移動(dòng)通信在當(dāng)代社會(huì)中發(fā)揮著重要作用，與時(shí)代的進(jìn)步相輔相成、演進(jìn)不息。從上世紀(jì)80年代第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（the first generation of mobile communication, 1G）誕生至今，移動(dòng)通信技術(shù)從最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話發(fā)展到滿足各種多媒體接入的4G寬帶網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以前所未有的速度向各行各業(yè)滲透，成為連接人類社會(huì)的血管與經(jīng)脈[1]。
目前，4G網(wǎng)絡(luò)部署方興未艾，5G研究已經(jīng)在全球范圍內(nèi)如火如荼開展。5G系統(tǒng)可以為用戶提供超高速率數(shù)據(jù)傳輸、小于4G系統(tǒng)10倍的低延遲通信體驗(yàn)，支持海量設(shè)備接入、具有高安全性和靈活性，并將與物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域融合發(fā)展，構(gòu)建泛在高效的信息網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，將促進(jìn)超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality, VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augment Reality, AR)等媒體類業(yè)務(wù)，無人駕駛汽車、實(shí)時(shí)交通管控、智能電網(wǎng)、電子醫(yī)療、遠(yuǎn)程設(shè)備控制、高精度定位系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展[2]。
據(jù)預(yù)測，未來20年，全球無線數(shù)據(jù)流量將增長至現(xiàn)在的1000倍，在移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量爆炸式增長的背后，除了通信技術(shù)亟待演進(jìn)與革新，頻譜資源作為實(shí)現(xiàn)信息無所不在的載體和具有重要戰(zhàn)略意義的稀缺資源，也面臨著巨大的缺口與壓力。為了在國際博弈和競爭中獲取有利地位，加快5G網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)和商用的進(jìn)程，各國紛紛著手為5G謀劃頻率資源，我國也于近期發(fā)布的《國家無線電管理規(guī)劃（2016-2020年）》中，明確表示將“適時(shí)開展公眾移動(dòng)通信頻率調(diào)整重耕，為 IMT-2020（5G）儲備不低于500MHz 的頻譜資源”[3]。
本文根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU) 5G愿景建議書，分析了5G系統(tǒng)所考慮的候選頻段；結(jié)合ITU相關(guān)議題研究情況，給出了全球5G頻率的最新動(dòng)向，并基于各國頻率使用情況、產(chǎn)業(yè)格局等方面著重分析了高、中、低候選頻段的現(xiàn)狀和未來使用趨勢；最后，提出了我國5G頻率研究建議和啟迪。
1 基于5G愿景的頻譜架構(gòu)
自2012年以來，ITU啟動(dòng)了5G愿景、未來技術(shù)趨勢和頻譜規(guī)劃等方面的前期研究工作。2015年，ITU發(fā)布了5G愿景建議書，提出了IMT-2020系統(tǒng)的目標(biāo)、性能、應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展趨勢、頻譜資源配置、總體研究框架和時(shí)間計(jì)劃[4]，以及后續(xù)研究方向。
在應(yīng)用場景方面，未來的5G系統(tǒng)將支持增強(qiáng)的移動(dòng)寬帶（Enhance Mobile Broadband, eMBB）、具有高可靠性和超低時(shí)延的通信（Ultra Reliable and Low Latency Communication, uRLLC）以及大規(guī)模機(jī)器間通信（Massive Machine Type of Communication, mMTC）三大類主要應(yīng)用場景[5]。
圖1 IMT-2020應(yīng)用場景
