5G频谱稀缺亟待解决6GHz以上将成重点候选频段

本刊记者 | 刁兴玲

5G频谱稀缺亟待解决6GHz以上将成重点候选频段

本刊记者 | 刁兴玲

移动数据的全球需求量正呈指数式飞速增长。思科统计数据显示，2014～2019年全球移动数据流量将增长10倍。随着数据流量的激增，网络将面临容量危机，而频谱是确保持续提供优质移动通信服务的一大关键要素。

5G频谱规划如火如荼

目前5G正成为整个通信产业的研发重点，频谱作为移动通信的基础资源，其规划将在很大程度上决定5G发展的方向和节奏。我国5G的频谱需求、资源构成方式、高低频段可选资源和规划战略等方面都值得深入探讨。在此前召开的ITU2015会议上，频谱划分也成为会议热点。

各国的频谱新规划都已提上日程。例如：韩国于2013年12月，向ITU-R提交了可用于未来IMT系统的6GHz以上候选频段；美国FCC于2014年10月发布了关于24GHz以上频段用于先进移动业务的调查通知公告；英国OFCOM于2015年1月公开发布了题为《未来移动通信的6GHz以上频谱资源》的征求意见稿；由此可见，5G频谱规划正如火如荼展开。

我国的5G频谱规划工作也在积极推进。按照我国IMT-2020推进组的预测，我国2010～2020年数据流量将增加600倍以上，发达城市和热点地区数据流量增速更快，预计达到1000倍左右。按此预测，到2020年我国目前还存在800MHz～1100MHz的频谱资源缺口。早在2014年，我国5G推进频率组就6～100GHz候选频段提出了初步考虑，在WRC-15大会上，我国代表团已提出了3个IMT候选频段（3300～3400MHz、4400～4500MHz和4800～4990MHz），未来频率规划还需做好兼容性研究，积极推动成熟频段在3GPP中标准化。

多个5G候选频段备用

按照ITU的频谱规划，3.5GHz、700MHz都已经明确规划为IMT使用。而我国3.5GHz、700MHz这两个频段还被卫星、广电等业务占用，通信业界进行相关试验协调和推动难度很大。相关频谱主管机构对于ITU已经明确规划给IMT的频谱需坚定不移地执行，并积极与国内广电、卫星、气象等相关行业部门开展技术协调。

图 中国IMT频谱规划与分配现状

频谱资源是无线通信的生命线。5G需要更高的频谱效率、更多的频谱资源以及更密集的部署加以支撑。我国已经规划了共计687MHz频段用于IMT系统，承载国内2G/3G/4G网络，随着5G纳入IMT家族，这些频段也将成为5G频率。

同时，随着技术的发展，我国也会对2G/3G/4G的频率进行重耕，目前三大运营商还在进行技术实验。

今年WRC-15更多聚焦于6GHz以下无线电频率的研究，6GHz以下频段使用已经十分拥挤，在6GHz以下为5G寻找新的频谱资源非常艰难，6GHz以上潜在候选频段将成为5G重要的选择频段。各区域组织与主要国家一致支持在WRC-19设立新议题——在6GHz以上频段为IMT寻找新频率资源。

提高频谱效率成解决频谱稀缺重要手段

频谱资源日益稀缺，提高频谱效率也成为解决频谱稀缺的重要手段。提高频谱效率解决方案主要有动态频谱接入、全双工通信、D2D通信、新空口设计等方式。

其中，动态频谱接入包括多制式接入、载波聚合以及LTE-U/LAA等方案。多制式接入可实现数据面与控制面分离、用户和核心网透明的多网统一接入、灵活接入任意网络，以此提高资源利用率；载波聚合通过将多载波聚合起来，通过统一的基带处理实现离散频带的同时传输，可以维持系统后向兼容性、增加用户数据速率峰值、提升网络的整体能力、提升碎片频谱的使用效率；LTE-U/LAA将LTE扩展至非授权频段，非授权频段选择主要针对5～6GHz免许可频段，非授权频段作为授权频段的补充,可以节省运营商频谱费用支出。

全双工通信可最大限度地提升网络和设备收发设计的自由度，可消除LTE FDD和TD-LTE差异性，适合频谱紧缺和碎片化的多种通信场景。从2013开始,全双工通信已经相继被欧盟METIS、中国IMT-2020列为5G关键技术之一。

D2D通信即临近用户间使用授权频谱直连通信，可以提高传输速率、增加系统容量、减轻网络阻塞、降低终端发射功率，也是提高频谱效率的重要手段之一。

频谱精细化管理迫在眉睫

为提高频谱使用效率，频谱精细化管理迫在眉睫。以前频率的使用基本都是静态的，分给一个行业由其专门使用，其他的行业部门分配其他频率。然而，随着各种无线电新技术和新业务的发展，现在频率日趋紧张、需求不断加大，这种单一的行政分配模式已经不适合新技术需求，为解决频谱资源需求矛盾，必须利用“市场+行政”手段进行频谱分配方式的探索，进行频率动态化、精细化管理。

“借鉴国际经验，工信部无线电管理局正在进行移动通信等领域频谱资源的市场化配置研究，推动频谱资源市场化配置和电信市场改革同步进行，制定符合我国国情和市场环境、体现不同类别无线电应用特点的频谱资源市场化配置策略和方案。”在11月6日召开的“2015未来5G信息通信技术国际研讨会”上，工信部无线电管理局频率规划处处长李恒帅表示。

李恒帅透露，5G时代我国将建立动态频谱共享机制。动态频谱共享是指机会式地利用授权用户系统的频谱，实现不可再生频谱资源的再利用，克服传统的“条块分割”式静态频谱使用政策下频谱资源利用的不均衡性，提高频谱资源利用率。国际上，许多国家已经逐渐探索这种动态的频谱分配模式，李恒帅认为：“我国可以在充分考虑国内频谱使用情况下，借鉴相关管理经验，在某些频段开展试点。”

另外，我国也在考虑逐步引入频率审计。新版《中华人民共和国无线电管理条例（修订草案）》已明确规定：国家无线电管理机构可以在对无线电频率资源使用情况进行评估的基础上，调整无线电频率分配方案。我国将建立定期评估机制，及时收回技术比较落后和利用率不高的频率。与传统的频率管理体系相比，频率资源管理加入审计环节，可以支撑无线电频率划分、规划、分配等事前管理，使得频谱管理更加高效、科学、合理。