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MHz频段带来的数千亿GDP增长,5G时代主导权之竞争

发布时间:2019-09-14 06:18编辑:通讯产品浏览(65)

    5G及其频谱规划绝不是孤立于世界现实环境的单纯事件,而是谋求全球合作发展与维系霸权思潮的对垒。美国急于在一个月内就将FCC的5G重新分配高频段频谱的设想变为国家的正式规划,可见此事的急迫与重大。因此,我国在5G领域,特别是频谱规划领域应加快研究与运作的步伐,并在相关国际标准组织中达成共识,以备在WRC-19大会形成全球统一的5G高频段频谱规划,维护全球5G的健康发展。

    美国率先公布5G高频段频谱规划,力图提升国际话语权

    5G系统是我国实施“网络强国”“制造强国”战略的重要信息基础设施,更是发展新一代信息通信技术的高地。频率资源是研发、部署5G系统最关键的基础资源。根据ITU-R 5G愿景建议书,本文分析了5G系统所需要的频谱结构,并结合ITU、3GPP相关研究情况和全球主要国家5G频谱策略,提出了我国5G频率规划建议。

    目前,在ITU-R《无线电规则》中标识的公众IMT系统使用的频谱总资源为1172 MHz。全球移动通信频谱资源的划分,主要基于ITU在1992年、2000年和2007年3次WRC大会上所做的规划。其中:

    美国联邦通信委员会以5票赞同、0票反对的投票结果,正式公布将24GHz以上频段用于5G移动宽带运营的新规则。FCC称,新规则将开放24GHz以上频率用于移动宽带,这使得美国成为世界上首个将高频段频谱用于提供下一代移动宽带服务的国家。FCC最新的法令和频谱规划,将为美国5G领域的商业投资提供至关重要的方向指导。同时,也力图奠定美国在5G领域中高频段频谱的国际话语权。

    7月14日,美国联邦通信委员会(FCC)以5票赞同、0票反对的投票结果,正式公布将24GHz以上频段用于5G移动宽带运营的新规则。FCC称,新规则将开放24GHz以上频率用于移动宽带,这使得美国成为世界上首个将高频段频谱用于提供下一代移动宽带服务的国家。

    近年来,智能终端的广泛应用以及移动互联网应用的多样化,促使全球移动数据业务进入高速增长模式。为了应对未来移动数据流量爆炸式的增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景,在全球4G商用方兴未艾之时,5G系统将应运而生。

    ①1 GHz频点以下的频率资源为450~470 MHz,698/790~960 MHz,总带宽约为282 MHz;

    FCC规划用于5G的4个高频段包括:3个授权频段(28GHz、37GHz和39GHz频段);1个未授权频段(64GHz~71GHz频段)。以上共有11GHz的高频段频谱可供移动和固定无线宽带灵活使用,其中授权频谱为3.85GHz,未授权频谱为7GHz。FCC表示,新规则对新一代无线宽带服务、卫星和联邦政府的频谱使用进行了平衡,也实现了不同频谱接入方式的平衡,包括独家使用许可、共享接入和未授权接入,以满足各种不同的需求和使用案例。

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    5G系统,将不仅仅立足于移动通信本身,还将渗透到未来社会的各个领域,与传统制造、服务行业的融合创新促成“互联网+”新形态,构建以用户为中心的全方位信息生态系统,改变人们的生产、工作、生活方式,为当今中国经济和社会的发展带来无限生机。

    ②1~3 GHz的频率资源为1710~1 885 MHz,1 885~2 025 MHz和2 110~2200 MHz,总量约为700 MHz;

    我国5G“强化频率统筹”战略遭遇新挑战

    FCC规划用于5G的4个高频段包括:3个授权频段(28GHz、37GHz和39GHz频段);1个未授权频段(64GHz~71GHz频段)。以上共有11GHz的高频段频谱可供移动和固定无线宽带灵活使用,其中授权频谱为3.85GHz,未授权频谱为7GHz。FCC表示,新规则对新一代无线宽带服务、卫星和联邦政府的频谱使用进行了平衡,也实现了不同频谱接入方式的平衡,包括独家使用许可、共享接入和未授权接入,以满足各种不同的需求和使用案例。

    相较于以往的各代移动通信系统,5G需要满足更加多样化的场景和极致性能要求。频率资源是研发、部署5G系统最关键的基础资源。

    ③3~5 GHz的频谱资源为3400~3 600 MHz,总带宽为200 MHz。

    在移动通信领域,TD-SCDMA为我国以自主创新的姿态争得了进入国际标准“俱乐部”的地位和平台;全球化浪潮又需要我们参与并融入国际主流标准阵营。TD-LTE以及TD-LTE/LTE FDD融合使我们在国际化大背景下有了更广阔的舞台,进而在5G领域实现从跟随向引领地位的转型,这正是中国国际经济战略在全球移动通信领域取得成功的生动写照。因此,在高速发展的宽带移动通信领域,让中国的5G融入世界体系,并努力从跟随地位向引领地位转型,是5G在我国国际经济战略指引下的必由之路。

