你需要知道的“5G频谱”知识 留言
与前几代通讯技术相比，5G将拥有更快的移动宽带速度和更低的时延，同时也将充分发挥物联网的潜力。从自动驾驶汽车到智能城市和空中光纤，5G将成为未来通信的核心。
通过确保持续增长的用户数量和使用率，5G对于维护当今最流行的移动应用程序(如点播视频)的未来也至关重要。5G不仅满足不断变化的消费者移动需求，而且提供精心设计的功能应用，进而改变垂直行业。
5G引入了更高级别的灵活性和敏捷性，因此，5G网络可以提供可定制的服务，从而满足各种用户和连接类型的需求。诸如网络切片之类的功能意味着工业部门可以依靠网络精确地提供所需的信息——从速度、延迟和服务质量到安全。
不管怎样，这些服务的成功在很大程度上取决于各国政府和监管机构。最值得注意的是，5G服务的速度、覆盖范围和质量取决于政府和监管机构在适当的条件下，是否支持及时获得适当数量和类型的频谱。
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5G频谱
5G频谱的红利已经开始，频谱分配的数量和支付价格的变化意味着各国之间5G服务的潜力将有所不同。反过来，这将直接影响国家数字经济的竞争力。
1. 5G需要更广泛的频段来支持更快的速度和更大的流量，因此应优先对主要频段进行碎片整理和清理。监管机构应力争在主要的5G中频段(例如3.5GHz)中为每家运营商提供80-100MHz频谱，以及在必不可少的毫米波段(即24GHz以上)为每家运营商提供约1GHz频谱。
2. 5G需要三个关键频段范围内的频谱：低于1GHz，1-6GHz和高于6GHz，以提供广泛的覆盖范围并支持所有用例。
. 低于1GHz的频谱支持在城市，郊区和农村地区的广泛覆盖，并有助于支持物联网(IoT)服务。
. 1-6GHz的频谱提供了覆盖范围和容量优势的良好组合。这包括3.3-3.8GHz范围内的频谱，有望构成许多初始5G服务的基础。它还包括可能分配给5G运营商或由运营商重新改造的5G运营商，包括1800MHz、2.3GHz和2.6GHz等。从长远来看，在3至24GHz之间的频段中，需要更多频谱来维持5G服务质量和不断增长的需求。
. 为了满足5G的超高宽带速度，需要6GHz以上的频谱。目前，26GHz和/或28GHz频段在这一范围内得到了最广泛的国际支持。2019年国际电联(ITU)世界无线电通信大会(WRC-19)的重点将是就24GHz以上的5G频段达成国际协议。
3. 世界无线电通信大会(WRC-19)对于实现5G的超高速愿景至关重要，因此政府的支持尤为关键。GSMA建议为移动设备支持26GHz，40GHz，50GHz和66GHz的频段，并确保3 GHz和24 GHz之间频段的频谱在2023年以后的WRC中得到保护。
4. 独家授权的频谱应该仍然是5G频谱管理的核心方法。频谱共享和非授权频段可以起到补充作用。
5. 为垂直行业预留主要5G频段(即3.5/26/28GHz)频谱可能会危害公共5G服务的成功，并可能浪费频谱。在垂直行业需要接入频谱的情况下，租赁等共享方法是更好的选择。
6. 政府和监管机构应避免抬高5G频谱价格(例如设定较高的拍卖底价)，因为这样有可能导致网络投资受限及服务成本上涨。其中包括过高的底价或年费，限制频谱供应(例如固定资产)，过高的债务和糟糕的拍卖设计。
7. 监管机构必须咨询5G利益相关者，从而在制定频谱奖励和许可方法时需考虑技术和商业部署计划。
8. 各国政府和监管机构需要采取国家频谱政策措施，以鼓励对5G网络进行长期的大量投资(例如长期许可证，清晰的更新过程，频谱路线图等)。
5G标准
5G是在一组标准规范中定义的，这一标准规范最终由国际机构(最著名的是3GPP，最终由国际电联(ITU)在2020年制定)达成一致。国际电联(ITU)概述了IMT-2020(通常被视为5G)的具体标准，该标准将支持以下用例：
1. 增强的移动宽带：包括至少20Gbps的峰值下载速度和可靠的100Mbps城市用户体验数据速率。这将更好地支持视频消费、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等新兴服务的增长。
2. 超可靠和低延迟通信：包括1毫秒延迟和非常高的可用性、可靠性和安全性，以支持自动驾驶汽车和移动医疗等服务。
3. 大规模的机器式通信：包括支持每平方公里至少100万个物联网(IoT)连接的能力，具有非常长的电池寿命和广泛的覆盖范围(包括建筑物内部)。
4. 固定无线接入：包括使用新的更宽频带，大规模MIMO和3D波束成形技术为发达和发展中市场的家庭和企业提供光纤速度的能力。
