有限频谱成5G发展,频谱资源非常紧张

2019-11-13 01:38 来源:未知

转自C114通信网 文/林想

5G产业发展再一次提速。最近,3GPP(第三代合作伙伴计划)宣布,3GPP R15标准的非独立组网5G新空口标准将于2018年3月冻结。这与3GPP早期确定的时间表相比,提前了近半年。早在今年2月底,为了满足部分运营商在2019年实现5G商用的需求,22家通信巨头曾集体宣布,支持加速5G NR标准化进程。

姓名:刘亚宁     学号:17101223434

姓名:蔡世翔

根据GSMA报告,在5G毫米波所带来的创新服务推动下,到2034年中国将占亚太地区2120亿美元经济增长额的53%。中国经济的这一巨大机遇取决于是否可以获得所需的无线电频谱,其中包括可提供超高容量和超高速服务的“毫米波”频谱。但是不合理的限制这些关键频谱使用的风险将导致5G的未来前途未卜。

接受法治周末记者采访的数名通信专家认为,5G标准的重要进展标志着行业正式进入5G网络商用倒计时,也使得5G技术之争再次进入白热化:芯片制造商、设备供应商和通信运营商,甚至整个消费电子业,都将迎来新一轮的创新周期。但在狂奔路上,还不得不面临频谱资源紧张的问题。

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学号:16020710007

GSMA大中华区公共政策总经理关舟表示:“中国迅速启动了5G投资并推动了技术创新,但如果在WRC-19上没有得到合适的毫米波频谱与相应合理的使用条件的话,这一进展可能会受到影响。中国在WRC-19上展现出领导力与其他国家一起支持对5G发展有利的决策对于保护其5G愿景和发展至关重要。 WRC-19上的决定将会对数字未来的发展产生深远的影响。”

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【嵌牛导读】:在移动通信领域,频谱资源是推动产业发展的核心资源,是承载无线业务的基础。

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毫米波频谱之争

频谱资源仍然稀缺

【嵌牛鼻子】:NR标准化进程、通信频率、覆盖层

【嵌牛导读】:5G产业发展再一次提速。但在路上,频谱资源紧张的问题难以避免。本文将介绍人们对此将做出的相应举措。

毫米波对5G发展的重要性不可言喻。在5G网络领域,可以利用毫米波无线电频谱为5G网络提供所需要的带宽,以满足高速的移动网络需求。所以5G的毫米波频谱之争也会更加激烈。

在移动通信领域,频谱资源是推动产业发展的核心资源,是承载无线业务的基础。

【嵌牛提问】:为什么说频谱是拦路虎?

【嵌牛鼻子】:核心资源,“多层”频谱概念,频谱分配

5G毫米波频谱将在名为2019年世界无线电通信大会 (WRC-19) 的国际条约会议上确定,该会议将于2019年10月28日至11月22日在埃及举行。来自190多个国家的3,000名代表将开会决定5G频谱如何使用。

如何理解频谱的重要性?高通工程技术副总裁范明熙此前在接受法治周末记者采访时解释道:“在今天的LTE技术下,每个用户在进入网络的时候,都要占用固定的频谱和时间资源,而频谱和时间资源一旦被用完,新的技术就接不进来。在5G里,当不同的用户接进互联网的频谱资源时,虽然会占据相应的时间和空间,但它还会有自己的特定码,不同的用户可以通过不同的码,复用同一个频率和时间资源。不过此项技术不是出现在3GPP第一代R15标准中,而是在R16甚至在R17标准中才能实现。”

【嵌牛正文】:早在今年2月底,为了满足部分运营商在2019年实现5G商用的需求,22家通信巨头曾集体宣布,支持加速5G NR标准化进程。

【嵌牛提问】:有限频谱对5G的阻碍究竟为何?如何应付?

