融入國(guó)家重大戰(zhàn)略部署 5G頻率規(guī)劃使用需深耕細(xì)作

　　在移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量爆炸式增長(zhǎng)的背后，頻譜資源作為實(shí)現(xiàn)信息無所不在的載體和具有重要戰(zhàn)略意義的稀缺資源，面臨著巨大的缺口與壓力。為了在國(guó)際博弈和競(jìng)爭(zhēng)中獲取有利地位，加快5G網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)和商用的進(jìn)程，各國(guó)紛紛著手為5G謀劃頻率資源，在我國(guó)近期發(fā)布的《國(guó)家無線電管理規(guī)劃（2016-2020年）》中明確表示，將適時(shí)開展公眾移動(dòng)通信頻率調(diào)整重耕，為IMT-2020（5G）儲(chǔ)備不低于500MHz的頻譜資源。

 

 

　　自2012年以來，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）啟動(dòng)了5G愿景、未來技術(shù)趨勢(shì)和頻譜規(guī)劃等方面的前期研究工作。2015年，ITU發(fā)布了5G愿景建議書，提出了IMT-2020系統(tǒng)的目標(biāo)、性能、應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、頻譜資源配置、總體研究框架和時(shí)間計(jì)劃、后續(xù)研究方向等。

 

　　在應(yīng)用場(chǎng)景方面，未來5G系統(tǒng)將支持增強(qiáng)的移動(dòng)寬帶（eMBB）、具有高可靠性和超低延遲的通信（uRLLC）以及大規(guī)模機(jī)器間通信（mMTC）三大類主要應(yīng)用場(chǎng)景。

 

　　在系統(tǒng)性能方面，5G系統(tǒng)將具備10Gbit/s~20Gbit/s的峰值速率，100Mbit/s~1Gbit/s的用戶體驗(yàn)速率，每平方公里100萬的連接數(shù)密度，1ms的空口時(shí)延，500km/h的移動(dòng)性支持，每平方米10Mbit/s的流量密度等關(guān)鍵能力指標(biāo)，相對(duì)4G提升3到5倍的頻譜效率、百倍的能效。

 

　　為達(dá)到上述愿景，5G頻率將涵蓋高、中、低頻段，即統(tǒng)籌考慮全頻段：高頻段一般指6GHz以上頻段，連續(xù)大帶寬可滿足熱點(diǎn)區(qū)域極高的用戶體驗(yàn)速率和系統(tǒng)容量需求，但是其覆蓋能力較弱，難以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋，因此需要與6GHz以下的中低頻段聯(lián)合組網(wǎng)，以高頻和低頻相互補(bǔ)充的方式來解決網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋的需求。

 

 

　　全球5G頻率規(guī)劃工作主要在ITU等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的框架下開展。目前ITU相關(guān)工作進(jìn)展如下：

 

　　對(duì)于5G高頻段而言，為滿足IMT系統(tǒng)在高頻段的頻率需求，在WRC-19研究周期內(nèi)新設(shè)立了1.13議題，在6GHz以上為IMT系統(tǒng)尋找可用的頻率。

 

　　對(duì)于5G中低頻段而言，2015年無線電通信全會(huì)（RA-15）批準(zhǔn)“IMT-2020”作為5G正式名稱，至此，IMT-2020將與已有的IMT-2000（3G）、IMT-A（4G）組成新的IMT系列。這標(biāo)志著在ITU《無線電規(guī)則》中現(xiàn)有標(biāo)注給IMT系統(tǒng)使用的頻段，均可考慮作為5G的中低頻段；同時(shí)，WRC-15大會(huì)通過相關(guān)決議，以添加全球、區(qū)域或部分國(guó)家腳注的形式，新增了部分頻段，供有意部署IMT系統(tǒng)的主管部門使用。

 

