​频率规划助中国5G发展抢得全球先机

renyonggang 9 0

【编者按】全球5G竞赛的战鼓已经擂响,产业发展的车轮正在加速。作为频谱这一核心资源的管理者、规划者和电波秩序的守卫者,我国无线电主管部门已经为5G在中国的健康发展营造了良好的资源基础和环境。

本文转自《人民邮电报》,作者杜胜兰,经亿欧编辑,仅供业内人士参考。 


日前,曾经力推毫米波频段用于5G移动通信的美国,开始加速推进3.5GHz中频段频谱部署5G系统,并取得阶段性进展。2015年,美国联邦通信委员会(FCC)创建了共享该频谱的许可规则,近期又批准Google等5家公司在3.5GHz频段运营相关数据库和软件系统,以便电信运营企业在保证美国联邦政府和军队优先使用3.5GHz频段的前提下,以次要等级共享该频段用于5G建设。同时,FCC决定于2020年下半年启动3.5GHz频段的5G频谱拍卖,以弥补美国5G系统在中频段的空缺。此前,这一频段主要由美国联邦政府和军队独占使用,其重要性不言而喻。

美国是全球第一个发布5G频率规划的国家,并决定优先在毫米波频段发展5G。毫米波频段5G组网成本颇高,因此,美国虽然是全球比较早实现5G商用的国家,但在基站建设、网络覆盖等方面的进展却一直未达预期,并因此引来美国媒体、研究机构甚至相关政府部门等多方面的提醒。

对美国而言,似乎所有的问题都指向同一个根源——频谱。美国国防部在《5G生态系统:对美国国防部的风险与机遇》报告中也曾明确指出:频谱将在5G的运营、开发和推广中发挥关键作用,频谱分配问题是5G竞争的核心,影响5G发展的方方面面。中国在5G发展方面处于领先地位,正是因为在投资和频谱分配等方面采取了一系列积极举措。

如今,全球大多数国家选择在中低频段优先发展5G,美国也开始在中低频段展开布局。

坚持己见拒绝盲从,在5G频谱政策制定上展现“中国智慧”

随着全球信息化的深入推进,5G的重要性日益凸显。当前,全球正站在一场或能改变人类文明未来走向的新工业革命的大门前,而5G是开启这场革命的一把“金钥匙”。

为此,我国政府高度重视5G产业发展,将其作为推进“制造强国”“网络强国”建设的重点来抓,并对5G在转变经济社会发展方式、推进供给侧结构性改革、满足人民日益增长的美好生活需要等方面发挥重要作用寄予了厚望。

任何一种无线电业务都如建造高楼需要土地资源一样,需要为其规划相应的频谱资源作为基础,5G业务也是如此。5G的频率规划不仅关系到运营商对组网方式的规划、设备制造商对技术路线的选择,也关系到软件开发商、方案提供商、终端制造商、应用开发商等产业链上下对发展方向的把握和各自目标的确定,是5G产业的“信号塔”“航标灯”,直接影响整个中国5G产业起点的高低以及未来与国际市场的对接。要在5G的比拼中占得先机,就要打好频率规划的“第一场仗”。

5G频率规划需要在低频段(3000MHz以下)、中频段(3000MHz~6000MHz)、毫米波频段(6000MHz以上)对频谱资源进行统筹考虑,从而最有效地发挥5G的技术特点和优势,满足5G应用需求。选择怎样的频谱政策、优先在哪些频段发展5G,则要综合考虑技术、市场、产业基础及发展方向、国际标准等各方面因素,这成为考验各国无线电管理机构的一道难题。

2016年7月14日,美国政府先声夺人,在全球首发了第一批5G频率规划,决定使用28GHz、39GHz、37GHz、64GHz~71GHz共计4个频段发展5G。此规划方案一出,确实吸引了各国的眼球,很多国家纷纷将5G频率规划的注意力放到了28GHz以上的毫米波频段。而彼时,中国的5G频谱政策制定工作正在紧锣密鼓地进行。也有专家提出,我们要紧跟其后在毫米波频段发展5G,不然就有可能错失与美国“齐头并进”的机会。是决定跟随?还是另辟蹊径?

美国之所以选择优先在毫米波频段发展5G,是出于对自身利益的考虑。一方面,毫米波频段具有频谱资源丰富、连续大带宽、规划难度小等优势,而美国中低频段的合适频率已大量被政府和军方占用,协调难度大、安全隐患多;另一方面,美国在毫米波频段已经具有一定的技术积累和产业优势,优先在毫米波频段发展5G,产业起点更高。但对中国而言,前几代移动通信发展过程中所积累的经验和成果主要集中在中低频段,在毫米波频段的产业基础则相对薄弱。与毫米波频段相比,中低频段兼顾覆盖和容量,传播特性好、建网成本低,可有效降低4G与5G间隔期短所带来的资金压力,有助于实现5G初期的大规模组网。但同时也要看到,由于我国在中低频段已有无线电业务种类繁多,可用频率稀少且零散,要从中调整出符合5G发展需要的上百兆连续带宽,难度相当大。