“从以往经验来看,一个新的频谱从电联层面,在划分到真正的商用基本是7到10年,从国际电联划分到相关产业研究到最后的商用需要时间很长,所以WRC-19非常重要。如果没有这个大会的频谱划分,不管是中国,区域内,还是全球,频谱商用商业化进程是会受影响的。”关舟表示,“本次大会决定今后十年之内5G频谱在中国,包括在全球能够给移动行业使用的频谱,是一个很关键的节点。”

国际电信联盟曾预测,到2020年,国际移动通信频率需求将达到1340MHz-1960MHz,届时中国移动通信频率需求将为1490MHz-1810MHz,频谱缺口达1000MHz。

通信专家认为,5G标准的重要进展标志着行业正式进入5G网络商用倒计时,也使得5G技术之争再次进入白热化:芯片制造商、设备供应商和通信运营商,甚至整个消费电子业,都将迎来新一轮的创新周期。但在狂奔路上,还不得不面临频谱资源紧张的问题。

【嵌牛正文】:

关舟特别指出,WRC-19重点是毫米波频谱,24GHz到86GHz,这些频段会带来5G,特别是在高带宽,高速率方面的应用。当然,5G对产业来说,并不只是毫米波这一部分,所需要的频谱也会越来越高。

根据华为在2017年全球移动宽带论坛上发布的《5G频谱立场白皮书》,5G超高速、超低时延和超高可靠性的特征,不仅会提升人类通信体验,还将拓展智能制造、车联网、智能物流、无线家庭宽带接入等行业应用,但同时也需要更丰富的频谱资源。

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接受法治周末记者采访的数名通信专家认为,5G标准的重要进展标志着行业正式进入5G网络商用倒计时,也使得5G技术之争再次进入白热化:芯片制造商、设备供应商和通信运营商,甚至整个消费电子业,都将迎来新一轮的创新周期。但在狂奔路上,还不得不面临频谱资源紧张的问题。

关舟预测,“本届大会最大的挑战是在于国家能否在协同合作的指导方针下共同探讨如何既保护现有服务,同时又鼓励5G以后的商业发展。”

按照各类5G业务的不同需求和频段特点,华为曾提出5G“多层”频谱概念:2GHz以下频谱为“覆盖层”,主要满足广域和深度室内覆盖;2GHz-6GHz之间的频谱(以3.3GHz-4.2GHz和4.4GHz-5.0GHz的C波段为代表)是“覆盖与容量层”,能在网络容量和覆盖范围之间取得最佳平衡,将是全球首个5G商用频段;6GHz以上频谱(例如24.25GHz-29.5GHz和37GHz-43.5GHz)为“超大容量层”,用于满足大容量、高速率的业务需求。其中,C波段作为2020年全球5G首个商用的关键频段,每个运营商需要至少获得100MHz的连续带宽。

频谱资源仍然稀缺

频谱资源仍然稀缺

欧洲国家因为毫无根据地指称该频谱可能干扰某些航空服务而决定限制其使用。但是在非洲、美洲和中东的支持下进行的技术研究表明,5G可以与气象服务、商业卫星服务及其他服务安全有效地共存。这些研究由联合国下属机构国际电联 (ITU) 进行。中国对这些研究结果的支持将极大地推动本地区的5G发展,并创造全球共享的规模经济。

高通负责频谱策略及科技产业政策的高级副总裁Dean Brenner曾表示,频谱是无线网络的生命之源,高通一直主张不同国家和地区间实现最大程度上的频谱统一,频谱的统一能够创造规模经济效应以降低成本,并能够支持全球漫游。

在移动通信领域,频谱资源是推动产业发展的核心资源,是承载无线业务的基础。

在移动通信领域,频谱资源是推动产业发展的核心资源,是承载无线业务的基础。

关舟补充道:“WRC-19是中国确定可在未来十年提供新服务的5G毫米波频谱的唯一机会。只有有了毫米波,中国才能全面释放5G的能力并由此从例如工业互联网,娱乐服务和智能交通领域的最高标准以及更好的医疗保健和教育中进一步受益,从而改善其居民的生活并改变其工业并创造更多发展新动能。”

让5G芯片支持不同频段

如何理解频谱的重要性?高通工程技术副总裁范明熙解释道:“在今天的LTE技术下,每个用户在进入网络的时候,都要占用固定的频谱和时间资源,而频谱和时间资源一旦被用完,新的技术就接不进来。在5G里,当不同的用户接进互联网的频谱资源时,虽然会占据相应的时间和空间,但它还会有自己的特定码,不同的用户可以通过不同的码,复用同一个频率和时间资源。不过此项技术不是出现在3GPP第一代R15标准中,而是在R16甚至在R17标准中才能实现。”

