健機(jī)會(huì)，并帶來新的娛樂體驗(yàn)?！?/p>

FCC同意開放6GHz頻段

此前的6GHz頻段大多僅限于許可商業(yè)使用，蘋果、微軟、Meta等公司于2019年向FCC提出申請(qǐng)，要求獲得6GHz頻段的非授權(quán)使用權(quán)，認(rèn)為6GHz頻段可以憑借“低干擾”、“高速率”等特點(diǎn)，讓一系列設(shè)備不再受到線纜束縛，從而“更具行動(dòng)力”，同時(shí)還能助力手術(shù)及無障礙領(lǐng)域，而目前這一申請(qǐng)已經(jīng)獲準(zhǔn)通過。

規(guī)定允許消費(fèi)類產(chǎn)品在6GHz頻段的U-NII-5與U-NII-7部分運(yùn)作，總計(jì)為850MHz，不過仍需一系列法規(guī)準(zhǔn)予相關(guān)設(shè)備具備6Ghz高速傳輸能力。同時(shí)，為了保護(hù)6GHz頻段上既有設(shè)備的運(yùn)作，目前FCC對(duì)消費(fèi)類產(chǎn)品的功耗要求較為嚴(yán)格。

對(duì)于“FCC同意開放6GHz頻段”的決策，科技巨頭們十分認(rèn)同。

· Meta北美政策副總裁Kevin Martin在一份聲明中表示，“這一決策將為我們的智能眼鏡愿景的實(shí)現(xiàn)鋪平道路”。對(duì)于Meta來說，6GHz頻段的開放對(duì)推進(jìn)其智能眼鏡愿景至關(guān)重要。這意味著用戶購買未來的設(shè)備，即使離家外出且無法連接到強(qiáng)力Wi-Fi時(shí)，仍能擁有更強(qiáng)大的功能。

· 谷歌的硬件部門Pixel也在X（前身為Twitter）上表示，6GHz頻段已經(jīng)成為未來無線連接的關(guān)鍵，F(xiàn)CC的決議意味著該頻段將可用來進(jìn)行端對(duì)端的高速Wi-Fi傳輸，而無需中間接入點(diǎn)，這對(duì)于多人游戲、共享照片、應(yīng)用程序非常有用。

· 蘋果同樣在一份聲明中寫道，F(xiàn)CC的投票是“向前邁出的積極一步”。這一舉措將有助于推動(dòng)未來的AR和VR設(shè)備的發(fā)展，并為消費(fèi)者帶來更好的體驗(yàn)。

2020年，F(xiàn)CC就開放6GHz頻段征求意見時(shí)，蘋果、博通、Meta和谷歌都支持該機(jī)構(gòu)接受開放6GHz頻段的提議，稱其將成為下一代5G生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。

這些公司在當(dāng)時(shí)的書面建議中表示，開放6GHz頻段給AR/VR工具、頭顯和游戲控制器等極低功耗設(shè)備接入的能力將使這些工具變得更加強(qiáng)大，“這種能力，加上低延遲和高數(shù)據(jù)速率，將支持新的關(guān)鍵用例，從拯救生命的手術(shù)培訓(xùn)到幫助盲人和低視力的人群”。還提醒道，若是AR/VR眼鏡無法更便攜或者戶外使用，將“嚴(yán)重削弱它們的效用”。

早在之前6月27日，工業(yè)和信息化部就發(fā)布了新版《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》，于7月1日起正式施行。其中，率先將6GHz（6425-7125MHz，共700MHz頻寬）頻段劃分用于國際移動(dòng)通信（International Mobile Telecommunications，IMT）。

6GHz為什么如此重要？

6GHz頻段指的是5925-7125MHz（5.925-7.125GHz），帶寬頻譜資源是1200MHz。由于其較高的頻率，6GHz頻段能夠承載更多的數(shù)據(jù)量，大大提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣群托省?/strong>