在系統(tǒng)性能方面，5G系統(tǒng)將具備10~20 Gbit/s的峰值速率，100 Mbit/s~1 Gbit/s的用戶體驗(yàn)速率，每平方公里100萬的連接數(shù)密度，1 ms的空口時(shí)延，500km/h的移動(dòng)性支持，每平方米10 Mbit/s的流量密度等關(guān)鍵能力指標(biāo)（如圖2所示），相對4G提升3到5倍的頻譜效率、百倍的能效。
圖2 IMT-2020不同應(yīng)用場景下的關(guān)鍵性能指標(biāo)
為滿足上述愿景，5G頻率將涵蓋高、中、低頻段，即統(tǒng)籌考慮全頻段，高頻段一般指6GHz以上頻段，連續(xù)大帶寬可滿足熱點(diǎn)區(qū)域極高的用戶體驗(yàn)速率和系統(tǒng)容量需求，但是其覆蓋能力較弱，難以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋，因此需要與6GHz以下的中低頻段聯(lián)合組網(wǎng)，以高頻和低頻相互補(bǔ)充的方式來解決網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋的需求[6]。
2全球5G頻譜研究動(dòng)態(tài)
全球5G頻率規(guī)劃工作主要在ITU等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的框架下開展。相關(guān)工作進(jìn)展如下：
對于5G高頻段而言，為滿足國際移動(dòng)通信（International Mobile Telecommunication, IMT）系統(tǒng)在高頻段的頻率需求，2019年世界無線電通信大會(huì)（WRC-19）研究周期內(nèi)新設(shè)立了1.13議題[7]，在6GHz以上頻段為IMT系統(tǒng)尋找可用的頻率，研究的頻率范圍為24.25-86GHz。其中，既包括24.25-27.5GHz、37-40.5GHz、42.5-43.5GHz、45.5-47GHz、47.2-50.2GHz、50.4-52.6GHz、66-76GHz 和 81-86GHz上述8個(gè)已有移動(dòng)業(yè)務(wù)為主要?jiǎng)澐值念l段，還涵蓋31.8-33.4GHz、40.5-42.5GHz 和 47-47.2GHz 這3個(gè)頻段尚未劃分給移動(dòng)業(yè)務(wù)使用的頻段。
對于5G中低頻段而言，2015年無線電通信全會(huì)（RA-15）批準(zhǔn)“IMT-2020”作為5G正式名稱，至此，IMT-2020將與已有的IMT-2000（3G）、IMT-A（4G）組成新的IMT系列。這標(biāo)志著在國際電聯(lián)《無線電規(guī)則》[8]中現(xiàn)有標(biāo)注給IMT系統(tǒng)使用的頻段，均可考慮作為5G系統(tǒng)的中低頻段；同時(shí)，WRC-15大會(huì)通過相關(guān)決議，以全球、區(qū)域或部分國家腳注的形式新增了部分頻段，供有意部署IMT系統(tǒng)的主管部門使用。具體如表1[9]
表格1 5G系統(tǒng)中低頻候選頻率及相關(guān)腳注
對于世界上的主要國家和地區(qū)，其重點(diǎn)關(guān)注和規(guī)劃的頻段與ITU的標(biāo)準(zhǔn)頻段基本相符；此外，各國也可根據(jù)自身頻率劃分和使用現(xiàn)狀，將部分ITU尚未考慮的頻段納入5G用頻范疇。近期，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（Federal Communications Commission, FCC）[10]通過了將24GHz以上頻譜規(guī)劃用于無線寬帶業(yè)務(wù)的法令，包括27.5-28.35GHz、37-38.6GHz和38.6-40GHz頻段共計(jì)3.85GHz帶寬的授權(quán)頻率，以及64-71GHz共計(jì)7GHz帶寬的免授權(quán)頻率。2016年9月，歐盟委員會(huì)正式發(fā)布了5G行動(dòng)計(jì)劃《5G for Europe: An Action Plan》[11]，表示將于2016年底前為5G測試提供臨時(shí)頻率，測試頻率將由1GHz以下、1-6GHz和6GHz以上頻段共同組成；并將于2017年底前確定6GHz以下的5G頻率規(guī)劃和毫米波的頻率劃分，以支持高低頻融合的5G網(wǎng)絡(luò)部署。歐盟將為5G重點(diǎn)考慮700MHz、3.4-3.8GHz、24.25-27.5GHz、31.8-33.4GHz、40.5-43.5GHz等頻段；2016年11月，在征求意見基礎(chǔ)上，經(jīng)過三個(gè)月的研究和協(xié)商，歐盟委員會(huì)無線電頻譜政策組（RSPG）正式發(fā)布5G頻譜戰(zhàn)略[12]，明確24.25-27.5GHz、3.4-3.8GHz、700MHz頻段作為歐洲5G初期部署的高中低優(yōu)先頻段。在亞洲地區(qū)，韓國計(jì)劃2018年平昌冬奧會(huì)期間，在26.5-29.5GHz頻段部署5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)；日本總務(wù)省（MIC）發(fā)布了5G頻譜策略，計(jì)劃2020年東京奧運(yùn)會(huì)之前實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)正式商用，重點(diǎn)考慮規(guī)劃3.6-4.2GHz、4.4-4.9GHz、27.5-29.5GHz等頻段。