这意味着5G从一开始就能提供比以往任何一代移动技术都要多的功能。因此，5G不仅将满足消费者不断变化的需求，而且将对企业产生变革性的影响，因为它被认为对“第四次工业革命”至关重要。
5G有望成为这场革命的重要基石，对诸多方面有着重要影响，包括物联网，云计算，网络物理系统和认知计算等。从自动化工业制造和无人驾驶汽车到大量连接的机器和传感器，5G将使垂直行业(如公共事业、制造业、交通运输等)变得更加智能和高效。
最初的3GPP 5G标准将作为IMT-2020的候选标准提交，它由几种不同的技术组成。其中包括5G新无线电(NR)，它不仅支持现有移动频段，也支持新的、更宽的5G频段。
在6GHz以下的频段，它支持5MHz至100MHz的信道带宽，在24GHz以上的频段，则支持50MHz至400MHz的信道带宽。5G的新频段通过使用更大的信道带宽从而实现5G的全部功能。
国际电联(ITU)满足IMT-2020标准的最低技术要求(因此也是最快的速度)，规定每个运营商至少有100MHz信道。他们还规定在6GHz以上的频段中，每个运营商最多支持1GHz。
5G标准还包括端到端网络切片和移动边缘计算，这对于满足垂直行业的需求至关重要。特别是针对特定类型用户或使用需求，网络切片将允许运营商创建具有定制功能的虚拟子网切片。每个切片都具有一组定制的网络资源，包括频谱和信道、无线电接入以及包括安全性在内的核心网络功能。
例如，超低延迟和高可用性切片非常适合自动化制造、互联汽车和远程手术。相比之下，具有大量传感器和设备(如流视频摄像机)的物联网网络可以被分配一个专为上行链路大量通信量身定制的切片。
但是，网络切片的灵活性和能力取决于运营商的网络和频谱资产所允许的范围。例如，某些垂直行业依赖于超低延迟功能，而其他垂直行业则需要超高速下载速度。有些需要高度本地化的连接(例如工厂的小型小区)，而另一些则需要全国范围的连接(例如，支持公共事业公司传感器的庞大宏观网络)。
这些示例中，每一个都需要不同的频谱和网络资源。超低延迟服务和高速宽带服务由于其无线资源需求不兼容，需要不同的频段。同样，高容量、本地化的服务更适合1GHz以上的工作频段，而全国范围的服务则更需要1GHz以下的工作频段。移动运营商最适合提供所设想的各种服务，包括由于垂直行业的特定要求而需要租用频谱的专用网络。
全球监管机构正在积极制定5G频谱计划，其中一些已经完成了第一批任务。重点放在新的移动频段上，包括已在许多国家/地区分配的3.5GHz范围(即3.3-3.8GHz)的频谱。其他频段也在考虑中。
例如：
. 包括中国和日本在内的一些国家计划将4.5-5GHz频段的频谱用于5G；
. 越来越多的国家正在考虑使用3.8-4.2GHZ频段和5925/6425-7125MHz；
. 还有兴趣为5G分配2.3GHz和2.5/2.6GHz频段。
然而，最快的5G速度取决于对24GHz以上的新毫米波波段的识别。这些将在世界无线电通信大会(WRC-19)的议程项目1.13下达成基本共识，该议程正在评估24.25-86GHz范围内的频段。在另一端频谱，欧洲已优先考虑将700MHz频段用于广域5G部署，而美国已授权600MHz频段。
监管机构提供的新5G频段也将影响网络的部署方式。主要的5G中频段(例如3.5GHz)和毫米波频段(例如26GHz和28GHz)适用于城市热点地区需要增加容量的密集5G小型蜂窝网络。但是，这些频段也适用于使用波束成形的宏基站，从而实现更大的区域覆盖(包括固定无线接入)。
这些技术的进步意味着3.5GHz频段不仅可以提供与当前2.6GHz和1800MHz移动频段相同的覆盖范围，并且可以使用相同的基站。另一方面，600MHz和700MHz支持包括物联网在内的广域5G服务。
5G也是大多数国家首次大规模推出时分双工(TDD)蜂窝网络。3GHz以上的所有5G频段(包括重要的3.5GHz和毫米波频段)都将采用TDD。这意味着TDD网络上的基站和终端用户设备在不同时间使用同一信道进行传输。
这会在不同的5G网络之内和之间产生干扰问题。例如，来自一个网络基站的高功率传输会干扰其他网络的基站从较低功率的最终用户设备接收信号的能力。
干扰缓解措施可能要求在同一频率范围和同一区域内运行的所有4G和5G网络都进行同步。基站需要在同一固定时间段发射，而所有4G和5G设备都需要在不同时间段发射。选择的同步方法会影响同一频段的使用案例。
例如，超低延迟5G的应用在相同的频段和区域难以支持超高速移动宽带5G的应用。移动运营商应该能够利用5G的各种频段来克服这一问题。监管机构在选定5G TDD频段的频谱时，需要将这些技术问题及其造成的影响纳入考虑范围。
原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）