這對(duì)于如今日益增長的數(shù)據(jù)需求來說，尤為重要。而且，6GHz頻段擁有較少的干擾源，能夠提供更清晰、更穩(wěn)定的信號(hào)，降低了信號(hào)丟失和延遲的風(fēng)險(xiǎn)。

任何無線通信技術(shù)，最重要的就是頻譜資源，頻譜資源促進(jìn)無線電通信技術(shù)的發(fā)展。

1000MHz以下：例如700MHz、800MHz，屬于低頻段，工作頻率低、波長更長、覆蓋的范圍更遠(yuǎn)，頻段資源緊張，被稱為黃金頻段。它的頻寬比較窄（1MHz/5MHz/10MHz等），不適合大帶寬（視頻、VR/AR等）業(yè)務(wù)，更適合NB-IoT這樣的物聯(lián)網(wǎng)。

1000MHz~7125MHz：即中頻段，也是現(xiàn)在移動(dòng)通信的主要頻段。在5G里，我們經(jīng)常提到Sub-6GHz（“6GHz以下”的意思，后來范圍改成7125MHz以下），就是主要指這個(gè)頻段。這個(gè)頻段資源稍微多一些，各個(gè)運(yùn)營商都能分到幾百M(fèi)Hz。用這個(gè)頻段做覆蓋，面積適中，又能實(shí)現(xiàn)大帶寬和大容量，屬于平衡性。

24.25Ghz以上：這個(gè)就是行業(yè)常說的毫米波頻段了，帶寬大、速率高、容量大，但是覆蓋能力弱。比毫米波頻率更高一點(diǎn)的頻段，是THz（太赫茲，1T是1000G）頻段，這個(gè)以前都被認(rèn)為是6G標(biāo)準(zhǔn)的研究方向。

全球各個(gè)地區(qū)對(duì)6GHz劃分態(tài)度可分為三個(gè)陣營：

i. 全部劃給Wi-Fi：如美國、韓國、加拿大和巴西。

ii. 一半劃給Wi-Fi，一半劃給IMT（或待定）：如歐盟、日本和澳大利亞，大部分是將6GHz低頻段（5925-6425MHz） 的500MHz給Wi-Fi，阿根廷正在研究將6GHz低段用于Wi-Fi。新西蘭尚未制定6GHz頻段規(guī)劃。

iii. 全部劃給IMT：極少數(shù)。

在6GHz這個(gè)頻段上，美歐日韓等國家/地區(qū)更傾向于全部或部分作為非授權(quán)頻譜，引導(dǎo)更多的國家向Wi-Fi生態(tài)傾斜。而我國工信部的態(tài)度是支持將6GHz分配給5G/6G使用，從中國5G商用4年的情況來看，中頻段是非常關(guān)鍵的。

從全球5G的發(fā)展來看，包括2.6GHz、3.5GHz等在內(nèi)的中頻段都是主流的頻段，手機(jī)終端方面的支持也最好。

到2030年，全球中頻段5G帶來的經(jīng)濟(jì)價(jià)值將達(dá)6100億美元，占5G整體社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的65％。伴隨著5G的快速發(fā)展與日益成熟，5.5G和6G技術(shù)的更新?lián)Q代，充足的頻譜資源變得至關(guān)重要。6GHz頻段兼具覆蓋和容量的優(yōu)勢，有利于建設(shè)高質(zhì)量的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)，會(huì)是6G移動(dòng)通信的一個(gè)很好的切入點(diǎn)。

相比于國外，5G/6G在國內(nèi)的發(fā)展獲得了更多的頻段優(yōu)勢。美國的5G建設(shè)難以推進(jìn)，有部分原因就是中頻段的頻譜資源被占用，無法用于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，導(dǎo)致蘋果選擇了使用毫米波通信的方式作為平替。

而與IMT相對(duì)應(yīng)的另外一個(gè)陣營，就是以Wi-Fi為代表的RLAN（Radio Local Area Network，無線局域網(wǎng)）技術(shù)。傳統(tǒng)的Wi-Fi頻段指的是2.4GHz和5GHz，為了滿足更大容量、更低延時(shí)的需求，開始爭取6GHz頻段。2.4G、5G和6GHz頻道數(shù)量如下圖所示：

