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2G→5G:無線頻譜那些事

頻譜資源是移動通信的命脈,是血液,所有的移動應用和服務都得靠它。從2G到5G,頻譜分配是任何一代移動通信成功的關鍵,關系著全球漫游和產業鏈規模效應。

 

今天我們聊聊頻譜那些事。

 

 一 5G頻譜分配  

 

5G分為eMBB、URLLC和mMTC三大應用場景,與前面幾個G不同,其應用與部署場景更加廣泛,對無線頻段的需求也不盡相同。

 

總得來講,5G頻譜可粗略的分為三大范圍:

 

低頻段:大于3GHz

中頻段:3到6GHz

高頻段:大于6GHz

 

低頻段具備良好的無線傳播特性,用于廣覆蓋,但帶寬有限;中頻段通常部署于城區,以提升網絡容量;高頻段覆蓋范圍較小,但帶寬充沛。不同頻段范圍具有不同的特性,任何一個頻段范圍都不能滿足5G的全部需求。

 

盡管5G標準還未完成,但全球已經開始測試,甚至已有國家率先公布了5G頻譜規劃。不過,頻譜和標準一樣,需要全球統一,才能形成規模效應,實現全球漫游。因此,在5G測試階段,通常會在大致確定的全球5G頻譜范圍內來選擇,以保持一致性。

 

這個大致范圍就是世界無線電通信大會(WRC)確定的一些候選頻段。

 

WRC是由國際電信聯盟(ITU)組織的世界無線電通信會議,以修訂、審校無線電通信規則,有關無線電頻譜、同步衛星和異步衛星軌道的使用等國際條約。這個會議大約三年或四年舉行一次。

 

每一代移動通信的頻譜使用,都由WRC來決定。

 

1992年舉行的WARC 92,決定了3G(UMTS)的使用頻譜。

2000年舉行的WRC-2000,決定了擴展3G網絡的使用頻譜。

2007年舉行的WRC-07,決定了4G網絡使用頻譜。

2015年舉行的WRC-15,決定了擴展4G頻譜,并討論了部分5G頻譜。

 

最終5G頻譜的確定,要等到于2019年召開的WRC-19會議上決議。

不過,在WRC-15上,也對一些5G頻譜進行了討論,并列入了候選頻譜。目前各國的5G測試頻段基本都在這個候選頻譜范圍內。

 

WRC-15上確定了哪些頻段呢?

 

低頻段:700MHz、1.4GHz

 

中頻段:3.5GHz、5GHz

 

其中,5GHz列入WRC-19議題。

 

高頻段:24GHz至86GHz

 

高頻段為5G候選頻段,將于WRC-19確定納入IMT使用頻段。

 

全球各地5G頻譜分配情況如何呢?

 

1)北美

 

美國很早就著手分配5G高頻段。2014年,FCC(美國聯邦通訊委員會)就正式發出匯整各方意見的調查通知書(Notice of Inquiry),以探索使用毫米波技術發展移動無線服務的潛力。2015年,FCC發布5G毫米波制定提案公告(NPRM),提議一批高頻段毫米波分配,收集公眾意見。

 

經過大半年的公示,最終在2016年7月14日,FCC投票決定通過分配24GHz以上5G頻譜,成為世界上第一個為5G網絡分配可用頻譜的國家。

 

 

這些頻段是:

 

顯然,美國的28GHz頻段并不在WRC-15候選5G頻段列表里,不完全是他們喜歡搞特殊,他們努力爭取了,但WRC-15沒有采納。據說WRC-15會議結束后,FCC主席氣得暴跳如雷。如今他們的運營商正在風風火火試驗28GHz 5G固定無線,還想提前于3GPP標準商用,自個單玩的節奏嗎?

 

2)歐洲

 

歐盟委員會無線頻譜政策組(RSPG)于2016年6月制定5G頻譜戰略草案,并在歐盟范圍內公開征求意見。2016年11月9日,RSPG發布歐盟5G頻譜戰略。

 

 

這些頻段是:

對比WRC-15候選5G頻段,歐盟完全和WRC同步。

 

3)亞洲

 

2010年,APT(亞太電信組織)就同意將700M用于發展移動通信,通常稱為APT700。這段頻譜對應FDD Band 28(703-748/758-803 MHz )和TDD Band 44(698-806 MHz),被稱為“數字紅利”頻段。

 

2016年,APT同意了對698-806MHz頻段進行整理的建議,也許會用于未來的5G網絡。

 

APT正在研究470-698MHz, 1427-1518MHz, 3300-3400MHz、4800-4990MHz和大于24GHz頻段,這些頻段也列入了WRC-15的列表中(估計4800-4990MHz頻段會更新)。APT無線組(AWG)計劃于2018年第三季度完成研究。

 

另外,中、韓、日作為5G的先行者,已在3GHz和5GHz頻段上展開5G測試。韓國和日本還在26.5-29.5GHz頻段上展開5G試驗,希望在2018年冬奧會和2020年奧運會推出5G高頻段移動服務。

 

   宇宙最全的無線頻率分配  

 

以下是我們半年前整理的無線頻率分配表(以前發過),包含了2G、3G、4G、5G,甚至是物聯網、GPS等等。送你收藏,隨身查!

