為5G發展提供頻譜資源保障 我國3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃透視

 

　　業界專家表示，此次3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃的適時出臺，使得我國5G系統在6GHz以下頻段率先獲得了500MHz的頻譜資源，這是我國政府主管部門積極推進5G產業發展和實施“網絡強國”戰略的重要舉措，必將有力地促進我國5G技術研發和產業化、商用化進程，對我國進入全球5G商用第一陣營具有十分重要的意義。

 

 

　　放眼全球，公眾移動通信用戶規模持續增長，網絡演進步伐不斷加快，成為信息通信產業中最活躍的領域。近幾年來，當4G系統商用持續推進之時，5G系統技術研發已在全球范圍內如火如荼地展開。隨著5G系統技術試驗逐步拉開帷幕，人們似乎已經看到了5G商用的燦爛曙光。

 

　　自2012年以來，國際電聯就啟動了5G愿景、未來技術趨勢和用頻需求等方面的前期研究。2015年，國際電聯發布了5G愿景建議書和標準化工作時間表，并將5G正式命名為IMT-2020。預計將于2020年全面商用的5G，在大幅提升以人為中心的移動互聯網業務體驗的同時，還將全面支持以物為中心的物聯網業務，實現人與物、物與物的智能互聯。與4G系統相比，5G系統擁有更大的帶寬、更低的時延和更高的速率，系統下行速率理論值可以達到20Gbit/s，每平方公里內可支持100萬設備的接入，從而開啟萬物互聯的新時代。

 

　　公眾移動通信的演進發展離不開頻譜資源的保障。在未來5G時代，要實現更大的帶寬、更短的時延和更高的速率，要實現數以億計各類設備的互聯，要滿足幾何級急劇增長的數據流量，自然需要更多的頻譜資源提供保障。據預測，5G的頻譜需求將大大超過2G、3G、4G所用頻率的總和，是不折不扣的“用頻大戶”。

 

　　除了用頻需求量大之外，與2G、3G和4G所用頻率主要是集中在6GHz以下的中低頻段不同，未來5G時代，要有效支持增強的移動寬帶應用、高可靠性和超低延遲物聯網通信以及大規模機器間物聯網通信三大應用場景，5G系統所需的頻率必須從高（24GHz以上毫米波頻段）、中（3000-6000MHz頻段）、低（3000MHz以下頻段）全頻段統籌考慮。鑒于6GHz以下中低頻段各類無線電業務已十分密集，可用的頻譜資源日益匱乏，5G系統用頻向6GHz以上的高頻段拓展便成為大勢所趨。具體而言，6GHz以下中低頻段主要用于解決5G網絡覆蓋的問題，以滿足移動互聯網、物聯網的大部分業務需求；6GHz以上擁有連續大帶寬的高頻段可滿足5G在熱點區域極高速率和超大容量的業務需求。只有中低頻段和高頻段相互補充搭配，才能支撐起未來5G發展的“騰飛之翼”。

 

　　為了滿足公眾移動通信系統演進發展對頻譜資源的需求，國際電聯每七至八年都要為IMT尋求新的頻率劃分。國際電聯自2012年世界無線電通信大會（WRC-12）之后就啟動了5G頻譜劃分研究。經過各國艱難協調討論，WRC-15最終在6GHz以下的中低頻段為5G系統確定了全球及區域頻率劃分，其中3000-5000MHz（即C頻段的3300-3400MHz、3400-3600MHz和4800-4990MHz等）成為5G系統的主用頻段。同時，WRC-15決定下屆WRC-19將討論在6GHz以上為5G系統增加新的頻率劃分的問題。目前，世界各國都在國際電聯框架下展開6GHz以上高頻段候選頻率的研究，以便WRC-19就最終的頻段劃分作出決定。

 