如何理解频谱的重要性?高通工程技术副总裁范明熙此前在接受法治周末记者采访时解释道:“在今天的LTE技术下,每个用户在进入网络的时候,都要占用固定的频谱和时间资源,而频谱和时间资源一旦被用完,新的技术就接不进来。在5G里,当不同的用户接进互联网的频谱资源时,虽然会占据相应的时间和空间,但它还会有自己的特定码,不同的用户可以通过不同的码,复用同一个频率和时间资源。不过此项技术不是出现在3GPP第一代R15标准中,而是在R16甚至在R17标准中才能实现。”

毫米波频谱释放5G潜力

那么在频谱资源紧张的大背景下,5G建设应当如何攻克这只“拦路虎”?

国际电信联盟曾预测,到2020年,国际移动通信频率需求将达到1340MHz-1960MHz,届时中国移动通信频率需求将为1490MHz-1810MHz,频谱缺口达1000MHz。

国际电信联盟曾预测,到2020年,国际移动通信频率需求将达到1340MHz-1960MHz,届时中国移动通信频率需求将为1490MHz-1810MHz,频谱缺口达1000MHz。

关舟强调,“如果要完全释放5G所有潜力,中长期来看,毫米波对中国5G的发展是很重要的。”

高通工程技术高级副总裁马德嘉认为,5G要实现商用,频谱分配是必要环节,而不同的国家会由监管方决定频段分配,“在2019年商用部署前,全球部分地区可能还将开放更多的频谱资源,或通过公开拍卖方式完成频谱分配”。

根据华为在2017年全球移动宽带论坛上发布的《5G频谱立场白皮书》,5G超高速、超低时延和超高可靠性的特征,不仅会提升人类通信体验,还将拓展智能制造、车联网、智能物流、无线家庭宽带接入等行业应用,但同时也需要更丰富的频谱资源。

根据华为在2017年全球移动宽带论坛上发布的《5G频谱立场白皮书》,5G超高速、超低时延和超高可靠性的特征,不仅会提升人类通信体验,还将拓展智能制造、车联网、智能物流、无线家庭宽带接入等行业应用,但同时也需要更丰富的频谱资源。

5G毫米波有望继续加强中国的数字基础设施,尤其是考虑到其全面展开的经济转型进程,为创新型驱动的经济创造新动能。5G加上毫米波频谱可帮助释放低时延、数据密集型应用的潜力,这些应用可以为各种行业和用例带来变革。

以我国为例,11月15日,工信部率先发布5G中频段内的频率使用规划,释放频谱资源,对我国5G产业在芯片、终端、软件等产品研发、试验方面起到重要推动作用。

按照各类5G业务的不同需求和频段特点,华为曾提出5G“多层”频谱概念:2GHz以下频谱(例如700MHz)为“覆盖层”,主要满足广域和深度室内覆盖;2GHz-6GHz之间的频谱(以3.3GHz-4.2GHz和4.4GHz-5.0GHz的C波段为代表)是“覆盖与容量层”,能在网络容量和覆盖范围之间取得最佳平衡,将是全球首个5G商用频段;6GHz以上频谱(例如24.25GHz-29.5GHz和37GHz-43.5GHz)为“超大容量层”,用于满足大容量、高速率的业务需求。

按照各类5G业务的不同需求和频段特点,华为曾提出5G“多层”频谱概念:2GHz以下频谱(例如700MHz)为“覆盖层”,主要满足广域和深度室内覆盖;2GHz-6GHz之间的频谱(以3.3GHz-4.2GHz和4.4GHz-5.0GHz的C波段为代表)是“覆盖与容量层”,能在网络容量和覆盖范围之间取得最佳平衡,将是全球首个5G商用频段;6GHz以上频谱(例如24.25GHz-29.5GHz和37GHz-43.5GHz)为“超大容量层”,用于满足大容量、高速率的业务需求。其中,C波段作为2020年全球5G首个商用的关键频段,每个运营商需要至少获得100MHz的连续带宽。