 

 

1 5G NR (標準未完成,建議關注)

 

2 LTE/LTE-Advanced/LTE-Advanced Pro

 

 

3 WCDMA/HSPA/HSPA+

 

4 TD-SCDMA

 

TD-SCDMA 
頻段號 頻率范圍(MHz)
33 1900 - 1920
34 2010 - 2025
35 1850 - 1910
36 1930 - 1990
37 1910 - 1930
38 2570 - 2620
39 1880 - 1920
40 2300 - 2400

 

5 GSM/GPRS/EDGE/ EDGE Evolution/VAMOS 

備注:

P-GSM,基準GSM-900頻帶

E-GSM,擴展GSM-900頻帶(包括基準GSM-900頻帶)

R-GSM,鐵路GSM-900頻帶(包括基準和擴展GSM-900頻帶)

T-GSM,集群無線系統-GSM

ER-GSM900,即為Extended Railway GSM 900, 在原鐵路通信系統的基礎拓寬了其頻率范圍(TX:873-915,RX:918-960)。

 

 

6 CDMA2000 1xEV-DO/CDMA2000 1xRTT/ 1xAdvanced

 

7 WiMAX/WiMAX Advanced

 

WiMAX/WiMAX  Advanced
Profiles 頻段(MHz)
M2300T-01 2300 to 2400
M2300T-02 2300 to 2400
M2500T-01 2496 to 2690 
M3500T-02  3400 to 3600 
M3500T-03 3400 to 3600 
M3500T-05 3400 to 3600 

8 公共安全領域

 

TETRA/TETRA  2 (TEDS)
上行(MHz) 下行(MHz)
 351 to 356  361 to 366
 380 to 390  390 to 400
 410 to 420  420 to 430
 450 to 460  460 to 470
 806 to 825  851 to 870

 

Tetrapol 
70 to 520(MHz)

 

Project  25/APCO-25
頻段 頻率范圍(MHz)
VHF  136 to 174 
UHF  380 to 470 
UHF  450 to 512 
700/800 764 to 870

 

9 低功耗廣域物聯網(LPWAN)

 

SIGFOX 
區域 頻率范圍(MHz)
歐洲 863 to 870
北美 902 to 928
LoRaWAN
區域 頻率范圍
歐洲 863 to 870
北美 902 to 928

 

10 其它無線連接

 

藍牙
2400 to 2483.5(MHz)

 

低速率無線個域網(LR-WPAN)(MHz)
ZigBee/Thread/ 6LoWPAN (IEEE  802.15.4)
169.4 to 169.475
250 to 750
779 to 787
863 to 879
896 to 960
1427 to 1518
2360 to 2483.5 
3244 to 4742 
5944 to 10234
ZigBee 3.0, Thread, 6LoWPAN
2360 to 2483.5
NFC,  RFID
125 kHz to 134 kHz 
6.7 MHz
13.56 MHz (NFC) 
27 MHz
433 MHz
865 MHz to 868 MHz(歐洲)
902 MHz to 928 MHz(北美)
 
2.45 GHz 
5.8 GHz 
24.125 GHz

 

數字增強無繩通信(DECT)(MHz)
1880 to 1990(全球)
902 to 928 (北美)
2400 to 2483.5 (北美)

 

11 全球衛星導航系統(GNSS)

12 國內頻譜分配情況

三大運營商頻率劃分

注:

1)黃色保護帶:原移動用1880-1900(20M),電信用1860-1875(15M),由于TD和FDD之間有干擾,需留1875-1880間的5M出來做隔離帶。電信把小靈通占用頻段(1900-1920)清出來還給移動后,移動就擁有完整的從1880-1920的40M頻段,但隔離帶由移動側出1880-1885間的5M。這樣,電信就可以用1860-1880做完整的20M載波。移動用1885-1920的35M。

2)根據今年6月份《工信部同意關于中國電信使用800M和2100M頻段開展LTE組網的批復》,中國電信可以在CDMA 1X/DO頻段825-835/870-880,1920-1940/2110-2130上重耕LTE FDD。

 

3)根據最近《工信部同意關于中國聯通調整部分頻率用于LTE組網的批復》,中國聯通可以在原2G和WCDMA頻段909-915/954-960,1735-1750/1830-1845,1940-1965/2130-2155上重耕LTE FDD。

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