2016年11月，中國在第二屆全球5G大會(huì)上陳述了5G頻率規(guī)劃思路，將涵蓋高中低頻段所有潛在頻率資源。具體而言，2016年初批復(fù)了3400-3600MHz頻段用于5G技術(shù)試驗(yàn)，并依托《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》修訂工作，積極協(xié)調(diào)3300-3400MHz、4400-4500MHz、4800-4990MHz頻段用于IMT系統(tǒng)。并 2017年6月就3300 ~3600 MHz、4800 ~5000 MHz 頻段的頻率規(guī)劃公開征求意見。 同時(shí),梳理了高頻段現(xiàn)有系統(tǒng),并開展了初步兼容性分析工作，并于 2017 年 6 月就24. 75 ~27. 5 GHz、37 ~ 42. 5 GHz 或其他毫米波頻段的頻率規(guī)劃公開征求意見。針對于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，允許5905-5925MHz頻段用于LTE-V試驗(yàn)，確定了窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band-Internet of Things, NB-IoT）應(yīng)用的用頻思路，其將為5G物聯(lián)網(wǎng)未來應(yīng)用提供先導(dǎo)示范。
3 潛在候選頻段現(xiàn)狀及分析
3.1高頻候選頻段分析
5G高頻候選頻段的形成主要取決于WRC-19 1.13議題研究情況。從全球來看，該議題所提出的11個(gè)潛在候選頻段涉及固定、衛(wèi)星固定、衛(wèi)星間、衛(wèi)星地球探測、無線電導(dǎo)航、無線電定位等多種業(yè)務(wù)，主要應(yīng)用于衛(wèi)星、航天、導(dǎo)航、軍事等多個(gè)領(lǐng)域，復(fù)雜的頻譜使用情況使協(xié)調(diào)面臨很大難度。此外，5G系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)、部署場景、傳播模型仍在研究之中，候選頻段也無法最終確定。
盡管ITU的高頻段議題研究尚需時(shí)日，為在全球5G發(fā)展中占得先機(jī)，以美國、歐洲、日本、韓國為首的國家，目前，已聚焦或發(fā)布了各自的5G高頻規(guī)劃，基于電波傳播特性考慮，主要重點(diǎn)關(guān)注45GHz以下頻段。
具體而言，美國在統(tǒng)籌考慮國內(nèi)的衛(wèi)星、航天、軍事系統(tǒng)后，率先將27.5-28.35GHz、37-38.6GHz、38.6-40GHz頻段以頻率授權(quán)管理的模式規(guī)劃給5G使用。其中，在27.5-28.35GHz頻段，將固定無線接入擴(kuò)展為移動(dòng)接入應(yīng)用，同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)IMT與衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)的兼容，對該頻段衛(wèi)星地球站的規(guī)模進(jìn)行了限制；在37-38.6GHz和38.6-40GHz頻段，以200MHz為帶寬對頻率進(jìn)行劃分，并要求IMT系統(tǒng)與現(xiàn)有軍事等應(yīng)用共存。規(guī)劃出臺后，美國的Verizon和AT&T兩大運(yùn)營商表示將于2016年底至2017年初在上述頻段啟動(dòng)5G技術(shù)試驗(yàn)。此外，美國還以頻率非授權(quán)管理的模式將64-71GHz頻段規(guī)劃給5G，將其作為57-64GHz頻段的擴(kuò)展，以形成14GHz帶寬的連續(xù)頻譜資源，主要用于支持IEEE 802.11ad以及后續(xù)演進(jìn)的IEEE 802.11ay協(xié)議的無線局域網(wǎng)；同時(shí)，美國在WRC-15大會(huì)上積極推動(dòng)設(shè)立相關(guān)WRC-19議題[13]，以形成5150-5925MHz近800MHz的連續(xù)頻譜，用于更好地支撐基于IEEE 802.11ac以及后續(xù)演進(jìn)的IEEE 802.11ax協(xié)議的無線局域網(wǎng)。上述無線局域網(wǎng)的頻率規(guī)劃工作將成為美國為在5G時(shí)代全球競爭中的重要舉措。
