• 国际刊号:ISSN1673-1131
  • 国际刊号:42-1739 / TN
  •  
  •  
  •  
我要投稿 注册 登录

国际5G频谱指配阐发及倡议

       【择要】阐发WRC对5G新增频段的指配,给出国际5G别离在中低和高频段的状况。辨别这两种频段的协同定位,给出差别频段间的兼容性研讨内容,并具体地对5G频段的衰减特点停止了评价。在此根本上,连系今朝国际三大经营商的频谱近况,斟酌了5G的频谱重耕,偏重点针对2.6 GHz频段,连系组网的差同化停止阐发。一切功效都可给此后国际5G的实验鞭策供给必然的参考倡议。

 

       关头词:5G;WRC;衰减;频谱重耕

 

       doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2018.02.000      中图分类号:TN929.5      文献标记码:A      文章编号:1006-1010(2018)02-0000-00

 

       援用格局:肖清华. 国际5G频谱指配阐发及倡议[J]. 挪动通讯, 2018,42(2): 00-00.

 

       1   弁言

       5G[1]是面向2020年此后挪动通讯的须要而成长的新一代挪动通讯体系,该体系将知足人们超高毗连数密度、超高流量密度和超高挪动性的请求,能够或许或许为用户供给包含车联网、假造实际、云桌面、智能家居节制等极致的营业休会。能够或许展望,下一代的信息收集将无处不在,无时不在。为此,5G构建了eMBB(Enhanced Mobile Broadband,加强的挪动宽带)、uRLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication,高靠得住和超低时延的通讯)和mMTC(Massive Machine Type of Communication,大规模机械通讯)等三大类操纵场景[2]。为知足上述愿景,5G须要兼顾斟酌涵盖低、中、高频段在内的全频段。低、中频段普通指6 GHz以下的频段,以凹凸频互补的体例来处理收集持续笼盖的题目;而高频段则指6 GHz,乃至24 GHz以上的频段,因其笼盖才能无限,但具有大带宽,可知足热门地区极高的用户速度和体系容量须要[3]。为此,本文连系今朝国际外对5G频谱分派研讨的近况,和国际三大经营商现有的频谱操纵情况,按照5G组网架构的须要,提出国际在5G频谱指配上的一些倡议。

 

       2   5G频段别离

       作为ITU-R(International Telecommunication Union-Radio communication sector,国际电信同盟无线电通讯组)的最高等别集会,天下无线电大会(WRC,World Radio-communication Conference)普通3~4年召开一次,首要研讨肯定多种无线电空中营业和空间营业的新频次别离和订正国际《无线电法则》的相干条目。而2015年的WRC15中发生的AI1.1议题为IMT新增了以下8个6 GHz以下的频段:470 MHz—698 MHz、1 427 MHz—1 452 MHz、1 452 MHz—1 492 MHz、1 492 MHz—1 518 MHz、3 300 MHz—3 400 MHz、3 400 MHz—3 600 MHz、3 600 MHz—3 700 MHz、4 800 MHz—4 990 MHz,并特地设立了WRC19的AI1.13议题,为将来IMT2020(即5G)追求新的频谱资本[4,5]。针对这次新增的八个频段,国际外的操纵情况别离以下:

表1    WRC15新增频段阐发

       本文阐发的方针是国际频段操纵,工信部早在2016年8月宣布的《国度无线电办理计划(2016~2020)》中就明白指出2020年前为5G储蓄不低于500 MHz的频谱,并对6 GHz以下的3 300 MHz—3 400 MHz、3 400 MHz—3 600 MHz、4 400 MHz—4 500 MHz和4 800 MHz—4 990 MHz等频段停止兼顾斟酌。终究在2017年11月发文化白了操纵3 300 MHz—3 400 MHz和4 800 MHz—4 990 MHz作为5G中低频段的频谱,而对4 400 MHz—4 500 MHz则只是于2017年9月在《中华国民共和国无线电频次别离划定(订正收罗定见稿)》中宣布了其用于5G扶植的定见。国际5G中低频段的情况如表2所示:

表2    国际5G中低频段(<6 GHz)

       而在6 GHz以上的高频段,WRC15为24.25 GHz—86 GHz研讨了11个频段工具,包含以挪动营业为主的24.25 GHz—27.5 GHz、37 GHz—40.5 GHz、42.5 GHz—43.5 GHz、45.5 GHz—47 GHz、47.2 GHz—50.2 GHz、50.4 GHz—52.6 GHz、66 GHz—76 GHz、81 GHz—86 GHz的8个频段,和不以挪动营业为主的3个频段:31.8 GHz—33.4 GHz、40.5 GHz—42.5 GHz、47 GHz—47.2 GHz。因为欧盟、南非等国对FSS(Fixed Satellite Service,牢固卫星营业)的频段掩护,致使终究只要24.25 GHz—27.5 GHz被参加可研讨频段。鉴于高频段的衰减特点,除斟酌24.25 GHz—27.5 GHz频段外,经营商们还对31.8 GHz—33.4 GHz也比拟感乐趣,而美国和韩国则在WRC15上力推27.5 GHz—29.5 GHz,这也有能够或许是此后的一个5G频段。在国际,2017年6月工信部连系国际频谱操纵近况,对24.75 GHz—27.5 GHz和37 GHz—42.5 GHz作为5G高几次次(>24 GHz)公然收罗定见,一向至今。国际5G高频段的情况如表3所示:

表3    国际5G高频段(>24 GHz)

 

        3   5G频段别离要斟酌的题目

       因为5G频谱高出高中低频段,连系国际其eMBB、mMTC和uRLLC三大应场景,须要侧重斟酌三个题目:高中低频次协同定位、体系兼容性研讨和衰减特点综合评价。

       3.1  协同定位

       鉴于我国5G实验网的近况,采用中低频首发5G几近已成定局,即面向eMBB、mMTC和uRLLC别离构建响应的根本挪动通讯收集。而高频则首要面向容量加强,面向eMBB完成热门的极速客户休会。高中低频的协同定位情况如表4所示:

表4    高中低频的协同定位

       3.2  兼容性研讨

       首要阐发已明白的中低频段(不包含4 400 MHz—4 500 MHz),5G频谱兼容性研讨如表5所示:

表5    5G频谱兼容性研讨

       3.3  衰减特点评价

       5G组网须要斟酌高中低频段的差同化操纵,和5G与4G的夹杂组网计划。这此中,乃至要斟酌1.8 GHz等频段的频谱重耕(见下文阐发)。是以,对5G差别频段的衰减特点停止评价阐发就显得很主要了。

       如上文阐发,针对已明白的3.5 GHz和5 GHz频段,和跨越24 GHz的毫米波,限于篇幅,以室外郊区为例,可合用的传布模子别离以下。

       (1)3.5 GHz室外模子已超越Cost231的合用规模,能够或许采用SUI模子[6]:

       LOS=41+23.3lg(d)                             (1)

       NLOS=12.7+37.9lg(d)                        (2)

       此中,d为终端离天线的间隔。

       (2)5 GHz室外模子为[7]:

       LOS=53.6+20.4lg(d)                         (3)

       NLOS=30.9+32.7lg(d)                       (4)

       据此,获得5G中低频段(<6 GHz)的衰减特点如图1所示:

图1    5G中低频段的衰减特点

       从差别频段的衰减来看,高频段消耗较着增添,稍有遮挡即能够或许构成筛形笼盖,且NLOS比LOS消耗增添更多。

       (3)对跨越6 GHz的高频段,可参考孙健等人的研讨功效,即操纵无线电波在自在空间的式微综合得出[8]:

       PL=20×lg(4π/λ)+10×PLE×lg(d)        (5)

       此中,PL为途径消耗,为波长,PLE为间隔因子,在差别的频段与LOS及NLOS相干,可参考作者之前的研讨[9]。

       须要注重的是,跟着高频通讯愈来愈被存眷,今朝国际外已有良多研讨机构对PLE停止信道丈量,并且已有了一些公然的功效。

       咱们在这些数据的根本上,核算获得高频段的衰减特点如图2所示:

图2    5G高频段的衰减特点

       近似地,在高频段中,频段越高,衰减越利害,NLOS与LOS比拟中低频段差别更大。这也印证了上文阐发的在高频段为甚么外洋经营商偏向于24.25 GHz—27.5 GHz和31.8 GHz—33.4 GHz的缘由了。

 

       4   频谱重耕及2.6 GHz的别离

       频谱重耕是指将现有某种或某些通讯收集占用的频谱迁徙出来,让其余制式来操纵,从而获得更高的收集代价。之前按照现有三大经营商的频谱具体阐发了基于4G的重耕[10],但对5G,则完全差别。

       (1)差别于LTE,5G根据其频谱差同化的衰减特点,将2 GHz以下频谱(比方700 MHz)视为笼盖层,将2 GHz—6 GHz频段视为笼盖与容量层,它能够或许或许在收集容量和笼盖规模之间获得最好均衡;将24 GHz以上频谱视为超大容量层,用于知足大容量、高速度的营业须要。

       (2)固然今朝三大经营商都在筹建实验网,但只要300 MHz的3.5 GHz频段绝对成熟,而5 GHz频段并不成熟,经营商之间若何分派这些频段还存在争议。今朝,鉴于中国挪动薄弱的资金储蓄,和已堆集了必然的手艺和测试经历,言论均偏向于让中国挪动主推国际5G的成长,那末频谱重耕天然会向其倾斜。

       (3)5G成长的后期必将要与4G夹杂组网。二者之间不管是无线网仍是焦点网均存在自力与依靠,进级与新建题目,在频谱重耕的时辰也务须要斟酌全面。

       为此,以中国挪动为样本,扼要阐发5G频谱若何重耕。正如之前的阐发[10],数字盈利频段700 MHz依然是兵家必争之地,其笼盖才能不相高低,而国际也计划了3年内开释。

