5G混戰(zhàn) 美日中歐如何搶占頻譜資源？

　　日前，F(xiàn)CC投票通過了5G毫米波頻段的頻譜分配。

　　在美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)一致投票通過在毫米波頻段為5G分配近11 MHz頻譜之后，一批美國政府機構(gòu)和企業(yè)承諾將投資研究5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

　　支持者聲稱這個行動將會使美國在全球競賽中處于領(lǐng)先，并將在1GHz以下到60GHz以上頻率提供廣泛的下一代蜂窩服務(wù)。然而，中國、歐洲、韓國和日本等國家和地區(qū)幾年前就創(chuàng)辦了協(xié)會來開展5G工作。

　　美國參與該項計劃的公司專家對此表示稱贊，并對全球5G頻譜和研究工作的協(xié)調(diào)持樂觀態(tài)度。

　　這個計劃基于美國國家科學(xué)基金會的一個名為“先進無線研究計劃(AWRI)”的新項目。AWRI旨在建立四個大型5G測試平臺，企業(yè)、政府和學(xué)術(shù)研究人員可以據(jù)此研究下一代蜂窩技術(shù)和服務(wù)。

　　這些測試平臺將由AWRI下的“先進無線研究方案平臺(PAWR)”協(xié)會創(chuàng)建。該協(xié)會工作目標涉及許多5G技術(shù)，包括：利用小蜂窩在幾個城市街區(qū)實現(xiàn)高達100Gb/s數(shù)據(jù)率的毫米波;6GHz以下頻段的動態(tài)頻譜使用;帶無線邊緣的有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);大規(guī)模移動網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和管理技術(shù);通過遠程無線網(wǎng)狀網(wǎng)使用空白信號頻段傳輸Gb/s鏈路的技術(shù);測量和監(jiān)控?zé)o線網(wǎng)絡(luò)性能、安全性和可靠性的新方法;未來蜂窩應(yīng)用和服務(wù)。

　　美國國家標準技術(shù)研究所(NIST)在6月開始了一項計劃，以了解無線研究當(dāng)中的分歧。下一代通信路線圖希望于10月提交一份涵蓋波形、天線、協(xié)議、安全、頻譜和架構(gòu)等領(lǐng)域在內(nèi)的綜合文件。NIST還創(chuàng)建了一個5G毫米波信道模型聯(lián)盟。

　　高通和英特爾的專家指出，在全球范圍內(nèi)將5G服務(wù)劃分到1GHz以下至60GHz以上的低、中、高頻段已經(jīng)形成共識。他們還樂觀地表示，監(jiān)管機構(gòu)將會為5G選定比LTE更少的頻段——目前的4G網(wǎng)絡(luò)在全球總共有40多個頻段。

　　但是目前各公司就5G頻譜分配仍有巨大分歧。

　　在毫米波頻段，F(xiàn)CC一致投票決定為5G保留28GHz、37GHz、39GHz以及64GHz到71GHz的新未授權(quán)頻段。在1GHz以下頻段，美國預(yù)計將會使用600MHz空白電視信號頻段。主流5G服務(wù)預(yù)計將使用3.5GHz頻段。

　　在歐洲，無線電頻譜政策組已經(jīng)發(fā)布征求意見，將3.4至3.8GHz和700MHz用作5G頻段。此外，據(jù)說歐洲已為5G預(yù)留了32GHz頻段。在中波段，中國預(yù)計將使用3.3GHz，而日本可能使用4.4到4.9GHz。

　　英特爾通信政策執(zhí)行董事兼副總法律顧問Peter Pitsch表示，5G頻譜不太可能比LTE頻譜更加分散。考慮到高頻段設(shè)備開發(fā)的復(fù)雜性，最開始的部署可能會集中在少數(shù)頻率范圍。

　　不同的5G服務(wù)可能會合并到特定頻段。“例如，某些窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB IoT)應(yīng)用可能會限制到1GHz頻率以下。ITU-R目前正在為5G研究各種頻率范圍，在2019年世界無線電通信大會可能做出決定?！彼硎尽?/p>