在歐洲，基于其現(xiàn)有的衛(wèi)星、軍事等應(yīng)用，歐洲郵電管理委員會(huì)（Confederation of European Posts and Telecommunications, CEPT）聚焦于24.25-27.5GHz、31.8-33.4GHz和40.5-43.5頻段，明確24.25-27.5GHz頻段為24GHz以上頻段的現(xiàn)行頻段，并對其他高頻段的適用性開展研究，從而建立相應(yīng)的時(shí)間表。此外，英法等國也根據(jù)本國現(xiàn)狀，確立了優(yōu)先研究頻段。目前，歐盟委員會(huì)正在對5G頻段進(jìn)一步廣泛征求意見，預(yù)計(jì)于2017年確定后續(xù)高頻候選頻段。
亞太地區(qū)的觀點(diǎn)形成主要依托于世界無線電通信大會(huì)亞太電信組織籌備組（The Asia-Pacific Telecommunity Conference Preparatory Group for WRC, APG）平臺，目前，APG19-1會(huì)議確定了WRC-19研究周的組織結(jié)構(gòu)、工作計(jì)劃、工作方法等，對于高頻段議題的研究尚未啟動(dòng)。中國明確了高頻段全球一致性和ITU框架下開展的基本原則，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)20-40GHz頻段在eMBB場景特別室外覆蓋的重要意義。對于日本和韓國，由于高頻段現(xiàn)有業(yè)務(wù)使用較少，基本確定在25GHz和28GHz等頻段。
對于中國、美國、歐洲等國家和地區(qū)而言，既是移動(dòng)通信應(yīng)用大國，又是航天軍事大國，其高頻段的結(jié)論和觀點(diǎn)對全球5G高頻確立影響深遠(yuǎn)。中國高頻策略需要立足于本國使用和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，也需要緊跟歐美步伐，統(tǒng)籌兼顧合理利用，在兼容基礎(chǔ)上為5G尋找更多的資源。同時(shí)，相比于傳統(tǒng)移動(dòng)通信， 5G系統(tǒng)使用高頻段將對其芯片和儀表制造、組建網(wǎng)絡(luò)等方面都帶來極大挑戰(zhàn)，從另一個(gè)角度看，各種新技術(shù)的誕生也將孕育出機(jī)遇和潛能。
3.2中頻候選頻段分析
中頻段相對于高頻段有較好的傳播特性，相對于低頻段有更寬的連續(xù)帶寬，可以實(shí)現(xiàn)覆蓋和容量的平衡，滿足5G某些特定場景的需求，同時(shí)，也可作為部分物聯(lián)網(wǎng)場景（例如uRLLC等）。目前，全球大部分國家和組織對于中頻段的具體范圍沒有確切的定義，但普遍認(rèn)為3-6GHz作為中頻段重要資源。ITU將3400-3600MHz標(biāo)識用于IMT，并逐漸成為全球協(xié)調(diào)統(tǒng)一頻段，同時(shí)，WRC-15大會(huì)新增了3300-3400MHz 、4400-4500MHz、4800-4990MHz等頻段。
對于3GHz附近頻段而言，現(xiàn)有主要業(yè)務(wù)為衛(wèi)星固定、固定、航空移動(dòng)等業(yè)務(wù)，5G系統(tǒng)使用需要與之進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此，各國在此頻段釋放的頻譜資源數(shù)量和具體頻段，尤其與衛(wèi)星、軍事的應(yīng)用現(xiàn)狀密切相關(guān)。
具體而言，在美國，3550-3700MHz頻段的使用與全球大部分國家有所區(qū)別，其現(xiàn)有應(yīng)用主要為軍用雷達(dá)（海岸警衛(wèi)隊(duì)雷達(dá)），為在該頻段引入移動(dòng)通信系統(tǒng)，采取了基于三層架構(gòu)的頻譜接入系統(tǒng)（Spectrum Access System, SAS），采用LTE-U等技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)，難以直接將該頻段用于5G系統(tǒng)，此外，考慮到美國劃分和使用情況，也難以在3GHz附近頻段釋放出其他的頻譜資源。在歐洲，由于其C波段衛(wèi)星使用較少，早前已將IMT系統(tǒng)的使用頻段聚焦于此，現(xiàn)有少部分國家使用其中的3400-3600MHz頻段用于部署LTE系統(tǒng)，但未形成規(guī)模。目前，歐盟已將3400-3800MHz頻段用于5G系統(tǒng)面向公眾廣泛征求意見，經(jīng)研究，明確該頻段為2020年前歐洲部署5G的主要頻段，連續(xù)400MHz帶寬有利于歐盟在全球5G部署中占得先機(jī)。