    FCC最新的法令和频谱规划,将为美国5G领域的商业投资提供至关重要的方向指导。同时,也力图奠定美国在5G领域中高频段频谱的国际话语权。

    本文根据国际电信联盟 5G愿景建议书,分析了5G系统所需要的频谱结构。并结合ITU、3GPP相关研究情况,全球主要国家5G频谱策略,提出了我国5G频率规划在高、中、低频段的建议。

    从全球LTE运营商的部署频段来看,LTE-FDD商用网络选择策略上,主要的部署频段为:1.8 GHz、2.6 GHz、700 MHz(b12、b13、b17)以及800MHz,尤其是1.8 GHz已成为全球运营商选择的主流频段。

    在5月31日召开的第一届全球5G大会上,工信部部长苗圩提出了“强化频率统筹,依托国际电信联盟,加强沟通协调,力争形成更多5G统一频段”的倡议,也是我国5G频谱战略的指导方针。正是在此战略指导下,我国在WRC-15大会上,并未强力推动我国已有的5G频谱方案,而是在与各国紧密沟通协商一致的前提下,促成大会最终将L频段的1427MHz~1518MHz作为5G新增的全球统一频率。另外,部分国家以脚注的方式将470MHz~698MHz、3400 MHz~3600MHz频段及其上下邻频标注用于5G。对6GHz以上的高频段规划并未急于磋商与表态,而是留待WRC-19大会上予以决定。

    我国5G“强化频率统筹”战略遭遇新挑战

    国际电信联盟无线电通信部门发布的《5G愿景》(ITU-R M.2083建议书)定义5G系统将满足增强的移动宽带、海量的机器间通信、超高可靠和超低时延通信三大类主要应用场景。

    根据工信部颁布的相关文件,我国先后规划了687 MHz给地面IMT系统(2012年底已完成2.6 GHz频段TDD规划),而实际分配给运营商的商用及试验频谱资源总量是487 MHz。我国3家运营商TD-LTE商用以及LTE FDD试验频段主要集中在1.8 GHz、1.9、2.3以及2.6 GHz频段。

    为此,我国在5G时代主导权的竞争中,取得与国家战略利益相符合的频谱配置话语权并形成全球统一的5G工作频段至关重要。而美国FCC在2016年6月首次提出为5G重新分配高频段频谱的设想,又仅在一个月后就出台相关的频谱规划,在美国重大的频谱规划史上如此迅急地公布与行动绝无仅有。这也进一步证明美国在3G、4G时代丧失国际主导权后,急于在5G时代挽回颓势之急迫。同时,也是对在国际电联主导下形成各方一致的5G频谱规划的重大挑战,更是对我国5G“强化频率统筹”战略的新挑战。

    在移动通信领域,TD-SCDMA为我国以自主创新的姿态争得了进入国际标准“俱乐部”的地位和平台;全球化浪潮又需要我们参与并融入国际主流标准阵营。TD-LTE以及TD-LTE/LTE FDD融合使我们在国际化大背景下有了更广阔的舞台,进而在5G领域实现从跟随向引领地位的转型,这正是中国国际经济战略在全球移动通信领域取得成功的生动写照。因此,在高速发展的宽带移动通信领域,让中国的5G融入世界体系,并努力从跟随地位向引领地位转型,是5G在我国国际经济战略指引下的必由之路。

    在系统性能方面,5G系统将具备10~20 Gbit/s的峰值速率,100 Mbit/s~ 1 Gbit/s的用户体验速率,相对4G系统提升3~5倍的频谱效率、百倍的能效,500 km/h的移动性支持,1 ms的空口时延,100万/km2的连接数密度以及10 Mbit/s/m2的流量密度等关键能力指标。

    从国内已规划为IMT但尚未分配的频段来看,FDD未来可用仅剩余2.1 GHz频段的2×30 MHz,TDD可用频谱包含2.3 GHz以及2.6 GHz频段。

    24小时娱乐备用网址,加强国际合作,坚持全球统筹的既定战略

    在5月31日召开的第一届全球5G大会上,工信部部长苗圩提出了“强化频率统筹,依托国际电信联盟,加强沟通协调,力争形成更多5G统一频段”的倡议,也是我国5G频谱战略的指导方针。正是在此战略指导下,我国在WRC-15大会上,并未强力推动我国已有的5G(IMT)频谱方案,而是在与各国紧密沟通协商一致的前提下,促成大会最终将L频段的1427MHz~1518MHz作为5G(IMT)新增的全球统一频率。另外,部分国家以脚注的方式将470MHz~698MHz、3400 MHz~3600MHz频段及其上下邻频标注用于5G(IMT)。对6GHz以上的高频段规划并未急于磋商与表态,而是留待WRC-19大会上予以决定。

