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3.3 全球5G频谱规划进展

目前,北美地区、亚洲的日本和韩国、欧洲等通信发达的国家或地区相继发布了5G的频谱规划 [2,3] ,以支持和加速5G的发展。

3.3.1 3GPP

3GPP标准将5G可用频率分为频率范围1(Frequency Range 1,FR1)和频率范围2(Frequency Range 2,FR2),其中FR1包括450~7125 MHz;FR2包括24.25~52.6 GHz的毫米波频段。3GPP标准对频段进行了区分,其中对于LTE(Long Term Evolution,长期演进)重耕频段,NR(New Radio,新空口)频段号是在LTE频段号之前加前缀n,如国内TD-LTE使用的频段41,在NR中变更为n41,但具体工作频段范围不变。3GPP中FR1频段定义如表3.3-1所示,FR2频段定义如表3.3-2所示。

表3.3-1 3GPP FR1频段定义 [4]

(续表)

表3.3-2 3GPP FR2频段定义 [5]

3.3.2 美国

美国规划的5G候选频谱包括低、中、高频段。美国5G频谱策略起初侧重于低频段600 M Hz及毫米波频段,其中,低频段用于全国5G网络覆盖,毫米波频段主要用于热点地区容量补充,但考虑到全球5G发展的竞争,美国从2017年开始研究中频段用于5G的可能性,且侧重频谱共享方式与授权方式,以提高频谱利用率。

1.低频段

在低频段方面,2017年4月美国完成600 MHz频谱拍卖,该频段在3GPP标准中被定义为n71,上行663~698 MHz,下行617~652 MHz,共计2×35 MHz。其中74%的城市配置带宽大于2×20 MH z,从而保证拍卖后的该低频段可以成为美国5G覆盖网的主要频段,实现全国范围的5G低频覆盖。拍卖中,T-Mobile Licence LLC、DISH、UNITED STATES CELLULAR CORPORATION、Omega Wireless,LLC、Comcast、AT&T等主流运营商共获得23张主要城市牌照。其中,T-Mobile License LLC成为最大赢家,共获得55%的拍卖频谱。美国600 MHz频谱拍卖示意图如图3.3-1所示。

图3.3-1 美国600 MHz频谱拍卖示意图

除了拍卖的600 MHz,美国主流运营商1 GHz以下低频段频谱情况如表3.3-3所示。

表3.3-3 美国主流运营商1 GHz以下频谱情况(单位:MHz)

2.中频段

在中频段方面,美国目前候选的5G频谱主要包括C波段的3550~4200MHz与5900~7100MHz。

·3550~3700MHz:非授权共享方式。

· 3700~4200 MHz:授权方式,美国频谱监管机构联邦通信委员会已经开始相关研究,旨在使其可用于5G的民用部署,以加速5G大规模部署。

· 5900~7100 M Hz:1.2 GHz带宽,该频段包括卫星固定业务、偏远位置的政府雷达系统。另外,车联网的专用短程通信也在该频段范围内。

除了上述候选频谱外,美国2017年开始研究3100~3550 MHz频段用于5G系统的可能性。2016年11月美国国家远程通信和信息管理局在其报告中研究了3100~3550 MHz用于5G技术的可能性。

此外,美国的运营商Sprint已经将其部分2.6 G Hz的频率规划用于5G的初期部署。

3.高频段

在高频段方面,美国一直在积极推进毫米波的 5G 应用,美国频谱监管机构联邦通信委员会在2016年7月14日发布了第一个高频段的频谱规划,开放4个频段给5G通信系统使用 [4] :27.5~28.35 GHz(28 GHz)、37~38.6 GHz(37 GHz)、38.6~40 GHz(39 GHz)、64~71 GHz(非授权方式),并完成部分频段的拍卖及规划,具体如下:

· 27.5~28.35 GHz(28 GHz):与卫星共存,正在研究两系统共存;

· 37~38.6 GHz(37 GHz):37.5~38.6 GHz与卫星共存,正在研究两系统共存;

· 38.6~40 GHz(39 GHz):与卫星共存,正在研究两系统共存;

· 64~71 GHz:使用非授权方式。

除了上述频段,美国考虑新增1.7 G Hz带宽的毫米波频段用于灵活的5G无线电设备,具体频段如下:

· 24.25~24.45 GHz;

· 24.75~25.25 GHz;

· 47.2~48.2 GHz.