综合考量国内外各方面的因素,全面对比两种频谱政策优劣,优先在中低频段发展5G,更有利于我国相关产业的发展和技术创新。为此,尽管工作难度巨大,中国还是决定在美国优先发布毫米波频段5G频率规划的背景下,坚持走自己的路。2017年11月15日,在已经使用3.5GHz频段的卫星业务相关部门和单位的大力支持与协助下,工业和信息化部正式发布我国3000MHz~5000MHz频段第五代移动通信系统频率规划,中国成为全球发布5G系统在中频段内频率使用规划的首个国家。

扎稳根基统筹推进,在5G频率规划许可上展现“中国速度”

在我国5G频谱政策的带动下,很多国家也开始选择在中低频段优先发展5G。日、韩等曾跟随美国将毫米波频段作为5G主要频谱资源的国家,也逐渐走上了毫米波与中低频段并重的道路,甚至开始将重心放到中低频段上。

目前,包括中国、俄罗斯、德国、英国等在内的90多个国家已相继发布了中低频段5G频谱规划或对频谱资源进行了拍卖许可,其中30多个国家已开始正式商用。而今,在统筹规划低、中、高频段的前提下,优先在中低频段发展5G,已基本成为全球在5G频谱政策方面的共识。中国在5G频谱政策制定方面的正确决策,为中国5G产业的发展打下了良好基础。美国国防部创新委员会甚至为此发出警告,称中国在中低频段优先发展5G并处于领先地位,将对美国安全构成严重威胁。

中国在5G频率规划方面能够“后发先至”绝非偶然,这在很大程度上得益于我国无线电主管部门在5G频率使用方面的超前研判和提前布局。早在2007年的世界无线电通信大会(WRC-07)上,我国无线电主管部门便积极支持将用于卫星固定业务的3400MHz~3600MHz扩展C频段标识用于国际移动通信(IMT)。在我国的大力推动下,2015年的世界无线电通信大会(WRC-15)又将3300MHz~3400MHz、4800MHz~4990MHz频段标识给IMT系统。这为中低频段成为全球公认协调一致的5G频谱资源打下了坚实基础。

在积极参与国际规则修订的同时,我国无线电主管部门也在国内大力推进5G频谱政策的制定工作,分别于2010年、2014年和2018年多次对《中华人民共和国无线电频率划分规定》进行修订,为IMT增加划分的频率超过600MHz带宽。

方向确定了,考验才刚刚开始。5G的频率需求超过2G、3G、4G的总和,且在连续带宽方面有着极高要求。有人曾打了个形象的比喻:频率规划就像北京的土地规划,2G和3G时代就像三十多年前的北京,二、三环刚建成,三环外的土地资源比较充足,土地规划难度小;4G时代就像十多年前的北京,虽然土地资源紧张,但在四环外进行规划难度也不算大;5G时代就像现在的北京,土地开发已到了六环外,却需要在三环内规划大片用地,其难度可想而知。

我国3000MHz~5000MHz的中频段分布着卫星、无线电定位、航空导航、射电天文等无线电业务,已经非常拥挤。要将其中一部分规划给5G用于移动通信,必然会涉及部门及行业间的重大利益调整,事关重大,绝非易事。同时,由于这些频段并不是未被利用的“干净”频段,因此在划分后还会存在原有业务保护、原有业务与新业务的干扰协调等一系列问题,相关工作必须科学且严谨。

我国无线电主管部门立足于促进5G产业发展,全力保障5G频谱的科学规划、有序推进。一方面,多次组织电信运营商、设备制造商等5G产业相关各方开展座谈,了解需求、听取建议;组织国内权威的专家、学者及产业代表对方案进行反复推敲与论证;面向社会发布征求意见稿,广泛收集意见建议,确保方案的科学合理,力争在最大范围内达成共识。另一方面,与国内已在3.5GHz频段开展卫星业务的相关部门和单位进行反复协调沟通,秉承大力助推5G发展又统筹兼顾各方利益的原则,深入了解相关频段的应用现状及原有业务的转移、保护问题,积极研究相关措施和方案,努力将频率重新规划的影响降至最低。在各方协同努力下,最终成功将3.5GHz频段的相关频谱资源全部用于5G系统发展。

为进一步加快我国5G商用的步伐,我国无线电主管部门在公布5G中频段频率规划后,又紧锣密鼓地投入到5G频率使用许可方案的研究中。5G频率的许可要综合考虑不同制式无线通信的产业现状和技术演进,又要结合几家通信运营企业的运营状况统筹兼顾未来发展和市场竞争,难度可想而知。

2018年12月3日,在5G频率规划出台一年后,中国5G中低频段频率许可方案正式公布,创造了当时全球的两个“最”:在全球最先实现为主要运营企业分别许可至少连续100MHz带宽的频率资源;所许可的5G系统中低频段频率资源总量全世界最多。这一许可方案得到了国内外业内人士的高度评价:中国5G频率全球最好。

在前期出台中频段5G频率规划的基础上,我国无线电主管部门还创造性地提出增加2.6GHz低频段5G系统频率资源供给方案,有效解决了中频段5G优质频谱资源相对不足、供需矛盾突出等问题。