关舟指出,“在中频段,特别是C波段,中国之前就已经规划好了,但这只能满足5G其中的一部分需求,如果中国想把5G所有潜力全部释放出来,长久来看,其实是每个频段的频谱都需要的。”

高通中国区董事长孟樸对此表示:“5G新空口设计将面向从低频到高频的全部频段,6GHz以下频段3GHz左右的频段在全球都获得了关注。中国率先明确5G在中频频段内的频率使用规划,是加速推进5G走向产业化、商用化的关键。”

其中,C波段作为2020年全球5G首个商用的关键频段,每个运营商需要至少获得100MHz的连续带宽。

高通负责频谱策略及科技产业政策的高级副总裁Dean Brenner曾表示,频谱是无线网络的生命之源,高通一直主张不同国家和地区间实现最大程度上的频谱统一,频谱的统一能够创造规模经济效应以降低成本,并能够支持全球漫游。

随着5G越来越广泛应用之后,现有的一些频谱,特别是低波段频谱,在长期来看也会重耕为5G频谱,保证例如广覆盖的要求。从长期来看,特别是在高速率,高带宽的应用,其实毫米波的应用是很难取代的。此外,低端频谱和中端频谱,C波段,其实在覆盖方面会有优势,但是在高带宽、高速率方面,跟毫米波相比还是有一定差距。

“5G将支持更多垂直行业不断扩展的全新应用,因此对5G频谱还有大量需求。除中频频段外,充分利用高频毫米波频段对5G而言也非常重要。毫米波频段可提供极致带宽,对于满足更好、更快地增强型移动宽带需求至关重要。企业也希望工信部尽快为5G发展规划出包括毫米波频段在内的更多频谱资源。”孟檏说道。

高通负责频谱策略及科技产业政策的高级副总裁Dean Brenner曾表示,频谱是无线网络的生命之源,高通一直主张不同国家和地区间实现最大程度上的频谱统一,频谱的统一能够创造规模经济效应以降低成本,并能够支持全球漫游。

让5G芯片支持不同频段

在亚太地区,预计中国的影响力将会特别大,将在5G毫米波所带来的2120亿美元的亚太地区GDP增长额中贡献53%,特别在制造业和公用事业行业方面。GSMA报告也提出了严重的担忧,即如果在WRC-19上对5G毫米波的规划没有足够的支持,5G毫米波的部署可能会延迟长达十年并严重阻碍5G全部能力的释放。

中国移动通信研究院无线所总工刘光毅同样认为,未来5G频谱需高、中、低结合,以满足5G系统在覆盖、容量、连接数密度等关键性能指标要求。

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那么在频谱资源紧张的大背景下,5G建设应当如何攻克这只“拦路虎”?

GSMA及其董事会代表全球移动产业,在一封发向全球170个国家的政府部长和监管机构负责人的公开信中,呼吁各国政府在WRC-19上支持移动频谱的规划。“我们希望通过这次机会,希望中国在WRC-19大会上能够支持对5G发展有利的毫米波的决议。”

“面对全球市场存在的事实,高通需要让研发出来的5G芯片可以支持各个国家5G的不同频段。”高通工程技术高级副总裁Rajesh Pankaj在2017未来信息通信技术峰会上说道,“在设计上,高通要拓宽带宽、扩展参数、增快速度、减少延时,运用无线技术来增加新功能,如大规模MIMO、毫米波等。此外,高通也在积极推动全球统一标准5G NR的实现,包括频谱类型、频段的统一设计以及6 GHz以下和6 GHz以上许可与共享、免许可频谱频段标准的统一。”

让5G芯片支持不同频段

高通工程技术高级副总裁马德嘉认为,5G要实现商用,频谱分配是必要环节,而不同的国家会由监管方决定频段分配,“在2019年商用部署前,全球部分地区可能还将开放更多的频谱资源,或通过公开拍卖方式完成频谱分配”。

“26GHz很有可能是最有希望成为全球统一的一个5G毫米波的频段,在欧洲、美国、泛亚太区获得的支持都很多,毫米波在实验阶段26GHz是最多的。”关舟表示,“虽然国内工信部还没有开启毫米波的规划。但WRC-19大会之后,工信部会很快开启毫米波在国内的规划,一是对运营商频谱划分的规划;二是工信部也会看毫米波的阶段。”