　　美國聯(lián)邦通信委員會在對頻段做出一致表決的同一天，發(fā)布了一份278頁的有關(guān)毫米波計劃的詳細文件，高通Brenner表示。

　　他認為，F(xiàn)CC的決定將在世界各地形成連鎖反應(yīng)——每個人都想最先擁有5G，因此世界各地都想最先部署5G?！邦l段全球統(tǒng)一將能實現(xiàn)最大的規(guī)模經(jīng)濟，但這在我們的生活中卻不切實際。”他補充說。

　　LTE使用5MHz信道，這導(dǎo)致了許多的排列組合，每個國家都有不同的頻譜劃分。

　　這也可能在一定程度上在5G的中頻段發(fā)生。然而，在毫米波頻率，5G服務(wù)將采用寬頻段。盡管一些國家可能不會使用美國的28GHz頻段，5G的一致性也會比LTE高。

　　5G漸近：蜂窩物聯(lián)網(wǎng)先行一步

　　高通前不久在上海移動通信世界大會中國移動展臺上展示了5G基站和終端原型。這個系統(tǒng)基于FPGA和DSP設(shè)計，用于測試2018年后可能出現(xiàn)的3GPP新標準。

　　在3GPP確定了針對物聯(lián)網(wǎng)的LTE超低功耗版本標準后，這個消息就馬上出來了。隨著物聯(lián)網(wǎng)新規(guī)范的出臺，3GPP將提供更多支持，加快專注移動寬帶應(yīng)用的第一階段5G標準的發(fā)布。這有可能為后續(xù)(2020年左右)第二階段規(guī)避掉5G物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范等問題。

　　高通透露其5G新空口(New Radio，NR)原型將會支持兩個關(guān)鍵特性：寬于100MHz支持3Gb/s以上數(shù)據(jù)速率的信道帶寬，以及延遲低至1ms的集成子幀。

　　這個系統(tǒng)的工作帶寬為3至5GHz。該公司早前公布了一個單獨的28GHz原型系統(tǒng)，用于試水日后28至60GHz或以上的5G系統(tǒng)。

　　3GPP自四月以來就開始聽取5G空口的提議，并計劃在明年年初篩選出可取方法。LTE當(dāng)中寬于20MHz鏈接的信道將很可能包含在最終的5G規(guī)范中。這些信道將與天線陣列和高階調(diào)制方案相結(jié)合，提供更快的數(shù)據(jù)速率。

　　為了降低延遲，5G也可能將上下行鏈路通信集成到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)幀，從而應(yīng)答信號將在接收到傳輸之后自動發(fā)送。這種方法可以將現(xiàn)在LTE的8ms延遲縮短到1ms延遲。延遲減小可以實現(xiàn)許多新的應(yīng)用，包括網(wǎng)絡(luò)切分或讓一個鏈路在多個共享應(yīng)用之間快速切換。

　　3GPP正在通過加寬信道和重新設(shè)計子幀，實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率，來提供更多的支持以啟動5G工作，高通研究部門負責(zé)5G的資深工程總監(jiān)John Smee透露。其他可能在早期被定義的相關(guān)內(nèi)容包括大規(guī)模MIMO天線的細節(jié)，以及更高效的6GHz以下和20GHz以上頻段的信道編碼方案和支持。

　　涉及關(guān)鍵任務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的詳細信息可能會推到5G標準的第二階段。高通認為5G將為不同類型的無線服務(wù)提供多種傳輸時間間隔支持。

　　3G和4G是為了直接為相同市場提供更高效的服務(wù)，而5G的目標是實現(xiàn)新的商業(yè)模式、產(chǎn)品種類和尺寸，如VR頭盔。高通正努力創(chuàng)造一個靈活的標準來適應(yīng)不同的場景。

　　并不是只有高通在研發(fā)專注于移動寬帶未來的早期5G原型。日前，愛立信也宣布了從五個方面將運營商系統(tǒng)升級到5G類服務(wù)的軟件插件計劃，包括大規(guī)模和多用戶MIMO天線陣列、減少延遲、無線接入網(wǎng)虛擬化和智能路由。明年將會有產(chǎn)品推出。

　　愛立信4G/5G產(chǎn)品組合戰(zhàn)略經(jīng)理Antti Keintola表示，愛立信已經(jīng)有了一個5G無線測試平臺，并在日本、韓國、瑞典和美國部署了無線電原型進行現(xiàn)場試驗，在某些案例中實現(xiàn)了超過25Gb/s的峰值下行鏈路吞吐量。