在亞洲，由于衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)、衛(wèi)星軌道資源、使用現(xiàn)狀等因素，C波段衛(wèi)星在中國、越南、馬來西亞等國，協(xié)調(diào)難度較大，對于日本、韓國而言，其衛(wèi)星使用已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向Ka、Ku等頻段，所以均在C波段擴(kuò)展了較大的潛在資源。如日本聚焦于3600-4200MHz、4400-4990MHz頻道（3480-3600MHz頻段已用于LTE），韓國聚焦于3400-3700MHz頻段。另外，5.8GHz、5.9GHz頻段在部分國家作為車聯(lián)網(wǎng)（包括802.11p和LTE-V）的使用頻率，其也將成為5G系統(tǒng)V2X潛在頻率資源。
在全球，中國、日本、韓國、歐洲等均對將C波段作為5G系統(tǒng)候選頻段表現(xiàn)出了極大關(guān)注度。考慮到我國目前高頻產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，C頻段也將成為我國5G潛在用頻的重要組成部分，而且可能成為2020年前先期使用頻段，需要積極協(xié)調(diào)各方訴求。另外，需要重點(diǎn)關(guān)注和推動(dòng)5.9GHz頻段在物聯(lián)網(wǎng)特別是車聯(lián)網(wǎng)上的使用。
3.3低頻候選頻段分析
低頻段一般是指3GHz以下頻段，目前2-3GHz頻段已有部分資源規(guī)劃用于IMT，并且部署了相關(guān)系統(tǒng)，未來可重耕用于5G系統(tǒng)。本節(jié)重點(diǎn)關(guān)注1GHz以下頻段，其有良好的傳播特性，可以支持5G廣域覆蓋和高速移動(dòng)下的通信體驗(yàn)，以及海量的設(shè)備連接。在ITU層面，主要包括已標(biāo)注給IMT的450-470MHz和698-960MHz頻段，同時(shí)，WRC-15大會(huì)新增了470-698MHz頻段，上述頻段構(gòu)成了5G系統(tǒng)的1GHz以下的潛在頻率資源。
從應(yīng)用角度分析，1GHz以下的5G頻譜主要來源于兩部分：數(shù)字紅利[14]釋放的頻譜和現(xiàn)有系統(tǒng)部署的頻譜。對于數(shù)字紅利頻段，由于全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的差異性，特別是廣播電視業(yè)務(wù)現(xiàn)狀、模數(shù)轉(zhuǎn)換方案、移動(dòng)通信發(fā)展訴求等方面世界各國千差萬別，導(dǎo)致所釋放數(shù)字紅利頻段的數(shù)量、具體頻段都不盡相同。另外，1GHz以下頻段作為傳統(tǒng)移動(dòng)通信的重要頻段，已經(jīng)部署和運(yùn)營了GSM、CDMA、WCDMA、LTE等多種系統(tǒng)，這些頻段何時(shí)能用于5G，取決于用戶需求、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營周期、5G與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的銜接等多種因素。
具體而言，美國在850MHz頻段上原來主要部署的是CDMA系統(tǒng)，現(xiàn)已逐步重耕用于LTE系統(tǒng)，而釋放的700MHz數(shù)字紅利頻段也被廣泛用于LTE系統(tǒng)，在WRC-15上，美國成功將470-608MHz、618-698MHz頻段標(biāo)注給IMT系統(tǒng)，同時(shí)，F(xiàn)CC采用激勵(lì)拍賣方式調(diào)整目前地面電視的600MHz頻段用于公眾移動(dòng)通信。上述頻段中600MHz頻段極有可能作為美國5G低頻先發(fā)頻段。在歐洲，900MHz頻段原主要用于GSM，現(xiàn)在已逐步重耕用于WCDMA和LTE系統(tǒng)，而數(shù)字紅利釋放的800MHz頻段成為歐洲LTE系統(tǒng)的重要組成部分，另外，WRC-15 1.2議題確立了700MHz頻段的規(guī)劃方案以及使用條件，700MHz頻段也作為歐洲5G用頻先發(fā)頻段的重要組成，其將成為歐洲5G低頻解決廣域覆蓋的重要拼圖。在亞洲，800MHz和900MHz作為傳統(tǒng)的CDMA與GSM頻段，目前也逐步重耕到LTE系統(tǒng)，而700MHz頻段作為數(shù)字紅利釋放頻段，在部分國家也逐步用于LTE，例如日本。
為提高頻譜使用效率，滿足應(yīng)用需求，國內(nèi)積極支持800MHz和900MHz部分頻段升級到LTE系統(tǒng)，并引入NB-IoT等4G演進(jìn)技術(shù)，在未來將根據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀和需求，適時(shí)用于5G系統(tǒng)。