马德嘉则分析称,无论是6GHz以下频谱还是毫米波频谱,支持不同频谱在终端上的主要差别在于射频,在毫米波终端上使用的天线更多,而在6GHz以下频段终端上使用的天线少一些。“不过,高通会确保所支持的每一款终端都能支持毫米波和6GHz以下频段的5G技术。不管漫游到任何区域,不管运营商如何部署5G,消费者都可以享受5G低时延、高速率的服务。”

那么在频谱资源紧张的大背景下,5G建设应当如何攻克这只“拦路虎”?

以我国为例,11月15日,工信部率先发布5G中频段内的频率使用规划,释放频谱资源,对我国5G产业在芯片、终端、软件等产品研发、试验方面起到重要推动作用。

统一协同,避免频谱碎片化

法治周末记者了解到,目前高通已推出针对6GHz以下、毫米波频段及频谱共享技术的“全覆盖”5G新空口原型系统,以支持测试、展示及验证5G设计,推动和追踪3GPP 5G新空口标准化进程,加速5G新空口大规模试验和商用部署。据高通方面介绍,全球首个基于3GPP R15标准的端到端5G新空口系统互通,采用3.5GHz频段,而3.5GHz频段符合我国首先提出的5G中频段内的频率使用规划。

高通工程技术高级副总裁马德嘉认为,5G要实现商用,频谱分配是必要环节,而不同的国家会由监管方决定频段分配,“在2019年商用部署前,全球部分地区可能还将开放更多的频谱资源,或通过公开拍卖方式完成频谱分配”。

高通中国区董事长孟樸对此表示:“5G新空口设计将面向从低频到高频的全部频段,6GHz以下频段3GHz左右的频段在全球都获得了关注。中国率先明确5G在中频频段内的频率使用规划,是加速推进5G走向产业化、商用化的关键。”

5G技术多样化,运营商通过网络切片,给垂直行业提供更定制,更切合他们需求的服务,提供了很多新的可能性。

以我国为例,11月15日,工信部率先发布5G中频段内的频率使用规划,释放频谱资源,对我国5G产业在芯片、终端、软件等产品研发、试验方面起到重要推动作用。

“5G将支持更多垂直行业不断扩展的全新应用,因此对5G频谱还有大量需求。除中频频段外,充分利用高频毫米波频段对5G而言也非常重要。毫米波频段可提供极致带宽,对于满足更好、更快地增强型移动宽带需求至关重要。企业也希望工信部尽快为5G发展规划出包括毫米波频段在内的更多频谱资源。”孟檏说道。

关舟指出,“目前对于5G的一个很大的挑战是,无论是在中国、欧洲,特别是比较大的产业,像德国汽车行业,他们产业已经做到了一定规模,都希望能有自己的频谱来建专网。”

高通中国区董事长孟樸对此表示:“5G新空口设计将面向从低频到高频的全部频段,6GHz以下频段3GHz左右的频段在全球都获得了关注。中国率先明确5G在中频频段内的频率使用规划,是加速推进5G走向产业化、商用化的关键。”

中国移动通信研究院无线所总工刘光毅同样认为,未来5G频谱需高、中、低结合,以满足5G系统在覆盖、容量、连接数密度等关键性能指标要求。

“如果说一个行业需要更深入地采用5G到他们的方案,提供专用的频谱,首先给监管部门带来的挑战就是频谱管理是更加碎片化了,这与我们十几年来想做的统一化相悖。”关舟强调,“越复杂,越代表着管理频谱干扰的挑战也越来越大,可能用户越来越多,企业好,制造业也好,有频谱了,但是保护干扰这份工作带来的挑战越来越大,也有可能频谱使用的效率就降低了,干扰是过多的。所以,我们在各国政府,包括中国在内,想推广的理念还是继续朝着这些年的频谱统一协同的观念。”

“5G将支持更多垂直行业不断扩展的全新应用,因此对5G频谱还有大量需求。除中频频段外,充分利用高频毫米波频段对5G而言也非常重要。毫米波频段可提供极致带宽,对于满足更好、更快地增强型移动宽带需求至关重要。企业也希望工信部尽快为5G发展规划出包括毫米波频段在内的更多频谱资源。”孟檏说道。

