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人民邮电报:为5G发展提供频谱资源保障

发布时间:2017-11-21 信息来源: 点击: 作者:经信委信息员16

      日前,工业和信息化部下发通知,正式发布了我国3000-5000MHz频段第五代移动通信系统(简称5G系统)频率规划,将3300-3400MHz(原则上限室内使用)、3400-3600MHz和4800-5000MHz频段确定为5G系统工作频段。 

  业界专家表示,此次3000-5000MHz频段5G系统频率规划的适时出台,使得我国5G系统在6GHz以下频段率先获得了500MHz的频谱资源,这是我国政府主管部门积极推进5G产业发展和实施“网络强国”战略的重要举措,必将有力地促进我国5G技术研发和产业化、商用化进程,对我国进入全球5G商用第一阵营具有十分重要的意义。 

适时出台5G系统频率规划,是推进5G走向产业化、商用化的关键

  放眼全球,公众移动通信用户规模持续增长,网络演进步伐不断加快,成为信息通信产业中最活跃的领域。近几年来,当4G系统商用持续推进之时,5G系统技术研发已在全球范围内如火如荼地展开。随着5G系统技术试验逐步拉开帷幕,人们似乎已经看到了5G商用的灿烂曙光。 

  自2012年以来,国际电联就启动了5G愿景、未来技术趋势和用频需求等方面的前期研究。2015年,国际电联发布了5G愿景建议书和标准化工作时间表,并将5G正式命名为IMT-2020。预计将于2020年全面商用的5G,在大幅提升以人为中心的移动互联网业务体验的同时,还将全面支持以物为中心的物联网业务,实现人与物、物与物的智能互联。与4G系统相比,5G系统拥有更大的带宽、更低的时延和更高的速率,系统下行速率理论值可以达到20Gbit/s,每平方公里内可支持100万设备的接入,从而开启万物互联的新时代。 

  公众移动通信的演进发展离不开频谱资源的保障。在未来5G时代,要实现更大的带宽、更短的时延和更高的速率,要实现数以亿计各类设备的互联,要满足几何级急剧增长的数据流量,自然需要更多的频谱资源提供保障。据预测, 5G的频谱需求将大大超过2G、3G、4G所用频率的总和,是不折不扣的“用频大户”。 

  除了用频需求量大之外,与2G、3G和4G所用频率主要是集中在6GHz以下的中低频段不同,未来5G时代,要有效支持增强的移动宽带应用、高可靠性和超低延迟物联网通信以及大规模机器间物联网通信三大应用场景,5G系统所需的频率必须从高(24GHz以上毫米波频段)、中(3000-6000MHz频段)、低(3000MHz以下频段)全频段统筹考虑。鉴于6GHz以下中低频段各类无线电业务已十分密集,可用的频谱资源日益匮乏,5G系统用频向6GHz以上的高频段拓展便成为大势所趋。具体而言,6GHz以下中低频段主要用于解决5G网络覆盖的问题,以满足移动互联网、物联网的大部分业务需求;6GHz以上拥有连续大带宽的高频段可满足5G在热点区域极高速率和超大容量的业务需求。只有中低频段和高频段相互补充搭配,才能支撑起未来5G发展的“腾飞之翼”。 

  为了满足公众移动通信系统演进发展对频谱资源的需求,国际电联每七至八年都要为IMT寻求新的频率划分。国际电联自2012年世界无线电通信大会(WRC-12)之后就启动了5G频谱划分研究。经过各国艰难协调讨论,WRC-15最终在6GHz以下的中低频段为5G系统确定了全球及区域频率划分,其中3000-5000MHz(即C频段的3300-3400MHz、3400-3600MHz和4800-4990MHz等)成为5G系统的主用频段。同时, WRC-15决定下届WRC-19将讨论在6GHz以上为5G系统增加新的频率划分的问题。目前,世界各国都在国际电联框架下展开6GHz以上高频段候选频率的研究,以便WRC-19就最终的频段划分作出决定。 