4 5G頻率研究建議和啟迪
4.1 5G頻率工作應(yīng)融入國家重大戰(zhàn)略部署
《國家十三五規(guī)劃綱要》[15]指出，要加快構(gòu)建高速、移動(dòng)、安全、泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，積極推進(jìn)5G發(fā)展，于2020年啟動(dòng)5G商用。2016年7月，我國發(fā)布了《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》[16]，要求“協(xié)調(diào)頻譜資源配置，科學(xué)規(guī)劃無線電頻譜，提升資源利用效率”，并明確將頻率作為國家信息化發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，強(qiáng)調(diào)要積極開展5G技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)化布局，并在2025年建成國際領(lǐng)先的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。上述文件作為推動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及我國信息化發(fā)展的綱領(lǐng)性文件，充分表明5G系統(tǒng)將成為信息化驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代化、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、提供普遍服務(wù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。而5G頻率作為基礎(chǔ)資源，應(yīng)著眼于新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國家信息化發(fā)展的大局。
相對于以往的歷代移動(dòng)通信系統(tǒng)，5G不僅滿足人和人之間的通信，還將滲透到未來社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，形成以用戶為中心的全方位信息生態(tài)系統(tǒng)。5G系統(tǒng)將助力“寬帶中國”、《中國制造2025》、“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃等國家重大戰(zhàn)略的實(shí)施，因此，在制定5G頻率規(guī)劃時(shí)，可以重點(diǎn)支持我國優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域和方向，比如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等，為其試驗(yàn)和商用提供資源保障，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)成熟。
總體而言，5G頻率工作不僅要符合我國無線電管理的新方向和新思路，同時(shí)，還應(yīng)立足于國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大政策。
4.2 5G頻率規(guī)劃和使用需深耕細(xì)作
（1）建立基于頻譜需求預(yù)測的精準(zhǔn)供給機(jī)制
頻譜需求預(yù)測分析是基于歷史數(shù)據(jù)[17]，綜合考慮未來各種影響因素，結(jié)合行業(yè)發(fā)展情況，采用合適的科學(xué)分析方法，提出切合實(shí)際的頻譜需求目標(biāo)，為行業(yè)的中長期發(fā)展提供資源儲備。合理的需求分析是保證各行業(yè)用頻和發(fā)展的前提，是頻率合理有效利用的基礎(chǔ)。做好各行業(yè)頻譜前期需求論證工作，可為無線電管理部門制定中長期規(guī)劃提供依據(jù)。由于5G系統(tǒng)應(yīng)用呈現(xiàn)出多樣化、個(gè)性化、差異化的特點(diǎn)，不同的應(yīng)用場景在頻段選擇、帶寬需求上都有較大差異，需要綜合考慮不同頻段的電波傳播特性、應(yīng)用需求、產(chǎn)業(yè)趨勢等因素，開展更加精細(xì)化的需求預(yù)測，在總量有限的情況下優(yōu)先保證基本需求和重點(diǎn)發(fā)展方向，鼓勵(lì)采用載波聚合、混合組網(wǎng)技術(shù)，整合碎片化零散頻率資源，實(shí)現(xiàn)5G頻率的精準(zhǔn)供給。
（2）建立協(xié)同合作的頻譜使用共享機(jī)制