同时美国正在研究95 GHz以上频谱用于5G的可能性。

3.3.3 加拿大

加拿大的5G频谱策略与美国相似,目前主要的候选频谱集中在600 MHz、中频段及毫米波阶段,具体频段如下:

· 600 MHz;

· 3450~3650 MHz;

· 27.5~28.35 GHz;

· 37.6~40 GHz;

· 64~71 GHz.

3.3.4 欧洲

在欧洲,2016年9月,欧盟发布了5G行动计划,公布了5G部署的时间表。根据该计划,欧盟下属的RSPG(Radio Spectrum P olicy G roup,频谱政策小组)在2016年11月发布了5G频谱方案,包括低、中、高频段的5G候选频谱 [5] 。在低中频段,RSPG提出以700 MHz频段以及3.5 GHz(3 400~3 800 MHz)为主要频段,欧洲各主要国家也在积极为5G规划中低频段。在高频段,RSPG提出24.25~27.5 GHz为主要频段,欧洲各主要国家也在积极为5G规划高频段 [6,7]

1.低频段

欧洲的5G低频段主要包括700 MHz和800 MHz。下面以德国和英国为例,介绍欧洲的5G低频段频谱情况。

德国于2015年8月就完成了700 MHz和800 MHz频谱拍卖,拍卖的频谱主要用于全国范围的 5G 频谱覆盖。其中,700 MHz 的主要拍卖频段为 LTE 频段 28的703~733 MHz/758~788 MHz。800 MHz的主要拍卖频段为LTE 频段8的880~915 MHz/9 25~960 MHz。德国700 MHz频谱拍卖结果如图3.3-2所示,800 M Hz频谱拍卖结果如图3.3-3所示。德国的3家主流运营商分别获得10 MHz的700 MHz及800 MHz频谱。

图3.3-2 德国700 MHz频谱拍卖结果

图3.3-3 德国800 MHz频谱拍卖结果

为了保证700 MHz用于5G,实现5G低频段覆盖,英国计划在2020年第二季度完成700 MHz清频。清频后上下行频段各30 MHz,中间预留25 MHz用于上下行频段间隔,英国的700 MHz清频计划如图3.3-4所示。

图3.3-4 英国的700 MHz清频计划

2.中频段

欧洲的5G中频段主要集中在3 400~3 800 MHz范围 [7] ,下面以英国为例,介绍欧洲中频段5G频谱拍卖情况。

英国于2018年6月完成第一阶段5G频谱拍卖,英国四大移动运营商沃达丰、O2、EE和Three UK在2018年6月Ofcom(Office of communications,英国通信管理局)举行的5G频谱拍卖上共投入超过13.5亿英镑的资金,这一金额远低于2013年4G频谱拍卖中筹集的23亿英镑,该拍卖显示了未来几年英国5G市场的主要参与者。

沃达丰公司是此次拍卖的最大赢家,以超过3.78亿英镑获得了50 MHz的3.4 GHz频段频谱。其次为O2公司,以超过3.17亿英镑获得40 MHz的3.4 GHz频段频谱。EE公司以3.03亿英镑换得了另外40 MHz的3.4 GHz频段频谱。Three U K公司耗资超过1.5亿英镑获得20 MHz的3.4 GHz频段频谱。

有分析师认为,早期的5G部署将从2020年开始,大规模的服务推出将在2023年以后,未来5年5G的主要市场在中国、韩国、日本和美国。由于受市场碎片化等因素影响,欧洲的步伐已经落后,并且在2022年之前将仅占据非常有限的市场份额。

3.高频段

欧洲的5G高频段侧重于24.25~27.5 GHz,但尚未完成具体的频谱规划。

4.小结

欧洲5G频谱涉及低、中、高频段,其中,低频段侧重700 MHz及800 MHz,截至2018年8月,欧洲主流国家已完成低频段频谱拍卖,并计划在2020年完成清频,以保证5G商用;中频段侧重于3 400~3 800 MHz,现阶段,英国已经完成频谱拍卖,其他国家尚未完成;高频段侧重于 24.25~27.5 GHz 频段,考虑毫米波覆盖小、损耗大等因素,产业应用尚不成熟,目前尚无国家完成高频段频谱拍卖情况,但各国正在积极开展相关的研究工作。

3.3.5 日本

日本5G候选频谱主要包括中频段的3 400~4 200 MHz、4 400~4 900 MHz及高频段毫米波28 GHz部分。

1.低频段

日本目前拥有的5G低频段主要集中在700 MHz及800 MHz,该频谱中目前支持NR的频段包括n28(703~748 MHz/758~803 MHz)及n8(880~915 MHz/925~960 MHz),考虑低频段频谱数量有限,可用于保证5G覆盖,但不能提供大容量支持,日本主流运营商1 GHz以下频段情况如表3.3-4所示。

