由于第五代數字蜂窩移動通信系統(5G/IMT-2020)的使用場景包括:增強型移動寬帶(eMBB);超可靠和低延遲通信(URLLC);大規模機器類型通信(mMTC)等,使得5G的頻譜規劃安排變得復雜的多。ITU在為5G的頻譜規劃做出了大量的研究和標準化工作。
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一、關于IMT的頻譜安排
ITU對于5G系統采用的名稱為IMT-2020,即稱為IMT的家族成員,其成員目前還包括IMT-2000(3G)和IMT-Advanced(4G)。因此,ITU對于IMT的頻譜規劃給出的安排起始于IMT-2000(3G)。ITU-R在1994年3月根據WRC-92會議的安排,首次發布了ITU-R建議M.1036-0《在1885~2025MHz和2110~2200MHz實施IMT-2000的頻率安排考慮》,
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ITU-R建議M.1036-0發布之后,經過了3次修訂,基本上是針對IMT-2000(3G)的頻譜安排。但在2012年3月的第4次修訂時,ITU-R開始注意為IMT家族的頻譜來安排,已經不再是專門針對IMT-2000了,此時,其建議書的名稱變為M.1036-4《“無線電規則”中為IMT確定的頻段內實現國際移動通信(IMT)地面部分的頻譜安排》(注意:移動通信業務包括地面通信部分和衛星通信部分)。在2015年10月又進行了第5次的修訂(M.1036-5),至此,ITU-R對于IMT的頻譜安排基本上是涉及的IMT-2000(3G)和IMT-Advanced(4G)的。
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二、關于涉及到IMT-2020的頻譜安排
為了促進IMT-2020(5G)的部署實施,ITU-R于2019年10月又對M.1036進行了第6次的修訂,發布了M.1036-6(即第7個版本)。在M.1036-6中,已開始注意到IMT-2020的頻譜規劃及安排。下述將對M.1036-6與M.1036-5做一對比介紹,在M.1036-6中給出的頻譜安排,同樣是包括各規劃頻段的頻率安排表、頻率安排圖和注釋。若要詳細了解M.1036-6建議書具體內容請查閱下附件。
附件:ITU-R建議M.1036-6《“無線電規則”中為IMT確定的頻段內實現國際移動通信(IMT)地面部分的頻譜安排》
1、章節的增加:
M.1036-5只有6節;M.1036-6變為9節,即除了相關頻段安排的章節外,它將M.1036-5的附件1《適于第1~6節中的頻率安排的實施問題》,變為了第1節《適于頻率安排的實施問題》。
2、關于450~470MHz頻段(D頻段)內的頻率安排
M.1036-6推薦的450~470MHz頻段內實施IMT時使用的頻率安排為D8、D12、D13和D14;而M.1036-5安排的是D1~D11。
3、關于470~960MHz頻段(A頻段)內的頻率安排
M.1036-6和M.1036-5在A頻段的頻率安排是相同的,均為A1~A10共10段頻率,即安排的是694~960MHz段,但M.1036-6中的注釋有許多變化。
4、關于1427~1528MHz頻段(G頻段)內的頻率安排
該頻段是M.1036-6新增的頻段,稱為G頻段,安排的是G1、G2和G3,其中G3用于TDD。但1492~1518 MHz頻段上的IMT與1518~1525 MHz頻段上的MSS存在臨頻兼容性問題,有待于進一步的研究。
5、關于1710~2200MHz頻段(B頻段)內的頻率安排
M.1036-6和M.1036-5在B頻段的頻率安排是相同的,均為B1~B7共7段頻率。
6、關于2300~2400MHz頻段(E頻段)內的頻率安排
M.1036-6和M.1036-5在該E段的頻率安排是相同的,即為E1,共100MHz帶寬,僅供TDD使用。
7、關于2500~2690MHz頻段(C頻段)內的頻率安排
M.1036-6和M.1036-5在C頻段的頻率安排是相同的,即為C1、C2和C3。
8、關于3300~3700MHz頻段(F頻段)內的頻率安排