目前，頻率資源已應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)和部門，規(guī)劃調(diào)整涉及軍地、多個(gè)行業(yè)和部門利益，5G頻率規(guī)劃難度加大。應(yīng)不斷加強(qiáng)軍地、空地間協(xié)調(diào)和合作，在兼顧各行業(yè)規(guī)劃發(fā)展需要基礎(chǔ)上，綜合考慮經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國防建設(shè)等因素，從國家層面統(tǒng)籌頻率資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置和高效利用。從美國高頻使用方式可以看出，其通過法規(guī)制定、技術(shù)約束等條件鼓勵(lì)頻率資源實(shí)現(xiàn)共用。而5G系統(tǒng)相比于原來移動(dòng)通信系統(tǒng)，應(yīng)用更加細(xì)化，特別是對于中高頻使用，不再要求全程全網(wǎng)、連續(xù)覆蓋，將呈現(xiàn)出區(qū)域化、集中化的特性，同時(shí)，考慮到其電波傳播特性，為5G系統(tǒng)與其他系統(tǒng)共享創(chuàng)造條件。目前，我國公眾移動(dòng)通信主要以獨(dú)占方式使用頻率資源，考慮到5G系統(tǒng)部署特點(diǎn)和候選頻段特性，在5G頻率規(guī)劃時(shí)，頻率管理模式將是獨(dú)享執(zhí)照、共享執(zhí)照、輕執(zhí)照、免執(zhí)照等多種管理模式的合理結(jié)合。我們應(yīng)秉承創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，積極加強(qiáng)行業(yè)和部門間協(xié)作，特別利用國家軍地融合發(fā)展的契機(jī)，促進(jìn)規(guī)劃、臺站等數(shù)據(jù)資源共享和使用，利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算思路，實(shí)現(xiàn)5G系統(tǒng)與現(xiàn)有其他系統(tǒng)的兼容共用，精細(xì)化使用頻率資源。
4.3 5G頻率工作應(yīng)加強(qiáng)全球合作
5G標(biāo)準(zhǔn)化工作是在ITU和3GPP等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織下統(tǒng)一開展的，頻率工作雖然需要考慮各國、各地區(qū)眾多自身因素，但由于移動(dòng)通信的產(chǎn)業(yè)和使用具有全球化的特征，5G 頻率工作也具有全球化的屬性。對于5G頻率規(guī)劃工作，應(yīng)充分利用ITU 、APT等平臺，加強(qiáng)國際頻率協(xié)調(diào)，在兼顧我國優(yōu)先頻段基礎(chǔ)上，推動(dòng)形成5G 全球統(tǒng)一工作頻率。另外，依托政府層面的國際合作機(jī)制，加強(qiáng)IMT-2020與歐盟5G科研項(xiàng)目組METIS、5G公私合作聯(lián)盟（5G Public-Private Partnership Association, 5G-PPP）、下一代移動(dòng)通信網(wǎng)（Next Generation Mobile Networks, NGMN）聯(lián)盟、無線世界研究論壇（Wireless World Research Forum, WWRF）等國際組織在頻率方面的合作。
5 結(jié)束語
5G建設(shè)是實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的重要著力點(diǎn)，而頻譜作為5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)資源，更需要深耕細(xì)作，在全面評估頻譜需求的基礎(chǔ)上，提高存量資源利用效率，合理規(guī)劃、配置增量資源。
參考文獻(xiàn):
[1]Nokia: White Paper <Dynamic end-to-end network slicing for 5G>[EB/OL], 2016
[2]Nokia: White Paper <5G Radio Access System Design Aspects>[EB/OL], 2016
[3]國家無線電管理規(guī)劃（2016-2020年）[Z]，2016.08
National Radio Management Plan (2016-2020) [Z]，2016.08
[4]國際電聯(lián)公布5G時(shí)間表. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化[J],2015,07:67.