    基于上述的愿景及关键性能指标要求,为满足5G系统不同场景下的应用需求,支持多元化的业务应用,满足差异化用户需求,5G系统的候选频段需要面向全频段布局,低频段和高频段统筹规划,以满足网络对容量、覆盖、性能等方面的要求。

    从频段特性来看,1.8与2.6 GHz频段均属于中高频段,相对低频段来说,传播损耗较大,投资成本高,且深度覆盖能力较差。由此可以看出,我国LTE网络的发展急需1 GHz以下的低频谱资源。

    在5G发展过程中,我国遵循主导和融入国际主流技术标准的总体思路,坚持开放性和国际化。在5G研究领域,我国要继续保持处于国际“第一方阵”,主导和引领部分国际标准的制定,其中包括5G高频段关键技术、潜在的候选频段等。同时,还需要对5G拟用高频段的法律依据、未来使用中的安全性与有效性以及拟选高频段频谱的连续性和实现性,进行大量细致的实验与论证。在此基础上,与相关国家及标准组织及时沟通和协同,为WRC-19大会形成全球统一的5G高频段频谱规划奠定基础。

    为此,我国在5G时代主导权的竞争中,取得与国家战略利益相符合的频谱配置话语权并形成全球统一的5G工作频段至关重要。而美国FCC在2016年 6月首次提出为5G重新分配高频段频谱的设想,又仅在一个月后就出台相关的频谱规划,在美国重大的频谱规划史上如此迅急地公布与行动绝无仅有。这也进一步证明美国在3G、4G时代丧失国际主导权后,急于在5G时代挽回颓势之急迫。同时,也是对在国际电联主导下形成各方一致的5G频谱规划的重大挑战,更是对我国5G“强化频率统筹”战略的新挑战。

    6 GHz以下中低频频谱可兼顾5G系统的覆盖与容量,面向eMBB、mMTC和uRLLC三大应用场景构建5G基础移动通信网络;6 GHz以上高频频谱主要用于实现5G网络的容量增强,面向eMBB场景实现热点极速体验。

    在WRC-07会议上,450~470 MHz,698~806 MHz个频段被标为IMT频段,我国也通过加入无线电规则的脚注5.286AA以及5.313A的形式,将这两个频段标识为IMT频率。

    另外,在2016年6月的3GPP标准RAN会议上,第一个5G高频段(6GHz~100GHz)信道模型标准获得通过,首次填补了6GHz至100GHz高频段信道建模理论研究及其在移动宽带中应用的空白,开启了5G高频段技术标准化的进程。其中,华为参与了70%以上的技术课题,并对多项课题提出了创新方案,为5G高频段技术标准化作出了基础性的贡献。我国与其他国家及相关标准组织在5G高频段领域的卓有成效的合作,为提升5G高频段频谱规划的国际话语权奠定了基础。

    加强国际合作,坚持全球统筹的既定战略

    从历史来看,世界无线电通信大会大约每隔8年将进行一次重大的移动通信频谱划分:1992年,WRC-92划分了3G核心频段,成为3G发展的基础;2000年,WRC-2000划分的2.6 GHz频段,是我国发放4G牌照的重要频段;2007年,WRC-07划分了3.5 GHz频段和数字红利频段,这些频段是当前全球4G发展的热点频段;2015年,WRC-15将470~694 MHz、1 427~ 1 518 MHz、3 300~3 400 MHz、3 600MHz频段带来的数千亿GDP增长,5G时代主导权之竞争。~3 700 MHz、 4 800~4 990 MHz频段划分给部分区域或国家的IMT使用,是5G发展的重要中频段资源。2015年无线电通信全会批准“IMT-2020”作为5G正式名称,至此,IMT-2020将与已有的IMT-2000、IMT-A组成新的IMT系列。这标志着在国际电联《无线电规则》中现有标注给IMT系统使用的频段,均可考虑作为5G系统的中低频段。

    450~470 MHz频段是我国最早使用的频段之一。在该频段内既安排了农村模拟无线接入系统频率,也安排了用于中央党政机关、军队、铁路、公安等部门通信和一些企事业单位的指挥调度系统的通信频率,以及一些应急通信系统。2002年之后,国家无委多次发文,对450~470 MHz频段进行规范化管理,工信无函[2011]144号强调:自2012年4月1日起,停止对含有450~470 MHz频段无线电发射设备的型号核准,不再办理已取得含有该频段无线电发射设备型号核准证书的延期手续。