在該F頻段的安排,M.1036-6與M.1036-5相比,M.1036-5只安排了F1和F2,即頻率范圍為3400~3600MHz,該范圍供TDD使用時命名為F1;共FDD使用時命名為F2。而M.1036-6中除仍使用F1和F2的頻率安排外,又增加命名了F3,即頻率范圍擴大為3300~3700MHz頻段,僅供TDD使用,并可分段為3 300~3 400 MHz、3 400~3 600 MHz和3 600~3 700 MHz實施。
9、關于4800~4990MHz頻段(H頻段)內的頻率安排
該頻段是M.1036-6新增的頻段,稱為H頻段,僅安排的是H1,這190MHz帶寬全供TDD使用。
下表2匯總了M.1036-6安排用于IMT的頻段及頻率,并包括了ITU《無線電規則》(RR,Radio Regulations)的相關腳注索引(摘自RR的2016年版第5條)。M.1036-6要求,各國主管部門可在《無線電規則》確定為移動業務劃分的頻段以外的頻段中部署 IMT,或部分頻段部署了IMT系統,主管部門可僅在《無線電規則》為IMT確定的一些或部分頻段中部署IMT。同時強調指出,在任何劃分給作為主要業務的移動業務但并未確定用于IMT的頻段內使用IMT,亦應遵守《無線電規則》中的相關技術和規則條款以及最新的適用ITU-R 建議書。
表2:M.1036-6安排的IMT頻段與相關RR腳注索引
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請注意,M.1036-6安排的是IMT使用的頻段,因此在部署使用于IMT-2020(5G)時,要協調與IMT-2000(3G)和IMT-Advanced(4G)的頻段使用。
三、關于毫米頻段(mmWave)
1、M.1036-6安排的是中低頻段
我們知道,IMT-2020(5G)的一個主要特性是增強型移動寬帶(eMBB),為了實現高帶寬,需要把IMT-2020(5G)所使用的頻譜擴展到毫米頻段(mmWave),即極高頻(EHF)頻率。然而,在ITU-R建議M.1036-6中的IMT頻譜安排仍然只是6GHz以下的中低頻段,還未涉及到6GHz以上的頻段,因為這是在等待ITU的WRC-19會議的商定。ITU-R為WRC-19會議準備的待商定研究的高頻頻段,即毫米頻段(mmWave)詳見下表3-1中。
表3-1:WRC-19將要商定的IMT高頻頻段表
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2、WRC-19的IMT高頻段的確認
ITU已于2019年10月28日~11月22日,在埃及的沙姆沙伊赫順利的召開了2019年世界無線電通信大會(WRC-19)。在該次大會上已確定了用于IMT的高頻頻段(即mmWave),具體詳見下表3-2,包括帶寬與RR的腳注號。與WRC-19之前可用的1.9 GHz帶寬相比,大會為IMT總共確定了17.25 GHz頻譜。在這個數字中,全球范圍內的頻譜已經達到14.75 GHz的協調,達到了全球范圍的85%。因此, WRC-19為IMT確定的這些新的高頻段頻率要待2021年1月1日起生效。
表3-2:WRC-19為IMT確定的毫米頻段(mmWave)及相應的RR腳注號
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ITU-R將對WRC-19為IMT確定的這些新的高頻段頻率需要進行進一步的研究、論證與評估,很快將會在M.1036的新版本或其它相關建議中給出具體的頻譜安排。表2與表3-2構成了ITU-R對于IMT目前所確認的全部頻段。另外,ITU-R還為IMT準備了正在研究的頻段,有待于提交WRC-23所確認,具體頻段詳見下表3-n。
表3-n:ITU-R為IMT準備的正在研究的頻段
四、2019年前全球5G/IMT-2020頻段的使用
實際上,由于ITU-R所研究確定的IMT頻譜的安排工作量巨大,需要試驗、驗證和評估,使得世界上許多國家依照《無線電規則》為IMT確立的規則,先行開展了5G/IMT-2020頻段頻率的規劃與部署、使用。
美國無線通信和互聯網協會(CTIA)委托易觀梅森咨詢公司為該協會編寫的《5G全球競賽報告(2019年)》,是連續第二年對全球5G頻譜和基礎設施政策和市場部署情況進行的比較,調查世界不同市場的5G準備情況,同時比較研究用于5G商用和業務演進的不同頻譜與基礎設施方面的政策和方法。
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