　　由于5G技術與物聯網產業發展息息相關，蘊含著巨大的經濟和戰略利益，WRC-15之后，世界各國紛紛加快了在5G技術研發和頻率規劃等方面的戰略布局，希望能在5G技術標準和產業化領域贏得先機，在整個產業鏈中占據主導地位。值得關注的是，2016年7月，美國首先公布了將24GHz以上頻段用于5G移動寬帶運營的規劃，這使得美國成為世界上首個將高頻段頻譜規劃用于提供下一代移動寬帶服務的國家；此后，歐盟在前期出臺5G行動計劃的基礎上，緊鑼密鼓地發布了涉及中低頻段和高頻段的5G頻譜戰略和路線圖。而韓國和日本在加速推進5G技術研發和頻率規劃的同時，已基本確定了5G商用的時間表。預計韓國將于2018年平昌冬奧會期間實現5G預商用，而日本預計將于2020年奧運會提供5G商用服務。

 

　　在全球5G研發和產業化進程不斷加快的情況下，作為全球最大的移動通信市場，我國能否適時出臺5G系統頻率規劃，不僅會對國內5G技術研發和產業化、商用化進程產生直接的影響，也會對全球5G標準及產業格局產生重要的影響。因此，中國如何為5G系統規劃和配置頻譜資源，自然受到全球產業界的高度關注。

 

 

　　作為全球移動通信大國，我國高度重視5G產業發展，已將支持5G發展納入國家各項重大戰略規劃和部署之中。近年來，國家提出要打造“網絡強國”和“制造強國”，5G系統是構建新一代寬帶信息通信網絡和打造“網絡強國”的重要基礎設施，是實施“中國制造2025”“寬帶中國”“互聯網+”等國家重大戰略和促進物聯網、車聯網等戰略性新興產業發展的重要依托。為此，《國家經濟和社會發展“十三五”規劃綱要》明確提出要加快構建高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎設施，積極推進5G發展；《“十三五”國家信息化規劃》《國家信息化發展戰略綱要》提出要積極開展5G技術研發、標準和產業化布局，5G研發要步入全球領先梯隊，并強調要統籌優化5G頻譜資源配置，加強無線電頻譜管理。《國家無線電管理“十三五”規劃》提出適時開展公眾移動通信頻率調整重耕，為IMT-2020（5G）儲備不低于500MHz的頻譜資源。

 

　　回顧移動通信的發展歷程，我國曾經歷了“2G跟蹤、3G突破、4G同步”的歷史階段。在全球5G技術研發和商用的競技場上，我國當然也不甘落后。為了引領5G技術研發和技術標準的制定，2013年2月，工信部、發改委、科技部聯合成立IMT-2020推進組，整合產學研等多方力量進行5G技術研發，取得了可喜進展。自2016年以來，國內電信運營企業攜手設備廠商已經開展了兩個階段的5G技術試驗，我國已成為5G時代全球統一標準的主要推動者和主導者之一。當前我國5G研發和技術試驗正在穩步推進，并已適當領先于國際電聯的工作時間表。在全球5G系統走向產業化、商用化的關鍵時期，只有適時出臺符合國家戰略利益的5G系統頻譜規劃，5G設備研發以及產業化、商用化才能邁出實質性的步伐，國內企業在5G技術標準制訂等方面才能贏得更大的主動權。

 

　　應當看到，與世界其他國家相比，我國無線電主管部門在滿足5G頻率資源需求方面需要面對更多的困難。我國人口眾多，移動通信網絡規模和用戶規模均居全球之首，且三家運營商所采用的網絡制式各不相同。到2017年9月，我國移動電話用戶數已經達到13.9億，4G用戶數已經達到了9.47億，移動數據業務呈現急劇增長的態勢。據專家預測，從2010年到2020年，全球移動數據流量的增長將會超過200倍；2010年到2030年將增長2萬倍；而中國的數據流量增速明顯高于全球，2010年至2020年將增長300倍以上，2010年至2030年將增長超4萬倍。雖然我國已規劃的公眾移動通信頻率數量處于世界前列，但未來頻率缺口依然較大。因此，如何科學規劃和配置寶貴的頻譜資源，有效滿足5G系統對頻率資源的需求，確保公眾移動通信系統持續演進發展，一直是擺在無線電主管部門面前的一個重大課題。