    在5G发展过程中,我国遵循主导和融入国际主流技术标准的总体思路,坚持开放性和国际化。在5G研究领域,我国要继续保持处于国际“第一方阵”,主导和引领部分国际标准的制定,其中包括5G高频段关键技术、潜在的候选频段等。同时,还需要对5G拟用高频段的法律依据、未来使用中的安全性与有效性以及拟选高频段频谱的连续性和实现性,进行大量细致的实验与论证。在此基础上,与相关国家及标准组织及时沟通和协同,为WRC-19大会形成全球统一的5G高频段频谱规划奠定基础。

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    450 MHz由于频段低,传播损耗小,绕射能力强,采用相同数量的基站,可以覆盖更大范围。相同的发射功率和传播条件下,450 MHz LTE FDD网络的覆盖距离约是1.8 GHz LTE FDD的3.5倍,建设覆盖同样区域的移动通信网络,使用450 MHz频段所需要的基站数量仅为1.8 GHz的1/12,非常适合于实现农村宽带建设,其超远覆盖和高速速率的优势可很好地改善乡镇农村等地区的移动宽带覆盖问题,实现“宽带下乡”,更好地为当地经济发展服务。

    另外,在2016年6月的3GPP标准RAN会议上,第一个5G高频段(6GHz~100GHz)信道模型标准获得通过,首次填补了6GHz至100GHz高频段信道建模理论研究及其在移动宽带中应用的空白,开启了5G高频段技术标准化的进程。其中,华为参与了70%以上的技术课题,并对多项课题提出了创新方案,为5G高频段技术标准化作出了基础性的贡献。我国与其他国家及相关标准组织在5G高频段领域的卓有成效的合作,为提升5G高频段频谱规划的国际话语权奠定了基础。

    从产业发展角度来看,全球60个国家有115个CDMA 450运营商,分布在亚太、拉美、俄罗斯和非洲等地区,主要将450 MHz用于农村广覆盖。2013年,450 MHz LTE FDD在3GPP的标准化工作已完成,将450~470 MHz频段定义为3GPP band 31,带宽为2x5 MHz,双工间隔10 MHz。

    但是,5G及其频谱规划绝不是孤立于世界现实环境的单纯事件,而是谋求全球合作发展与维系霸权思潮的对垒。美国急于在一个月内就将FCC的5G重新分配高频段频谱的设想变为国家的正式规划,可见此事的急迫与重大。因此,我国在5G领域,特别是频谱规划领域应加快研究与运作的步伐,并在相关国际标准组织中达成共识,以备在WRC-19大会形成全球统一的5G高频段频谱规划,维护全球5G的健康发展。

    包括华为、中兴、阿朗、三星、NEC等10余家供应商,以及高通、Altai和GCT等主要芯片厂家均大力支持450 MHz LTE FDD产业链。目前,俄罗斯以及巴西运营商均完成了450 MHz LTE FDD试验网络,芬兰运营商UKKO的450 MHz LTE FDD网络已于2014年底商用。

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    由此可见,450 MHz LTE FDD作为国际上进行低成本、广覆盖的农村宽带应用的新技术,相关设备和终端逐步成熟。国内有可能会出台相关的规划方案,尽早在该频段引入IMT系统,以发挥频率潜在的巨大经济价值。

    此外,随着广播电视的技术进步, WRC-07后,全球发达国家加快了700 MHz频段的模转数进度。但当前全球的发展节奏不统一,700 MHz频谱、制式划分标准多样,区域差异性较大,划分的标准主要依赖于相应国家广播频谱清理的节奏和可用带宽。口前全球采用700 MHz频段b12、b13、b14、b17、b28和800 MHz频段b20部署的LTE网络达131张,占LTE部署总量的36.4%。

    与全球700 MHz频段的快速布局相比,我国略显落后。从现有广播电视台站数据库信息、监测结果和广电公布的模拟电视覆盖情况来看,主要大中城市700 MHz频谱中,700 MHz频段使用非常少,大功率发射台更少。运营商对多个城市的扫频结果也表明700 MHz频段的整体利用率较低甚至很低。

    据悉,考虑到移动通信产业的发展,国内运营商已建议国家能够尽快出台相关的政策推动700 MHz频段重新划分,引入IMT规划。运营商阵营认为,相比应用于广播电视,700 MHz频段如果用于移动通信可带来十倍的价值提升。全球移动通信协会的一项针对亚太地区的研究报告显示:如果亚太地区2015年将700 MHz频段用于移动通信,到2020年,亚太地区的GDP将增加近7300亿美元,而部署广播业务则只有730亿美元;税收将增加1 300多亿美元,如果应用广播业务仅能增加280亿美元,可见该频段经济价值巨大。

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