5G频谱寻求全球统一 应尽快明确场景确定频率

 中国电子报、电子信息产业网  作者:刘晶
发布时间:2016-10-21
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5G频谱和5G标准一样,全球越一致,规模效应越好。这种好处的另一面就是有实力的参与者,都希望自己能够引导这种一致性,从而使自己的相关产业利益最大化。而移动通信业多年来的发展就是伴随着产业间的竞争、合作与妥协,追逐技术、市场趋势,以期赢得商业成功。今年7月份,美国监管机构FCC率先公布了美国的5G频率规划,打破了业界观望之态,使全球5G频率的确定和统一进入了实质性阶段。

美国欲引领高频划分

在北京通信展期间,有企业向记者表示,如果中、美、欧能够在5G频率上达成相对一致,将可以大致确定全球的频谱。

那么美国与欧洲的5G频率是如何规划,以及为何如此规划呢?

爱立信东北亚区高级标准化专家王卫在接受《中国电子报》记者书面采访时表示,2016年7月14日,美国联邦通信委员会(FCC)五位委员全票通过将24GHz以上约11GHz(3.85GHz授权频谱:27.5G~28.35GHz、37G~38.6GHz、38.6G~40GHz和7GHz免授权频谱:64G~71GHz)高频段频谱资源用于5G部署。

欧盟委员会在9月14日公布了详细的5G行动计划,针对5G频谱规划,欧盟委员会提出与成员国在2016年年底前确定可用于前期5G服务的先锋频段,考虑欧盟委员会无线频谱政策顾问工作组RSPG(Radio Spectrum Policy Group)的意见,先锋频段列表应该包括至少3个频谱范围的频段:低于1GHz,1GHz~6GHz,以及6GHz以上的频段来满足5G不同的应用需求。同时欧盟委员会提出将与成员国在2017年年底就一整套频谱方案达成一致(包括低于和高于6GHz的频段),促进欧洲5G网络的初期商用部署。

此外,欧洲还将开展工作研究针对6GHz以上的特定5G频谱执照的发放方式,相关技术要求将由CEPT进行研究并于2017年年底完成。欧盟委员会无线电频谱政策顾问工作组RSPG已于今年7月31日完成了对5G频谱的公开征求意见,征求意见稿在低频段聚焦700MHz、3400M~3800MHz,高频在24.5G~27.5GHz、31.8G~33.4GHz和40.5G~43.5GHz。从欧盟角度5G部署没有偏重毫米波频段,而是从不同的低、中、高频段满足不同的5G需求。

诺基亚通信技术创新部亚太区产业环境总经理常疆在接受《中国电子报》记者采访时表示,FCC公布了5G高频段频谱资源,借此美国成为全球首个宣布5G频谱的国家,其中部分频谱不在WRC-19 AI1.13的5G候选频段研究的范围之内。欧盟则计划在2018年2月给出最终的5G频率规划安排。

TD产业联盟秘书长杨骅告诉《中国电子报》记者,FCC发布5G高频也是基于美国当前的产业基础考虑的。美国军工发达,在高频上产业基础好,而欧洲内部各国发展不平衡,需要考虑各国需求。FCC率先公布5G高频后,产业界肯定会跟进,这也是FCC引导产业的策略。

5G运营需求频率丰富

未来5G规模运营是否主要依赖高频呢?多位业内专家告诉记者,5G运营场景多样,对5G频率的需求是高中低频都有。

工信部信息通信研究院5G专家罗振东告诉《中国电子报》记者,美国FCC发布5G高频炒作大过实质,低频才是真正能够大规模部署的。中国和欧洲更偏重于低频。

常疆说,5G面对前所未有的市场需求,不仅包括高传输速率高数据吞吐,要求可扩展到数百MHz的大带宽,而且还需要支持广覆盖海量连接以及低时延高可靠的通信服务,频率资源需求总量和频谱需求特点都很突出。因此,频谱工作的重点是不仅要明确大段连续的频谱,满足5G超高流量密度和速率的业务需求,还要有合适的频谱来满足广覆盖和高可靠性的业务需求。根据ITU频谱需求预测及目前已规划频谱计算,全球需要再为IMT规划至少500MHz频谱以满足预测的2020年最低需求,各国家和地区的频率资源需求缺口特点也各不相同。及早布局5G频率资源,可以在未来标准制定、技术研发、产业发展竞争中占得先机。从全球情况来看,6GHz以下和高频频段的划分都是频率讨论的热点。

王卫认为,从5G规模运营看,频谱需求的特点依然是寻求全球和区域的频谱统一,这有利于移动通信产业获得规模经济效益,特别是提供“tuning range”的解决方案。该方案可以允许一段频谱的使用在不同国家和地区不完全相同,但只要这些频段相邻,就可以通过相应的Tuning Range加以解决,这样全球统一的产品设计就可以满足可调范围的频段要求了。这样的解决方案可以有助于规模经济、产业链生态系统的健康发展和漫游。