从世界上首个中频段5G频率规划,到全球资源总量最多的5G中低频段频率许可,尽管困难重重,但我国无线电主管部门的工作推进却如演奏进行曲般节奏紧凑、音律铿锵,为中国5G从试验到商用争取了大量时间。

今年6月6日,中国5G的商用牌照正式发放。发令枪刚响,中国5G就呈现出“百花齐放”的势头。中国电信已联合200多家客户在十大垂直行业进行应用创新实践;中国联通已在国内40多个城市开通5G试验网络;中国移动将在年底前为超过50个城市的居民提供5G服务;中国广电也正蓄势待发。牌照发放当月,可上市的成熟5G终端已近20款。目前,全国5G业务的预约用户已突破千万大关,5G套餐也最快将于本月推出。2019年年底前,包括北京、上海、深圳、广州、杭州、雄安等地在内的50多个城市将实现5G商用,仅京、广、沪三地的5G基站计划建设数就超过4万个。没有5G频谱政策的提前谋划布局,中国的5G基站、终端就不可能在这么短的时间内向市场推出,中国5G商用进度也不可能如此之快。

系统规划全面支撑,在助推5G产业发展上展现“中国力度”

5G频谱战略制定是个系统工程,中低频段的频率规划只是其中的一部分。在推动中频段5G频率规划率先出台,帮助中国获得5G发展先发优势的同时,针对毫米波频段的频率规划工作也在加紧进行。

在全面梳理和研究频谱需求、现有业务、产业现状、电磁兼容性、候选频段的国际使用情况等基础上,我国无线电主管部门多次与相关单位和部门进行座谈、协调,并广泛听取意见建议。在充分考虑移动通信、工业互联网等新一代信息通信技术的未来频率使用需求的同时,兼顾重大航天工程以及卫星产业等的未来发展,分步骤、系统化地推进毫米波频段的5G频率规划工作。

再过十几天,2019年世界无线电通信大会(WRC-19)将在埃及召开,大会的一个重要议题就是将24.25GHz至86GHz(属毫米波频段)频率范围内的部分频段标识用于IMT,以实现国际移动通信(以5G为代表)在2020年及之后的未来发展。目前,我国在WRC-19 1.13议题框架下得出的共存研究结论和议题观点已提交国际电信联盟TG5/1任务组。相关频段的邻频兼容性分析也在持续推进。与此同时,为推动我国在智能制造、工业互联网部分领域实现创新突破和引领,后5G时代乃至6G时代的频谱政策研究制定也已被提上日程。

在站高望远的同时,为中国当下的5G商用和产业发展架桥开路、保驾护航成为当务之急。随着5G基站的广泛建设和5G应用的逐步上马,5G基站与同频、邻频卫星地球站等无线电台站之间的干扰协调,成为保障5G产业顺利推进、避免无线电台站业务受到影响的重要工作。为此,我国无线电主管部门在中频段5G频率规划发布后,又制定发布了5G系统中频段试验无线电发射设备射频技术指标,引导、规范5G基站、终端的广泛使用;针对3400MHz~4200MHz和4500MHz~5000MHz频段的卫星地球站等无线电台站展开清理核查,形成台站目录以供监测保护;制定发布了《3000-5000MHz频段第五代移动通信基站与其他无线电台(站)协调管理办法》和《3000-5000MHz频段第五代移动通信基站与卫星地球站等无线电台(站)干扰协调指南》,与广电总局联合印发《关于进一步加强广播电视卫星地球站干扰保护工作的通知》,为协调解决5G基站与其他无线电业务台站的兼容共存问题提供依据和指导,促进5G基站规模部署。

为全面支撑5G产业的发展,我国无线电主管部门不断深入台站设备管理创新改革,简化公众移动通信基站设置、使用的行政审批流程;开展基站数据电子化交互试点,提升管理效率和基站数据的实时性、准确性;形成对非法无线电频率使用的高压严打态势,排除非法信号对5G业务的潜在干扰;减免或降低频占费,大幅减少5G初期的建网成本;免除无线电发射设备型号核准的检测费用,促进产品与应用开发,繁荣5G产业生态。

目前,无线电主管部门对5G产业的全面支撑正强有力地由国家层面传导至地方。各地正根据实际情况积极为5G基站审批开设绿色通道,不断加强对5G系统频率的使用监测,做好5G基站与卫星地球站的干扰协调。

全球5G竞赛的战鼓已经擂响,产业发展的车轮正在加速。作为频谱这一核心资源的管理者、规划者和电波秩序的守卫者,我国无线电主管部门已经为5G在中国的健康发展营造了良好的资源基础和环境。在5G未来发展的道路上,还有很多重要的工作需要他们做,需要他们继续架桥开路、保驾护航。

推荐阅读

从1G到5G,通信技术历次标准之争对中国有哪些启示?

5G娱乐生态丨引领VR产业硬件形态与交互标准,NOLO 借5G商用机遇布局



打赏 支付宝打赏 微信打赏

发表评论 (已有0条评论)

还木有评论哦,快来抢沙发吧~

请先 登录 再评论,若不是会员请先 注册