  由于5G技术与物联网产业发展息息相关,蕴含着巨大的经济和战略利益,WRC-15之后,世界各国纷纷加快了在5G技术研发和频率规划等方面的战略布局,希望能在5G技术标准和产业化领域赢得先机,在整个产业链中占据主导地位。值得关注的是,2016年7月,美国首先公布了将24GHz以上频段用于5G移动宽带运营的规划,这使得美国成为世界上首个将高频段频谱规划用于提供下一代移动宽带服务的国家;此后,欧盟在前期出台5G行动计划的基础上,紧锣密鼓地发布了涉及中低频段和高频段的5G频谱战略和路线图。而韩国和日本在加速推进5G技术研发和频率规划的同时,已基本确定了5G商用的时间表。预计韩国将于2018年平昌冬奥会期间实现5G预商用,而日本预计将于2020年奥运会提供5G商用服务。 

  在全球5G研发和产业化进程不断加快的情况下,作为全球最大的移动通信市场,我国能否适时出台5G系统频率规划,不仅会对国内5G技术研发和产业化、商用化进程产生直接的影响,也会对全球5G标准及产业格局产生重要的影响。因此,中国如何为5G系统规划和配置频谱资源,自然受到全球产业界的高度关注。 

着眼于实施“网络强国”战略,积极为5G演进发展提供频谱资源保障

  作为全球移动通信大国,我国高度重视5G产业发展,已将支持5G发展纳入国家各项重大战略规划和部署之中。近年来,国家提出要打造“网络强国”和“制造强国”,5G系统是构建新一代宽带信息通信网络和打造“网络强国”的重要基础设施,是实施“中国制造2025”“宽带中国”“互联网 ”等国家重大战略和促进物联网、车联网等战略性新兴产业发展的重要依托。为此,《国家经济和社会发展“十三五”规划纲要》明确提出要加快构建高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施,积极推进5G发展;《“十三五”国家信息化规划》《国家信息化发展战略纲要》提出要积极开展5G技术研发、标准和产业化布局,5G研发要步入全球领先梯队,并强调要统筹优化5G频谱资源配置,加强无线电频谱管理。《国家无线电管理“十三五”规划》提出适时开展公众移动通信频率调整重耕,为IMT-2020(5G)储备不低于500MHz的频谱资源。 

  回顾移动通信的发展历程,我国曾经历了“2G跟踪、3G突破、4G同步”的历史阶段。在全球5G技术研发和商用的竞技场上,我国当然也不甘落后。为了引领5G技术研发和技术标准的制定,2013年2月,工信部、发改委、科技部联合成立IMT-2020推进组,整合产学研等多方力量进行5G技术研发,取得了可喜进展。自2016年以来,国内电信运营企业携手设备厂商已经开展了两个阶段的5G技术试验,我国已成为5G时代全球统一标准的主要推动者和主导者之一。当前我国5G研发和技术试验正在稳步推进,并已适当领先于国际电联的工作时间表。在全球5G系统走向产业化、商用化的关键时期,只有适时出台符合国家战略利益的5G系统频谱规划,5G设备研发以及产业化、商用化才能迈出实质性的步伐,国内企业在5G技术标准制订等方面才能赢得更大的主动权。 

  应当看到,与世界其他国家相比,我国无线电主管部门在满足5G频率资源需求方面需要面对更多的困难。我国人口众多,移动通信网络规模和用户规模均居全球之首,且三家运营商所采用的网络制式各不相同。到2017年9月,我国移动电话用户数已经达到13.9亿,4G用户数已经达到了9.47亿,移动数据业务呈现急剧增长的态势。据专家预测,从2010年到2020年,全球移动数据流量的增长将会超过200倍;2010年到2030年将增长2万倍;而中国的数据流量增速明显高于全球,2010年至2020年将增长300倍以上,2010年至2030年将增长超4万倍。虽然我国已规划的公众移动通信频率数量处于世界前列,但未来频率缺口依然较大。因此,如何科学规划和配置宝贵的频谱资源,有效满足5G系统对频率资源的需求,确保公众移动通信系统持续演进发展,一直是摆在无线电主管部门面前的一个重大课题。 

