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国内外5G毫米波频谱研究最新进展(上)

【字体: 2017年11月20日 10:34 来源:中国无线电管理网 作者:王坦

一、背景

毫米波频段作为5G峰值流量的承载频段,是5G频谱战略的重要组成部分。为了推进全球5G毫米波频段的研究与协调一致,国际电信联盟(ITU)为2019年世界无线电通信大会(WRC-19)专设了1.13议题,针对24.25-86GHz频段范围的11个候选频段开展研究。议题成立了特设工作组TG 5/1,重点开展这些候选频段的兼容共存研究,组织关系见下图。

图1  WRC-19大会1.13议题特设工作组TG 5/1组织关系

为完成相关工作,TG 5/1将先后召开6次国际研究与协调会议,时间安排见下图。其中,2017年3月之前为准备阶段,TG 5/1等待接收其它研究组提供的用于开展兼容共存分析的系统参数、传播模型等材料;3月之后为兼容共存研究阶段,预计召开5次会议,TG 5/1根据各国提交的研究结果进行加工、融合、提炼,形成CPM报告,给出全球5G频率规划建议。

图2  TG 5/1大致工作时间表

1.13议题致力于为5G寻找全球或区域协调一致频段,是全球开展5G毫米波研究的重要依托。因此,议题研究走向对全球5G频率规划有着重要影响,多数国家或地区将根据议题进展和结果开展规划。换句话说,一个国家或地区要引领全球5G频谱的发展,就要牢牢抓住1.13议题不放,以议题研究将区域观点国际化,带动全球。

二、我国5G毫米波工作动态

为做好5G毫米波频率规划相关工作,在我国无线电主管机构指导下,相关技术机构、电信运营企业、设备制造企业等以1.13议题研究组、我国IMT-2020(5G)推进组频率工作组、《中华人民共和国无线电频率划分规定》修订等为抓手,持续开展了相关工作,包括以下几方面。

(一)1.13议题

2016年,我国成立了1.13议题研究组,由无线电管理局亲自挂帅。因议题涉及频段范围广,相关无线电业务种类多,议题成员囊括了国家无线电监测中心(国家无线电频谱管理中心)、国家无线电频谱管理研究所、中国信息通信研究院、中国空间技术研究院、中国电波传播研究所、中国卫通、国家卫星气象中心、国家新闻出版广电总局、中科院国家天文台、电信科学技术研究院、中国移动、中国联通、中国电信、华为、中兴、北京邮电大学等20余个单位的80余名专家。成立至今,议题研究组共召开大小会议20余次。经稳步推进,议题研究组已初步完成26GHz、32GHz、40GHz、70/80GHz等多个5G主流候选频段的兼容共存研究报告,国内协调工作初见成效,并向TG 5/1提交研究建议与初步研究结果文稿共计17篇,在研究广度、深度上全球领先,部分案例的研究更是发挥了全球引领作用。

此外,通过我国积极协调,成功推选了我国专家在TG 5/1担任40/50GHz工作组主席,以及26GHz科学类业务报告起草组主席职务。

亚太方面,在2017年7月召开的APG 19-2会议期间,我国阐述了在议题候选频段中优先研究24.75-27.5GHz与37-42.5GHz频段的观点。

(二)公开征集5G使用频率意见

为科学、合理进行5G系统频率规划,2017年6月8日,工信部就24.75-27.5GHz、37-42.5GHz或其它毫米波频段用于5G系统进行了公开意见征集,引起了国际5G产业的强烈关注和反响。

图3  工信部公开征集5G使用频率意见

(三)《划分规定》新增脚注

依托《划分规定》,我国主管部门已提前布局在26/38GHz等频段5G系统与部分空间业务的国内协调机制。

26GHz频段作为5G高频段候选频段中的焦点频段,受到全球广泛关注,欧洲将此频段列为5G高频段先行频段。在我国,为充分保护该频段卫星地球探测业务(空对地)的使用,依托《划分规定》协调工作,拟新增中国脚注CHN 41“设置25.5-27GHz频段卫星地球探测(空对地)业务接收地球站需经国家无线电管理机构批准”,为保护相关系统留下操作空间。

此外,针对37-38GHz频段的空间研究业务电台,拟新增中国脚注CHN 33,要求其它地面业务电台不得对相关在用电台产生有害干扰。

(四)批复技术试验

2017年7月3日,工信部新增4.8-5.0GHz、24.75-27.5 GHz和37-42.5GHz频段用于中国5G技术研发试验,连同2016年已批复的3.4-3.6GHz频段,已共计在6GHz以下频段批复了400MHz以及在毫米波频段批复了8.25GHz频谱资源。

三、国际5G毫米波频率工作动态

从全球看,3GPP正致力于5G系统的标准化工作,预计2018年6月完成第一个5G系统版本(3GPP,Rel-15),以满足早期商用需求。下面针对部分重点国家和区域进行阐述。

(一)美国

2016年7月,美国联邦通信委员会(FCC)针对24GHz以上频谱用于无线宽带业务宣布了新的规则和法令,使美国成为全球首个宣布规划频谱用于5G无线技术的国家。具体频段包括三个授权频段,即28GHz(27.5-28.35GHz)、37GHz(37-38.6GHz)、39GHz(38.6-40GHz)和一个新的64-71GHz非授权频段。此外,FCC还将继续寻求高至95GHz以上频段的使用意见。

前不久,FCC又针对3.7-4.2GHz规划用于无线宽带应用进行了公开意见征求。

(二)欧盟(含英国)

欧盟委员会无线频谱政策组(RSPG)于2016年11月发布了欧洲5G频谱战略,确定5G初期部署频谱,主要包括:

3.4-3.8GHz频段是2020年前欧洲5G部署的主要频段;1GHz以下频段,特别是700MHz将用于5G广覆盖;24.25-27.5GHz频段是欧洲5G先行频段,建议欧盟在2020年前确定此频段的使用条件(后明确为2018年6月之前);31.8-33.4GHz是欧洲潜在5G频段;40.5-43.5GHz从长期来看可用于5G系统。

(三)德国

2017年7月,德国联邦网络管理局发布了5G频率框架。共涉及四个频段:

2GHz频段(1920–1980MHz/2110–2170MHz)于2020年之后到期回收,将继续用于移动通信作为5G的工作频段;将3.4-3.8GHz用于移动通信,与欧盟保持一致;将738-753MHz作为SDL(补充下行链路)划分给5G使用;将27.8285-28.4445GHz和28.9485-29.4525GHz规划用于5G系统使用;继续研究26GHz频段用于5G系统的可能性。

(四)日韩

日本计划将27.5-29.5GHz用于5G;针对WRC-19,支持优先研究24.25-27.5GHz,31.8-33.4GHz,37-40.5GHz和42.5-43.5GHz频段用于5G。

类似的,韩国计划将26.5-29.5GHz频段用于5G;针对WRC-19,支持优先研究24.25-27.5GHz,31.8-33.4GHz和37-40.5GHz频段。

(五)小结

由此可见,在6GHz以上范围,全球研究更加聚焦在43.5GHz以下的频段范围,以美、日、韩为代表的国家大力支持28GHz频段,而中、欧等则更加侧重26GHz频段。主要国家与区域组织5G毫米波候选频段的信息汇总表如下。

表1 主要国家与区域组织6GHz以上5G候选频段信息汇总表(单位:GHz)

作者注:下一篇文章将针对每个候选频段进行重点剖析

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