“面对全球市场存在的事实,高通需要让研发出来的5G芯片可以支持各个国家5G的不同频段。”高通工程技术高级副总裁Rajesh Pankaj在2017未来信息通信技术峰会上说道,“在设计上,高通要拓宽带宽、扩展参数、增快速度、减少延时,运用无线技术来增加新功能,如大规模MIMO、毫米波等。此外,高通也在积极推动全球统一标准5G NR的实现,包括频谱类型、频段的统一设计以及6 GHz以下和6 GHz以上许可与共享、免许可频谱频段标准的统一。”

关舟认为,这么多年频谱如何去使用,如何利用频谱去部署移动网络,如何协调频谱干扰,如何协调规划,如何与监管部门合作,让频谱的使用效率达到最大化,其实运营商的经验是最多的。所以,在5G频谱,我们从产业来讲,非常希望垂直行业,非常希望其他的产业多利用5G的技术给他们带来好处,我们觉得最好的方式还是把频谱划分给运营商,让运营商通过他们这么多年实践得到的经验,和他们对整个建设网络丰富的知识,通过他们来给垂直行业提供最好的5G服务。

中国移动通信研究院无线所总工刘光毅同样认为,未来5G频谱需高、中、低结合,以满足5G系统在覆盖、容量、连接数密度等关键性能指标要求。

马德嘉则分析称,无论是6GHz以下频谱还是毫米波频谱,支持不同频谱在终端上的主要差别在于射频,在毫米波终端上使用的天线更多,而在6GHz以下频段终端上使用的天线少一些。“不过,高通会确保所支持的每一款终端都能支持毫米波和6GHz以下频段的5G技术。不管漫游到任何区域,不管运营商如何部署5G,消费者都可以享受5G低时延、高速率的服务。”

运营商有频谱之后,可以协调不同产业,不同客户的需求,提供最优化的解决方案。如果频谱划分给不同的产业,协调起来难度就更大了,如果运营商作为集中的提供者,或者是一个平台,频谱使用在整个协调方面也是最优的。

“面对全球市场存在的事实,高通需要让研发出来的5G芯片可以支持各个国家5G的不同频段。”高通工程技术高级副总裁Rajesh Pankaj在2017未来信息通信技术峰会上说道,“在设计上,高通要拓宽带宽、扩展参数、增快速度、减少延时,运用无线技术来增加新功能,如大规模MIMO、毫米波等。此外,高通也在积极推动全球统一标准5G NR的实现,包括频谱类型、频段的统一设计以及6 GHz以下和6 GHz以上许可与共享、免许可频谱频段标准的统一。”

法治周末记者了解到,目前高通已推出针对6GHz以下、毫米波频段及频谱共享技术的“全覆盖”5G新空口原型系统,以支持测试、展示及验证5G设计,推动和追踪3GPP 5G新空口标准化进程,加速5G新空口大规模试验和商用部署。据高通方面介绍,全球首个基于3GPP R15标准的端到端5G新空口(5G NR)系统互通,采用3.5GHz频段,而3.5GHz频段符合我国首先提出的5G中频段内的频率使用规划。

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马德嘉则分析称,无论是6GHz以下频谱还是毫米波频谱,支持不同频谱在终端上的主要差别在于射频,在毫米波终端上使用的天线更多,而在6GHz以下频段终端上使用的天线少一些。“不过,高通会确保所支持的每一款终端都能支持毫米波和6GHz以下频段的5G技术。不管漫游到任何区域,不管运营商如何部署5G,消费者都可以享受5G低时延、高速率的服务。”

目前高通已推出针对6GHz以下、毫米波频段及频谱共享技术的“全覆盖”5G新空口原型系统,以支持测试、展示及验证5G设计,推动和追踪3GPP 5G新空口标准化进程,加速5G新空口大规模试验和商用部署。

据高通方面介绍,全球首个基于3GPP R15标准的端到端5G新空口(5G NR)系统互通,采用3.5GHz频段,而3.5GHz频段符合我国首先提出的5G中频段内的频率使用规划。

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