 

　　對于我國無線電主管部門而言，我國5G系統頻率規劃的制定，既要參照國際電聯《無線電規則》，盡可能與國際保持一致，又要充分考慮我國無線電業務發展的實際情況，統籌考慮各類無線電業務對頻率資源的需求。從2013年開始，在工信部無線電管理局的統一協調組織下，IMT-2020推進組下設的頻譜工作組就已展開了5G系統用頻研究，國家無線電監測中心、中國信息通信研究院以及國內電信運營企業、設備廠商等相關部門和單位在5G頻率需求、候選頻段、電磁兼容分析等方面做了大量的前期研究工作，并就6GHz以下以及6GHz以上5G系統可用頻段提出了建議。在國際電聯WRC-15明確6GHz以下5G系統頻率劃分之后，工信部無線電管理局便組織力量并協同相關部門、單位，對《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》進行了全面修訂。依據《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》，參照國際電聯《無線電規則》，結合我國頻率使用的實際情況，無線電主管部門最終明確了針對我國5G系統的一攬子頻率規劃思路，并率先形成了3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃方案。

 

　　具體而言，6GHz以下的中低頻段可以作為5G系統的基礎頻段，滿足廣覆蓋、高移動性場景下的用戶體驗和海量設備的連接需求。但目前這部分頻段資源十分有限，特別是3GHz以下可用頻譜資源已經分配殆盡，很難找到大塊頻率來滿足5G系統的需求。根據WRC-15的會議成果，我國無線電主管部門主要針對6GHz以下3000-5000MHz頻段，確定將3300-3400MHz、3400-3600MHz、4800-5000MHz共500MHz率先規劃用于5G系統。從長遠來看，為了滿足5G系統廣覆蓋、大規模機器通信對低頻段的需求，無線電主管部門未來可適時將已經規劃給2G、3G和4G系統的頻譜資源，通過優化、重耕的方式用于5G系統。

 

　　6GHz以上高頻段擁有比較豐富的頻譜資源，可以有效滿足熱點區域高速率、大容量、大帶寬的用頻需求。著眼于未來的WRC-19，我國已在6GHz以上候選頻段、電磁兼容分析研究等方面做了大量的工作，并取得了積極進展。當前，在6GHz以上高頻段的用頻研究方面，無線電主管部門強調一方面要加強與國內相關行業、部門的協調溝通，另一方面要積極參與國際交流，在國際電聯層面盡可能就有關頻段的兼容和共存問題達成共識，以便能在WRC-19上形成有利于我國5G產業持續發展的高頻段頻率劃分結果。

 

　　近兩年來，在加快進行《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》修訂的同時，為了積極引導和推動我國5G產業發展，無線電主管部門在保障5G系統技術試驗用頻、3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃和6GHz以上頻段用頻研究方面均邁出了新的步伐，采取了實質性的舉措。2016年1月，無線電主管部門確定3400-3600MHz頻段用于電信運營企業開展的5G技術試驗；2017年6月，通過工信部網站發布了3300-3600MHz和4800-5000MHz頻段用于5G系統的頻率規劃征求意見稿，并面向社會廣泛征集將24.75-27.5GHz、37-42.5GHz或其他毫米波頻段用于5G系統的意見；7月，又緊鑼密鼓地批復4800-5000MHz以及24.75-27.5GHz、37-42.5GHz頻段用于我國5G技術研發試驗，向國內產業界發出了加快推進5GHz技術研發和商用進程的明確信號。這些舉措，充分顯示了我國無線電主管部門大力支持5G產業發展的決心。

 

 

　　如今，備受業界關注的3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃已經塵埃落定。回頭來看，3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃之所以能水到渠成，一個重要因素是我國無線電主管部門超前研判，在國內與相關部門進行了大量協調，在國際電聯層面做了大量前瞻性的工作，從而為3000-5000MHz頻段相關頻率最終被規劃為5G系統用頻鋪平了道路。

 