　　5G高頻候選頻段的形成主要取決于WRC-19的1.13議題研究情況。從全球來看，該議題所提出的11個(gè)潛在候選頻段涉及固定、衛(wèi)星固定、衛(wèi)星間、衛(wèi)星地球探測(cè)、無線電導(dǎo)航、無線電定位等多種業(yè)務(wù)，主要應(yīng)用于衛(wèi)星、航天、導(dǎo)航、軍事等多個(gè)領(lǐng)域，復(fù)雜的頻譜使用情況使協(xié)調(diào)面臨很大的難度。此外，5G系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)、部署場(chǎng)景、傳播模型仍在研究之中，候選頻段也無法最終確定。

 

　　盡管ITU的高頻段議題研究尚需時(shí)日，為在全球5G發(fā)展中領(lǐng)先于人，以美國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)為首的國(guó)家，目前已聚焦或發(fā)布了各自的5G高頻規(guī)劃，基于電波傳播特性，重點(diǎn)關(guān)注45GHz以下頻段。

 

　　中頻段相對(duì)于高頻段有較好的傳播特性，相對(duì)于低頻段有更寬的連續(xù)帶寬，可以實(shí)現(xiàn)覆蓋和容量的平衡，滿足5G某些特定場(chǎng)景的需求。同時(shí)，也可作為部分物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景（例如uRLLC等）。目前，全球大部分國(guó)家和組織對(duì)于中頻段的具體范圍沒有確切的定義，但普遍認(rèn)為3GHz～6GHz為中頻段重要資源。

 

　　低頻段一般是指3GHz以下頻段，目前2GHz～3GHz頻段已有部分資源規(guī)劃用于IMT，并且部署了相關(guān)系統(tǒng)，未來可重耕用于5G系統(tǒng)。1GHz以下頻段，有良好的傳播特性，可以支持5G廣域覆蓋和高速移動(dòng)下的通信體驗(yàn)，以及海量的設(shè)備連接。

 

 

　　首先，5G頻率工作應(yīng)融入國(guó)家重大戰(zhàn)略部署。

 

　　《國(guó)家十三五規(guī)劃綱要》指出，要加快構(gòu)建高速、移動(dòng)、安全、泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，積極推進(jìn)5G發(fā)展，于2020年啟動(dòng)5G商用。2016年7月，我國(guó)發(fā)布了《國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，要求協(xié)調(diào)頻譜資源配置，科學(xué)規(guī)劃無線電頻譜，提升資源利用效率，并明確將頻率作為國(guó)家信息化發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，強(qiáng)調(diào)要積極開展5G技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)化布局，在2025年建成國(guó)際領(lǐng)先的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。上述文件作為推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及我國(guó)信息化發(fā)展的綱領(lǐng)性文件，充分表明5G系統(tǒng)將成為信息化驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代化、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、提供普遍服務(wù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。而5G頻率作為基礎(chǔ)資源，應(yīng)著眼于新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國(guó)家信息化發(fā)展的大局。

 

　　相對(duì)于以往的歷代移動(dòng)通信系統(tǒng)，5G不僅滿足人和人之間的通信，還將滲透到未來社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，形成以用戶為中心的全方位信息生態(tài)系統(tǒng)。5G系統(tǒng)將助力“寬帶中國(guó)”、《中國(guó)制造2025》、“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃等國(guó)家重大戰(zhàn)略的實(shí)施，因此，在制定5G頻率規(guī)劃時(shí)，可以重點(diǎn)支持我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域和方向，比如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等，為其試驗(yàn)和商用提供資源保障，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)成熟。

 

　　總體而言，5G頻率工作不僅要契合我國(guó)無線電管理的新方向和新思路，同時(shí)，還應(yīng)立足于國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大政策開展。

 

　　其次，5G頻率規(guī)劃和使用需深耕細(xì)作。

 