ITU Released 5G Timetable, Telecom Engineering Technics and Standardization [J], 2015(07):67
[5]Recommendation ITU-R M. 2083-0 <IMT Vision- Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond>[R], 2015
[6]方箭, 李景春, 黃標(biāo), 馮巖. 5G頻譜研究現(xiàn)狀及展望. 電信科學(xué)[J]. 2015年12期
FANG Jian, LI Jingchun, HUANG Biao, FENG Yan, Review and Prospect on the Research of 5G Spectrum, Telecommunications Science [J]，2015 (12)
[7]ITU-R Administrative Circulars, R00-CA-CIR-0226 Results of the first session of the Conference Preparatory Meeting for WRC-19 (CPM19-1) [R]. 2015.12
[8]ITU Radio Regulations edition of 2017[M],2017.
[9]ITU-R M.1036-5.Frequency arrangements for implementation of the terrestrial component of International Mobile Telecommunications (IMT) in the bands identified for IMT in the Radio Regulations[R].2015
[10]FCC: FACT SHEET: SPECTRUM FRONTIERS RULES IDENTIFY, OPEN UP VAST AMOUNTS OF NEW HIGH-BAND SPECTRUM FOR NEXT GENERATION (5G) WIRELESS BROADBAND[EB/OL].FCC,2016.
[11]EC: 5G for Europe Action Plan.EC[EB/OL],2016
[12]EC: RADIO SPECTRUM POLICY GROUP STRATEGIC ROADMAP TOWARDS 5G FOR EUROPE[EB/OL],2016
[13]方箭,朱穎,鄭娜,李芃芃. 從WRC-19議題看5G與未來移動(dòng)通信發(fā)展趨勢[J]. 電信科學(xué),2016,06:65-72.
FANG Jian, ZHU Ying, ZHENG Na, LI Pengpeng, A look at 5G and future mobile communication development trend from the point of WRC-19 agenda items [J]. Telecommunication Science, 2016,06:65-72.
[14]方箭,魯俊,朱穎,李芃芃. 全球數(shù)字紅利頻譜釋放現(xiàn)狀及展望[J]. 電訊技術(shù),2015,12:1422-1428
FANG Jian, LU Jun, ZHU Ying, LI Pengpeng, Status and Prospective of Global Digital Dividend [J]. Telecommunication Engineering, 2015,12:1422-1428
[15]《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》[Z]，2016
The Thirteenth Five-Year Plan for National Economic and Social Development of the People's Republic of China [Z]，2016
[16]《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》[Z], 2016
Outline of National Informatization Development Strategy [Z], 2016
[17]王坦,黃標(biāo),龐京. 未來IMT系統(tǒng)頻譜需求預(yù)測的現(xiàn)狀與展望[J]. 電信科學(xué),2013(04):125-130
.Current Work and Way Forward of Spectrum Requirement Estimation for the Future IMT System [J]. Telecommunication Science, 2013(04):125-130.
原文刊登于《電訊技術(shù)》2017年第六期，如需轉(zhuǎn)載請與《電訊技術(shù)》雜志社聯(lián)系。