  对于我国无线电主管部门而言,我国5G系统频率规划的制定,既要参照国际电联《无线电规则》,尽可能与国际保持一致,又要充分考虑我国无线电业务发展的实际情况,统筹考虑各类无线电业务对频率资源的需求。从2013年开始,在工信部无线电管理局的统一协调组织下,IMT-2020推进组下设的频谱工作组就已展开了5G系统用频研究,国家无线电监测中心、中国信息通信研究院以及国内电信运营企业、设备厂商等相关部门和单位在5G频率需求、候选频段、电磁兼容分析等方面做了大量的前期研究工作,并就6GHz以下以及6GHz以上5G系统可用频段提出了建议。在国际电联WRC-15明确6GHz以下5G系统频率划分之后,工信部无线电管理局便组织力量并协同相关部门、单位,对《中华人民共和国无线电频率划分规定》进行了全面修订。依据《中华人民共和国无线电频率划分规定》,参照国际电联《无线电规则》,结合我国频率使用的实际情况,无线电主管部门最终明确了针对我国5G系统的一揽子频率规划思路,并率先形成了3000-5000MHz频段5G系统频率规划方案。 

  具体而言,6GHz以下的中低频段可以作为5G系统的基础频段,满足广覆盖、高移动性场景下的用户体验和海量设备的连接需求。但目前这部分频段资源十分有限,特别是3GHz以下可用频谱资源已经分配殆尽,很难找到大块频率来满足5G系统的需求。根据WRC-15的会议成果,我国无线电主管部门主要针对6GHz以下3000-5000MHz频段,确定将3300-3400MHz、3400-3600MHz、4800-5000MHz共500MHz率先规划用于5G系统。从长远来看,为了满足5G系统广覆盖、大规模机器通信对低频段的需求,无线电主管部门未来可适时将已经规划给2G、3G和4G系统的频谱资源,通过优化、重耕的方式用于5G系统。 

  6GHz以上高频段拥有比较丰富的频谱资源,可以有效满足热点区域高速率、大容量、大带宽的用频需求。着眼于未来的WRC-19,我国已在6GHz以上候选频段、电磁兼容分析研究等方面做了大量的工作,并取得了积极进展。当前,在6GHz以上高频段的用频研究方面,无线电主管部门强调一方面要加强与国内相关行业、部门的协调沟通,另一方面要积极参与国际交流,在国际电联层面尽可能就有关频段的兼容和共存问题达成共识,以便能在WRC-19上形成有利于我国5G产业持续发展的高频段频率划分结果。 

  近两年来,在加快进行《中华人民共和国无线电频率划分规定》修订的同时,为了积极引导和推动我国5G产业发展,无线电主管部门在保障5G系统技术试验用频、3000-5000MHz频段5G系统频率规划和6GHz以上频段用频研究方面均迈出了新的步伐,采取了实质性的举措。2016年1月,无线电主管部门确定3400-3600MHz频段用于电信运营企业开展的5G技术试验;2017年6月,通过工信部网站发布了3300-3600MHz和4800-5000MHz频段用于5G系统的频率规划征求意见稿,并面向社会广泛征集将24.75-27.5GHz、37-42.5GHz或其他毫米波频段用于5G系统的意见;7月,又紧锣密鼓地批复4800-5000MHz以及24.75-27.5GHz、37-42.5GHz频段用于我国5G技术研发试验,向国内产业界发出了加快推进5GHz技术研发和商用进程的明确信号。这些举措,充分显示了我国无线电主管部门大力支持5G产业发展的决心。 

注重前瞻布局,加强统筹协调,最终形成3000-5000MHz频段5G系统频率规划

  如今,备受业界关注的3000-5000MHz频段5G系统频率规划已经尘埃落定。回头来看,3000-5000MHz频段5G系统频率规划之所以能水到渠成,一个重要因素是我国无线电主管部门超前研判,在国内与相关部门进行了大量协调,在国际电联层面做了大量前瞻性的工作,从而为3000-5000MHz频段相关频率最终被规划为5G系统用频铺平了道路。 