相比于2.4G和5GHz，6GHz帶寬更寬，信道更多：就常用的40M帶寬而言，有29個(gè)信道可供Wi-Fi設(shè)備挑選，160MHz信道或320MHz信道也可以輕松實(shí)現(xiàn)。如此多的信道有什么好處呢？將網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)看成整體，從電腦、手機(jī)等電子設(shè)備到路由器和網(wǎng)絡(luò)，任何節(jié)點(diǎn)到了瓶頸，都無法提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。

Wi-Fi設(shè)備主要采用20M/40M帶寬，一般配有兩根天線，支持MIMO模式。40M帶寬下最高理論速率達(dá)到344Mbps，80M帶寬速率可達(dá)到700Mbps，可見增加信道資源可以增加速率。雖然MIMO可通過多通道來增加速率，但會(huì)增加發(fā)送機(jī)通道，導(dǎo)致Wi-Fi功耗較高。

對(duì)于Wi-Fi來說，搶不到6GHz頻段資源，通信速率就沒辦法大幅度提升，發(fā)展前景堪憂。從Wi-Fi 6E開始，為了獲得更大的帶寬，就將載波頻段擴(kuò)充到支持6GHz載波頻段，以此來擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量。

然而，6GHz頻段也存在一些挑戰(zhàn)和限制。由于其較高的頻率，6GHz信號(hào)的穿透能力較差，容易受到障礙物的阻擋而導(dǎo)致信號(hào)衰減。

另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在于，在IMT這個(gè)領(lǐng)域，中國作為擁有5G龐大用戶群和產(chǎn)業(yè)鏈的國家，技術(shù)發(fā)言權(quán)更大；但在Wi-Fi這個(gè)技術(shù)方向上，美國產(chǎn)業(yè)鏈控制權(quán)占比更大，基本上話語權(quán)都在它的手里。

雖然我們目前并未明確說明6GHz低段的用途，但后續(xù)可能會(huì)和歐盟的頻段劃分進(jìn)行更多的對(duì)標(biāo)。在2021年歐盟就將5925-6425MHz明確給到了RLAN，將6425-7125MHz給到了IMT。我們目前在IMT層面已經(jīng)和歐盟同步，Wi-Fi規(guī)范的制定可能已經(jīng)是進(jìn)行時(shí)了。

因此，留給Wi-Fi 7的可能只剩下一個(gè)320MHz的信道或者三個(gè)160MHz的信道了。國內(nèi)以及歐洲，未來的Wi-Fi 7路由器應(yīng)該更多適配到5925-6425MHz的頻段中，排除頻段干擾；美國的Wi-Fi 7路由器則適配的是6G全頻段，也就是5925-7125MHz的頻段。

如果未來會(huì)在規(guī)定中明確了將5925-6425MHz給到Wi-Fi使用，這對(duì)行業(yè)來說可能也是一個(gè)好消息。專屬的頻段可以減少不同通信技術(shù)之間的干擾，這意味著在此頻段內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)更好的性能。

2023年11月20日，國際電信聯(lián)盟2023年世界無線電通信大會(huì)（WRC-23）將在迪拜舉行。會(huì)議上，將討論決定6GHz頻段的最終命運(yùn)。

實(shí)際上，6GHz頻段的規(guī)劃落地不止RLAN和IMT，還涉及到更多無線電業(yè)務(wù)，比如此前各國針對(duì)6425-7025MHz頻段IMT系統(tǒng)和同頻段衛(wèi)星固定（地對(duì)空）業(yè)務(wù)進(jìn)行研究分析，確定二者干擾是否超標(biāo)，能否共存，通過分析結(jié)果來確定頻段規(guī)劃。

因此，在使用6GHz頻段時(shí)需要進(jìn)行頻譜管理和合理規(guī)劃，以避免對(duì)其他頻段的干擾，以確保無線通信的穩(wěn)定和可靠。