王卫表示,5G频谱需求的另一个特点是不同频段有不同的传播特性,5G应用需求的多样性导致频段部署将不会是单一的频段,而是多个频段、不同带宽,不同时延要求、覆盖要求下的多频段选择。低于1GHz以下,像450MHz、600MHz和700MHz,对于广覆盖、深度室内覆盖和扩大室外覆盖范围就非常重要。例如对于早期的海量机器通信和高可靠低时延的工业互联网应用。3.3GHz~3.8GHz甚至到4.2GHz,以及4.4GHz~4.5GHz、4.8GHz~4.99GHz对于5G的早期成功部署也至关重要,因为它可以提供较宽的带宽和较好的覆盖。对于提供极致体验的高传输速率的5G应用,高频段的使用也是必须的,高频可以提供大量的带宽。同时采用相对连续的大块频谱和考虑同现有频率使用系统的共存也是5G频谱需求的要求。

WRC-19 AI1.13议题将对未来5G在6GHz以上频段的候选频段进行研究,电波的传播特性将随着频带越高而增加传播损耗。Massive MIMO是5G中的一个重要技术,高频的波长小,适合于多天线的部署。此外高频的信号衰落快,邻小区的干扰会大大降低,适合超密集组网。

杨骅表示,5G规模应用中,3.5GHz以上到20GHz可能会是主流频率。而5G技术突破的难点主要在高频,目前我国在高频器件上存在不小的挑战。

三方协同能否实现

中美欧三方的频率协同理想与实现还有多少差距?

王卫表示,目前要争取在低、中、高三段频谱都做到全球统一,450MHz、700MHz,3.5GHz频段以及28GHz频段、38GHz频段,都应该积极推动全球的尽可能统一。常疆说,从目前频率讨论来看,3.5GHz有望成为5G频谱的全球统一划分,支持全球漫游。

在6GHz以上的高频段的使用上,王卫认为还是有可能达成统一的,美国已采用27.5GHz~28.35GHz频段和37GHz~38.6GHz频段作为5GHz授权频谱, 欧洲正在考虑24.5GHz~27.5GHz、31.8GHz~33.4GHz和40.5GHz~43.5GHz。例如,至少24.5GHz~27.5GHz可以与美国的27.5GHz~28.35GHz以可调范围的解决方案来达成设备的统一设计,如果中国可以采纳这个可调范围的频段与欧美达成一致,将非常有利于未来的规模经济、保证产业链的生态发展和漫游。同理在38GHz也可以考虑TUNING RANGE的解决办法来达成一致的频率方案。

常疆认为,WRC-15已就6GHz以下的IMT频谱有了基本共识,包括700MHz、1.4GHz、3.5GHz等;同时针对6GHz以上的频率也明确了WRC-19AI1.13研究的11个候选频段,包括:24.25GHz~27.5GHz、37GHz~40.5GHz、42.5GHz~43.5GHz、45.5GHz~47GHz、47.2GHz~50.2GHz、50.4GHz~52.6GHz、66GHz~76GHz、81GHz~86GHz、31.8GHz~33.4GHz、40.5GHz~42.5GHz、47GHz~47.2GHz。全球各国和地区频率监管部门将围绕上述频段开展划分协调。此外,未来5G部署也可re-farming现有移动通信的使用频率。

呼吁在国家层面协调频率

目前中国5G技术实验频率已明确,采用3.5GHz频段。但我国5G频率的全面规划还在讨论中。常疆认为,尽早开展中高频率的规划讨论,有利于我国在全球5G竞争中,如标准化、研发和产业化方面占据领先地位。

王卫说,中国应该积极考虑有利于产业和商业发展的高中低频率解决方案。但1GHz以下的频段广电部门使用较多,需要国家层面的全面协调才可能得到解决。中段频谱中国应该可以腾出3.3GHz~3.6GHz频段,以及4.4GHz~4.5GHz、4.8GHz~4.99GHz频段,当然这也要取决于无线电管理部门的决心和支持。从6GHz以上的高频段研究看,中国也在积极开展信道建模、频谱需求研究的工作,还没有倾向性的意见,需要移动通信产业的积极推动和荐言。

杨骅认为,5G频率需要在国家层面建立协调机制进行全面规划。5G的应用前景是万物互联,可以为我国未来新经济的发展奠定基础。因此,首先要在5G未来应用场景中确定哪些是要重点发展的,结合这些重点场景,把5G频率规划、产业发展和实际的行业应用联系起来。例如在车联网中,除了频率之外,在协议、接口、功耗等方面也应该得到统一。例如针对2022年的智慧城市进行规划,组成联合研发小组推进落实,来达成期望5G实现的作用。“现在各个行业拥有的频率不同,如果没有大的战略目标,很难推动行业间的利益联合。”杨骅表示。

 


来源:中国电子报、电子信息产业网            责任编辑:钟慧
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