  要确保公众移动通信演进发展对频谱资源的需求,频率规划的前瞻性十分重要。为了给未来新一代移动通信系统储备必要的频谱资源,我国无线电主管部门在十多年前就开始统筹考虑IMT与C频段卫星固定等业务的用频需求,在国际电联层面积极推动C频段频率资源用于IMT。早在WRC-07上,我国无线电主管部门便积极支持将原来规划用于卫星固定业务的3400-3600MHz标注用于IMT系统;此后通过开展国内协调,确定了扩展C频段卫星固定业务的频率使用原则,积极引导卫星固定业务频率逐渐向其他频段转移。 

  特别是在WRC-15上,以中国为代表的相关国家积极推动3300-3400MHz、4400-4500MHz、4800-4990MHz等频段用于IMT系统。经过不懈努力,我国主推的3400-3600MHz被升级为国际电联1区及2区IMT统一频率,3区将此频段确定为IMT频率的国家进一步增多;3300-3400MHz频段被全球45个国家确定为IMT频率;4800-4990MHz频段在部分国家被确定为IMT频率。如今,从美欧到日韩,在6GHz以下频段,3000-5000MHz频段由于拥有可用的较大带宽,已成为全球许多国家公认的部署5G系统的黄金频段。可以说,3000-5000MHz频段之所以能最终成为5G系统用频,我国发挥了十分重要的引领作用。 

  应当看到,由于3000-5000MHz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,在该频段规划5G系统用频必然会涉及一些行业和部门重大利益的调整。WRC-15之后,在推进形成3000-5000MHz频段5G系统频率规划方案的进程中,我国无线电主管部门秉持既积极支持5G产业持续发展又兼顾各方利益的原则,在与国内相关行业部门和单位的协调沟通方面做了大量的工作。 

  为了使得3000-5000MHz频段5G系统频率规划更加科学完善,无线电主管部门还广泛征求并吸纳了设备厂商、电信运营企业等产业各方的意见。今年6月5日,工信部网站发布了3300-3600MHz和4800-5000MHz频段用于5G系统的频率规划征求意见稿。8月15日,工信部无线电管理局会同政策法规司召开频率规划专家咨询委员会会议,就《中华人民共和国无线电频率划分规定》修订稿及6GHz以下3000-5000MHz频段5G系统频率规划方案专门征求了各方专家的意见。中国工程院院士邬贺铨、陆建勋,中国科学院院士姜景山,频率规划专家咨询委员会部分委员,以及国家无线电监测中心、中国信息通信研究院、电信运营企业、设备制造厂商、相关科研院所的专家和代表参加了会议。与会专家经过讨论,对6GHz以下频段5G系统频率规划方案给予了充分肯定,达成了广泛共识。 

  此外,3000-5000MHz频段5G系统频率规划还明确了相应频段的使用规则,强调了对卫星、无线电定位、航空导航、射电天文等现有业务的保护。为了确保3000-5000MHz频段5G系统不对现有业务造成干扰,无线电主管部门组织国家无线电监测中心等单位在5G系统与相关业务的电磁兼容和共存研究方面做了大量的工作,最终明确了5G系统频率的使用规则。此次频率规划明确规定,3300-3400MHz频段原则上限于室内使用,5G系统使用3300-3400MHz、3400MHz-3600MHz、4800MHz-5000MHz工作频段,不得对同频段或邻频段内依法开展的射电天文业务及其他无线电业务产生有害干扰。可以说,3000-5000MHz频段5G系统频率规划统筹考虑了对现有行业和部门无线电业务的保护,充分考虑了不同无线电业务的可持续发展问题。 

  频率规划是5G技术研发和产业发展的先导,是5G商用的基石。如今,我国5G频谱规划的思路已经确定,5G系统产业化、商用化的路径已经明晰。可以相信,借此次频率规划方案出台的东风,我国的5G产业化、商用化的步伐必将全面加快,5G未来的发展之路必将越走越宽。


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