　　要確保公眾移動通信演進發展對頻譜資源的需求，頻率規劃的前瞻性十分重要。為了給未來新一代移動通信系統儲備必要的頻譜資源，我國無線電主管部門在十多年前就開始統籌考慮IMT與C頻段衛星固定等業務的用頻需求，在國際電聯層面積極推動C頻段頻率資源用于IMT。早在WRC-07上，我國無線電主管部門便積極支持將原來規劃用于衛星固定業務的3400-3600MHz標注用于IMT系統；此后通過開展國內協調，確定了擴展C頻段衛星固定業務的頻率使用原則，積極引導衛星固定業務頻率逐漸向其他頻段轉移。

 

　　特別是在WRC-15上，以中國為代表的相關國家積極推動3300-3400MHz、4400-4500MHz、4800-4990MHz等頻段用于IMT系統。經過不懈努力，我國主推的3400-3600MHz被升級為國際電聯1區及2區IMT統一頻率，3區將此頻段確定為IMT頻率的國家進一步增多；3300-3400MHz頻段被全球45個國家確定為IMT頻率；4800-4990MHz頻段在部分國家被確定為IMT頻率。如今，從美歐到日韓，在6GHz以下頻段，3000-5000MHz頻段由于擁有可用的較大帶寬，已成為全球許多國家公認的部署5G系統的黃金頻段。可以說，3000-5000MHz頻段之所以能最終成為5G系統用頻，我國發揮了十分重要的引領作用。

 

　　應當看到，由于3000-5000MHz頻段分布著衛星、無線電定位、航空導航、射電天文等無線電業務，在該頻段規劃5G系統用頻必然會涉及一些行業和部門重大利益的調整。WRC-15之后，在推進形成3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃方案的進程中，我國無線電主管部門秉持既積極支持5G產業持續發展又兼顧各方利益的原則，在與國內相關行業部門和單位的協調溝通方面做了大量的工作。

 

　　為了使得3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃更加科學完善，無線電主管部門還廣泛征求并吸納了設備廠商、電信運營企業等產業各方的意見。今年6月5日，工信部網站發布了3300-3600MHz和4800-5000MHz頻段用于5G系統的頻率規劃征求意見稿。8月15日，工信部無線電管理局會同政策法規司召開頻率規劃專家咨詢委員會會議，就《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》修訂稿及6GHz以下3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃方案專門征求了各方專家的意見。中國工程院院士鄔賀銓、陸建勛，中國科學院院士姜景山，頻率規劃專家咨詢委員會部分委員，以及國家無線電監測中心、中國信息通信研究院、電信運營企業、設備制造廠商、相關科研院所的專家和代表參加了會議。與會專家經過討論，對6GHz以下頻段5G系統頻率規劃方案給予了充分肯定，達成了廣泛共識。

 

　　此外，3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃還明確了相應頻段的使用規則，強調了對衛星、無線電定位、航空導航、射電天文等現有業務的保護。為了確保3000-5000MHz頻段5G系統不對現有業務造成干擾，無線電主管部門組織國家無線電監測中心等單位在5G系統與相關業務的電磁兼容和共存研究方面做了大量的工作，最終明確了5G系統頻率的使用規則。此次頻率規劃明確規定，3300-3400MHz頻段原則上限于室內使用，5G系統使用3300-3400MHz、3400MHz-3600MHz、4800MHz-5000MHz工作頻段，不得對同頻段或鄰頻段內依法開展的射電天文業務及其他無線電業務產生有害干擾。可以說，3000-5000MHz頻段5G系統頻率規劃統籌考慮了對現有行業和部門無線電業務的保護，充分考慮了不同無線電業務的可持續發展問題。

 

　　頻率規劃是5G技術研發和產業發展的先導，是5G商用的基石。如今，我國5G頻譜規劃的思路已經確定，5G系統產業化、商用化的路徑已經明晰。可以相信，借此次頻率規劃方案出臺的東風，我國的5G產業化、商用化的步伐必將全面加快，5G未來的發展之路必將越走越寬。（記者馬斌）

 

　　轉自：人民郵電報