表3.3-4 日本主流运营商1 GHz以下频段情况(单位:MHz)

2.中频段

日本于2019年3月进行5G频谱分配,中频段候选频谱为3 600~4 200 MHz和4 400~4 900 MHz,候选频谱范围如下。

· 3 400~3 600 MHz:可用,但目前仅限4G使用,除NTT DoCoMo外其他运营商频谱零散,数量较少;

· 3 600~4 200 MHz:卫星共存问题严重,建设受限,可能仅用于室内部署;

· 4 400~4 500 MHz:无法使用,高度计共存难以解决;

· 4 500~4 800 MHz:无法使用,卫星主要频段;

·4 800~4 900 MHz:可用,但产业成熟度较低。

3.高频段

日本的频率监管机构在2016年发布了其5G频谱策略,考虑研究24.25~29.5 GHz、37.0~40 GHz及40.5~43.5 GHz 3个频段,其中着重考虑27.5~29.5 GHz频段。日本的频率监管机构在2018年中完成27.5~29.5 GHz干扰保护要求的分析和制定,在2019年年初完成运营商之间的分配,以保证在2020年东京奥运会期间使用高频段进行5G热点覆盖。

4.小结

日本 5G 候选频谱主要包括中频段 3 400~4 200 MHz、4 400~4 900 MHz,以及高频段 27.5~29.5 GHz。其中,考虑中频段与同频和邻频其他业务之间的干扰问题,只有3 400~3 600 MHz频段中的200 MHz及4 800~4 900 MHz可用,但目前3 400~3 600 MHz频段仅限于4G使用,且只有NTT D oCoMo有足够的支撑5G高速率、大容量业务的频谱数量,其他运营商频谱零散,无法合理使用;可供多家运营商大规模布网的频率主要为4 800~4 900 MHz的100 MHz。考虑高频段主要用于补充热点地区,无法实现大规模组网,且目前产业成熟度较低,因此日本在未来5G频谱上不具备有利条件,实现5G大规模全国布网的难度较大。

3.3.6 韩国

2018年6月18日,韩国科技部宣布完成5G频谱拍卖,成为全球首个同时完成3.5 GHz、28 GHz频谱拍卖的国家。5G的主要频谱包括中频段的3.42~3.7 GHz与毫米波的28 GHz [8] (26.5~28.9 GHz频段)。

1.中频段

韩国的5G频谱拍卖原计划在2018年6月15日进行,但是由于3家运营商对于 3.5 GHz 频段的争夺过于激烈,导致拍卖失败。经过韩国通信监管机构在 2018年6月16~17日进行的艰苦协调,最终3.5 GHz频谱拍卖于2018年6月18日重新启动并迅速完成。

其中,LG U+公司以约47.2亿美元购得3.42~3.5 GHz频段,共80 MHz;而KT公司以约56.5亿美元购得3.5~3.6 GHz频段,共100 MHz;3.6~3.7 GHz由SKT公司以71.1亿美元购得。

2.高频段

韩国通信监管机构在2017年1月发布了5G频谱计划,其中高频段28 G Hz是该计划的重点之一。经过分析,28 G Hz频段在韩国国内使用没有较大的共存问题,因此韩国于2018年6月18日完成高频段频谱拍卖,3家电信运营商均分26.5~28.9 GHz共计2.4 GHz的高频频谱,每家各分得800 MHz,KT公司以约12.12亿美元购得26.5~27.3 GHz频段的800 MHz,LG U+公司以约12.09亿美元购得27.3~28.1 GHz频段的800 MHz,SKT公司以约12.1亿美元购得28.1~28.9 GHz中的800 MHz频谱,使用期均为5年。

3.小结

韩国5G频谱主要集中在中频段3 420~3 700 MHz及毫米波的26.5~28.9 GHz,为国际主流频段,其中干扰共存问题相对较小,经过协商解决后,可实现 5G 的快速部署。韩国是所有国家中最早同时完成中频段及毫米波频谱拍卖的国家,其对5G发展的支持可见一斑,力图在5G的发展中取得领先优势。 4N9KhfBABjtWv0B/YwclmwhhaZMtZH4TkM6Kx+QmfkctVfNaxO1+FQosY+MHn8Uc

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