　　第一，建立基于頻譜需求預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)供給機(jī)制。頻譜需求預(yù)測(cè)分析是基于歷史數(shù)據(jù)，綜合考慮未來各種影響因素，結(jié)合行業(yè)發(fā)展情況，采用合適的科學(xué)分析方法，提出切合實(shí)際的頻譜需求目標(biāo)，為行業(yè)的中長(zhǎng)期發(fā)展提供資源儲(chǔ)備。合理的需求分析是保證各行業(yè)用頻和發(fā)展的前提，是頻率合理有效利用的基礎(chǔ)。做好各行業(yè)頻譜前期需求論證工作，可為無線電管理部門制定中長(zhǎng)期規(guī)劃提供依據(jù)。由于5G系統(tǒng)應(yīng)用呈現(xiàn)出多樣化、個(gè)性化、差異化的特點(diǎn)，不同的應(yīng)用場(chǎng)景在頻段選擇、帶寬需求上都有較大差異，需要綜合考慮不同頻段的電波傳播特性、應(yīng)用需求、產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)等因素，開展更加精細(xì)化的需求預(yù)測(cè)，在總量有限的情況下，優(yōu)先保證基本需求和重點(diǎn)發(fā)展方向，鼓勵(lì)采用載波聚會(huì)、混合組網(wǎng)技術(shù)，整合碎片化零散頻率資源，實(shí)現(xiàn)5G頻率的精準(zhǔn)供給。

 

　　第二，建立協(xié)同合作的頻譜使用共享機(jī)制。目前，頻率資源已應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)和部門，規(guī)劃調(diào)整涉及軍地、多個(gè)行業(yè)和部門利益，5G頻率規(guī)劃難度加大。應(yīng)不斷加強(qiáng)軍地、空地間協(xié)調(diào)和合作，在兼顧各行業(yè)規(guī)劃發(fā)展需要基礎(chǔ)上，綜合考慮經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)等因素，從國(guó)家層面統(tǒng)籌頻率資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置和高效利用。從美國(guó)高頻使用方式可以看出，其通過法規(guī)制定、技術(shù)約束等條件鼓勵(lì)頻率資源實(shí)現(xiàn)共用。而5G系統(tǒng)相比于原來的移動(dòng)通信系統(tǒng)，應(yīng)用更加細(xì)化，特別是對(duì)于中高頻使用，不再要求全程全網(wǎng)、連續(xù)覆蓋，將呈現(xiàn)出區(qū)域化、集中化的特性，同時(shí)，考慮到其電波傳播特性，為5G系統(tǒng)與其他系統(tǒng)共享創(chuàng)造條件。目前，我國(guó)公眾移動(dòng)通信主要以獨(dú)占方式使用頻率資源，考慮到5G系統(tǒng)部署特點(diǎn)和候選頻段特性，在5G頻率規(guī)劃時(shí)，頻率管理模式將是獨(dú)享執(zhí)照、共享執(zhí)照、輕執(zhí)照、免執(zhí)照等多種管理模式的合理結(jié)合。我們應(yīng)秉承創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，積極加強(qiáng)行業(yè)和部門間協(xié)作，特別是利用國(guó)家軍地融合發(fā)展的契機(jī)，促進(jìn)規(guī)劃、臺(tái)站等數(shù)據(jù)資源共享和使用，利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算思路，實(shí)現(xiàn)5G系統(tǒng)與現(xiàn)有其他系統(tǒng)的兼容共用，精細(xì)化使用頻率資源。

 

　　最后，5G頻率工作應(yīng)加強(qiáng)全球合作。

 

　　5G標(biāo)準(zhǔn)化工作是在ITU和3GPP等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織下統(tǒng)一開展的，頻率工作雖然需要考慮各國(guó)、各地區(qū)眾多自身因素，但由于移動(dòng)通信的產(chǎn)業(yè)和使用具有全球化的特征，5G頻率工作也具有全球化的屬性。對(duì)于5G頻率規(guī)劃工作，應(yīng)充分利用ITU、APT等平臺(tái)，加強(qiáng)國(guó)際頻率協(xié)調(diào)，在兼顧我國(guó)優(yōu)先頻段基礎(chǔ)上，推動(dòng)形成5G全球統(tǒng)一工作頻率。另外，依托政府層面的國(guó)際合作機(jī)制，加強(qiáng)IMT-2020與METIS、5G-PPP、NGMN、WWRF等國(guó)際組織在頻率方面的合作。（國(guó)家無線電監(jiān)測(cè)中心 方箭 李芃芃 伉沛川）