       中国挪动今朝承载的体系包含GSM/DCS、TD-LTE/LTE FDD,和少许的TD-SCDMA。对900 MHz的GSM承载频谱,犹如700 MHz一样,能够或许作为uRLLC和mMTC的重耕。DCS所占用的1.8 GHz,能够或许重耕至LTE FDD,斟酌到中国挪动LTE FDD用户并未几,若是有充裕的频段,能够或许重耕至5G,停止高低行信道的解耦。而大批的TD-LTE可依然操纵F+A频段。

       而中国电信和中国联通也比拟近似,2G频段重耕至5G,2.1 GHz重耕至LTE FDD。对三大经营商而言,另有一个配合的频段须要重点斟酌,即2.6 GHz。

       完全的2.6 GHz,包含A(2 500 MHz—2 555 MHz)、B(2 555 MHz—2 575 MHz)、C(2 575 MHz—2 635 MHz)、D(2 635 MHz—2 655 MHz)和E(2 655 MHz—2 690 MHz)等五个持续频段共190 MHz。今朝,B、C、D已别离分派给中国联通、中国挪动和中国电信,只剩下A的55 MHz和E的35 MHz未实行分派。是以,对2.6 GHz的频谱重耕,须要斟酌两个题目:

       (1)经营商的挑选

       若是三家在5G成长的后期都实行重耕,中国电信和中国联通只要20 MHz,那末2.6 GHz的黄金频段重耕则显得人浮于事,是以,作者也认同之前阐发的让中国挪动担任鞭策5G成长的大任。

       (2)2.6 GHz重耕频段的组网

       2.6 GHz重耕后既可作为5G的优良笼盖层,但顾及到4G依然处于容量驱动期,斟酌到性价比,须要挑选在该频段上对5G和4G停止组网的决定:用于4G容量晋升,预留给5G,仍是撑持夹杂组网。因为4G/5G夹杂组网须要斟酌锚点和财产链条的成熟度,其庞杂度比3G/4G更大,须要稳重斟酌。

 

       5   竣事语

       5G将充实完成人类信息相同的桥梁,频谱分派是今朝5G成长的一个关头行动。5G独有的eMBB、uRLLC和mMTC切片,和高出高中低频段的特点,将对其频谱分派带来严重的磨练和挑衅。与现网的协同,操纵差别频段笼盖的差同化,和营业须要的特点,乃至对现有频次停止重耕,都是此后5G频谱分派中须要斟酌的题目。另外,静态频次同享、频次评价和频次市场化也有能够或许在此后的任务中展开。

 

       参考文献:

       [1] 肖清华. 蓄势待发、万物互连的5G手艺[J]. 挪动通讯, 2015(1): 33-36.

       [2] 李芃芃,郑娜,伉沛川,等. 环球5G频谱研讨概述及启发[J]. 电讯手艺, 2017(6): 734-740.

       [3] 方箭,朱颖,郑娜,等. 从WRC-19议题看5G与将来挪动通讯成长趋向[J]. 电信迷信, 2016(6): 65-71.

       [4] 聂昌,冯毅. 将来5G体系潜伏安排频段切磋[J]. 邮电设想手艺, 2016(7): 1-3.

       [5] 高芳,赵志耘,张旭,等. 环球5G成长近况概览[J]. 环球科技经济眺望, 2014(7): 59-67.

       [6] 王庆杨,陈晓冬. 2.5 GHz和3.5 GHz频段的WiMAX传布模子研讨与校订[J]. 电信迷信, 2008(6): 52-54.

       [7] 李伟,郑航,钱肇钧,等. 基于信道丈量的3~6 GHz都会情况传布特点研讨[J]. 南京邮电大学学报:天然迷信版, 2016(4): 28-34.

       [8] 孙健,张文胜,王承祥. 5G高频段信道丈量与建模停顿[J].电子学报,2017(5): 1249-1260.

       [9] 肖清华. 高频段频谱特点及操纵方式切磋[J]. 挪动通讯, 2017(3): 18-21.

       [10] 肖清华. 对于频谱重耕实行计划的研讨[J]. 挪动通讯, 2016(3): 13-16.★

 

       作者简介

       肖清华:传授级高等工程师,博士毕业于浙江大学,现任华信征询设想研讨院无限公司网研院副院长,持久处置无线收集计划与设想,在挪动通讯范畴的收集计划、优化、工程设想方面有丰硕的经历,已颁发论文70余篇,出书著述5本,请求专利及软著权合50余项。 

 

作者:肖清华   来历:《挪动通讯》2018年2月         

 

2019-08-20

论文检索

优异论文精选

行业要闻

手艺立异

快乐飞艇淳 微信群二维码快乐飞艇 快乐赛车走势图 快乐飞艇稳赢图片 孔雀乐园app快乐飞艇破解 快乐飞艇软件 快乐飞艇主管18113牛x 企鹅乐园快乐飞艇骗局有托吗 快乐飞艇最佳打法 快乐飞艇规律技巧