都是干货:《未来宽带移动通信与频谱高效利用》研究报告发布

中国电子报2021-11-20 11:11:41

  2014年9月9日,未来移动通信频谱国际研讨会在北京召开。会上,国家无线电监测中心与GSMA共同发布了关于未来宽带移动通信与频谱高效利用的合作研究报告。该报告主要包括两方面内容:1)450MHz-5GHz无线电频谱资源使用的评估;2)下一代移动通信网络和6GHz以上频谱


  1)450MHz-5GHz无线电频谱资源使用的评估:

  报告指出,无线电频谱是有限的自然资源,具有巨大的经济和社会价值。频谱使用的需求正在快速增长,频谱使用的效率由于一系列因素的影响还有待提高。通过对这些因素的优化,特别是采用新的或改进的技术,如引入IMT(国际移动通信)系统,可以明显提高频谱使用的经济价值。在开发新的技术或对现有技术加以改进时,评估现有系统的频谱资源使用情况是非常有必要的。

  这一报告就是国家无线电监测中心基于与GSMA(全球移动通信系统协会)的合作协议,根据ITU(国际电信联盟)有关频谱监测相关建议书与报告,结合日常监测经验,以北京,深圳,成都三个城市为测试点,在各城市的密集城区、城区、郊区、农村、山区等五个场景下对其5GHz以下频段的频谱占用情况进行监测,通过测量各频段的频谱占用度,分析各频段在用台站数量并参考各频段已有业务与IMT业务的共存条件,对450MHz至5GHz关注频段的频谱资源使用情况进行了评估。报告结果显示:

  1.470-790MHz:频谱占用度高、在用台站数量巨大、频谱共存要求苛刻;

  2.1300-1527MHz:为BSS及无人机分配了频率,并进行了LTE政务专网实验,几乎没有频谱可供新业务/新应用使用;

  3.2700-2900MHz:在用的雷达占用度较高,频谱共存要求苛刻;

  4.3300-3400MHz:频谱占用度极低、在用台站数目较少,频谱共存要求低;

  5.3400-3700MHz和3700-4200MHz:卫星频谱占用度极高、在用卫星地球站数目巨大,3400-3600MHz室内环境下频谱共存要求相对较低;

  6.4400-4500MHz和4800-4990MHz:频谱占用度极低、在用台站数目较少,频谱共存要求低。

  基于以上评估结果,国家无线电监测中心为各个频段选取了相对可行的频谱使用优化方法,具体如下图所示。

  这些优化建议可以供相关主管部门作为参考。但国家无线电监测中心副总工程师兼频谱工程处处长黄标提醒到,“对频谱资源使用的评估,需要考虑的因素有很多,不只限于报告中提到的频谱占用度等三个因素。例如,采取相应优化措施所应付出的社会成本和经济成本就是一个必须要考虑的因素。主管部门需要对频谱资源使用进行更为全面的评估之后,选取最为合适的频谱优化方法。”


  2)下一代移动通信网络和6GHz以上频谱

  报告称,移动通信已深深融入到人们的生活,面向2020年及未来,各类新型业务将不断涌现,移动数据流量将呈现出爆炸性增长,终端设备连接数将以指数倍增加。为了应对人们对更高性能移动通信的需求,第五代移动通信(5G)系统的研发工作在国际电信联盟(ITU)的引导下已全面开展。5G需要具备比4G高1000倍的容量提升,达到每平方公里近一百万的连接数密度,毫秒级的端到端时延,以及5-15倍的频谱效率的提升。显然,更优的频谱资源配置是满足5G1000倍容量提升的重要手段。由于当前可利用的频谱资源越来越稀缺,因此需要发掘更多的当前频谱资源或者寻找6GHz以上的潜在高频段资源,同时研究其通信特性以使高频段通信成为可能。

  本报告的重点,就是研究下一代移动网络对频谱可能产生的影响,并分析6GHz以上频谱资源的布局。

  报告认为,高流量密度、高人口密度、实时通信、高速通信、智能服务是对频谱影响最为显著的五大场景。针对每个场景,通过分析各类网络关键指标KPI得出:下一代移动通信系统各项KPI中,对频谱需求影响最为显著的有三个:区域流量密度、用户体验速率、频谱效率。其中,流量密度体现了一个地区业务量的总体强度,与频谱需求直接正相关。用户体验速率,是要求网络无死角、服务稳定,这就需要通过采用相关技术,弱化传统的小区边缘情况。而频谱效率,是网络承载能力的直接体现,与频谱需求反相关,频谱效率越高,资源使用越充分。

  报告指出,在下一代移动网络潜在的十余项关键技术中,与频谱密切相关且性能较为突出的有三类:大阵列天线、超密级组网、高频段通信。这三类技术与满足通信容量需求的三个发展维度一一对应,一是通过大阵列天线,使得单个的链路频谱效率达到新高;二是更密集的组网,使得频率复用带来的增益空前提高;三是提供更多的频谱资源,从低频、零散的频率资源向更高频段、更大带宽迈进。

  那么,中国的下一代移动通信系统的频率从哪里来?

  报告显示,我国下一代移动网络将继续以6GHz以下相关频谱为主,包括现有2G/3G频谱的重耕、在《中华人民共和国无线电频率划分规定》中通过脚注标记给移动通信系统的频谱,比如3400-3600MHz、以及WRC-15上为移动通信系统新划分/规划的频谱,目前中国支持的主要有三段:3300-3400MHz,4400-4500MHz,4800-4990MHz。在此基础上,下一代移动网络还将可能使用6GHz以上频谱资源,目前主要面向6-100GHz。结合中国的频率划分、规划、分配和使用情况,报告在6-100GHz提出了十余段值得研究的频率,如下图所示。

  黄标表示,这些频谱,没有任何一段属于移动业务独享,有的已有相关规划,如40-50GHz、59-63GHz。有的正在试验中,如E-band。同时,有的频段适于回传,有的频段适于接入,有的可能既适用于接入也适用于回传。

  “在后续的研究当中,还需谨慎开展共存研究,妥善开展协调工作。”黄标说。


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