與前幾代通訊技術(shù)相比，5G將擁有更快的移動(dòng)寬帶速度和更低的時(shí)延，同時(shí)也將充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的潛力。從自動(dòng)駕駛汽車到智能城市和空中光纖，5G將成為未來通信的核心。

通過確保持續(xù)增長的用戶數(shù)量和使用率，5G對于維護(hù)當(dāng)今最流行的移動(dòng)應(yīng)用程序(如點(diǎn)播視頻)的未來也至關(guān)重要。5G不僅滿足不斷變化的消費(fèi)者移動(dòng)需求，而且提供精心設(shè)計(jì)的功能應(yīng)用，進(jìn)而改變垂直行業(yè)。

5G引入了更高級別的靈活性和敏捷性，因此，5G網(wǎng)絡(luò)可以提供可定制的服務(wù)，從而滿足各種用戶和連接類型的需求。諸如網(wǎng)絡(luò)切片之類的功能意味著工業(yè)部門可以依靠網(wǎng)絡(luò)精確地提供所需的信息——從速度、延遲和服務(wù)質(zhì)量到安全。

不管怎樣，這些服務(wù)的成功在很大程度上取決于各國政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)。最值得注意的是，5G服務(wù)的速度、覆蓋范圍和質(zhì)量取決于政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)在適當(dāng)?shù)臈l件下，是否支持及時(shí)獲得適當(dāng)數(shù)量和類型的頻譜。

圖片來源網(wǎng)絡(luò)，非報(bào)告

5G頻譜

5G頻譜的紅利已經(jīng)開始，頻譜分配的數(shù)量和支付價(jià)格的變化意味著各國之間5G服務(wù)的潛力將有所不同。反過來，這將直接影響國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)的競爭力。

1. 5G需要更廣泛的頻段來支持更快的速度和更大的流量，因此應(yīng)優(yōu)先對主要頻段進(jìn)行碎片整理和清理。監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)力爭在主要的5G中頻段(例如3.5GHz)中為每家運(yùn)營商提供80-100MHz頻譜，以及在必不可少的毫米波段(即24GHz以上)為每家運(yùn)營商提供約1GHz頻譜。

2. 5G需要三個(gè)關(guān)鍵頻段范圍內(nèi)的頻譜：低于1GHz，1-6GHz和高于6GHz，以提供廣泛的覆蓋范圍并支持所有用例。

. 低于1GHz的頻譜支持在城市，郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的廣泛覆蓋，并有助于支持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)服務(wù)。

. 1-6GHz的頻譜提供了覆蓋范圍和容量優(yōu)勢的良好組合。這包括3.3-3.8GHz范圍內(nèi)的頻譜，有望構(gòu)成許多初始5G服務(wù)的基礎(chǔ)。它還包括可能分配給5G運(yùn)營商或由運(yùn)營商重新改造的5G運(yùn)營商，包括1800MHz、2.3GHz和2.6GHz等。從長遠(yuǎn)來看，在3至24GHz之間的頻段中，需要更多頻譜來維持5G服務(wù)質(zhì)量和不斷增長的需求。

. 為了滿足5G的超高寬帶速度，需要6GHz以上的頻譜。目前，26GHz和/或28GHz頻段在這一范圍內(nèi)得到了最廣泛的國際支持。2019年國際電聯(lián)(ITU)世界無線電通信大會(WRC-19)的重點(diǎn)將是就24GHz以上的5G頻段達(dá)成國際協(xié)議。

3. 世界無線電通信大會(WRC-19)對于實(shí)現(xiàn)5G的超高速愿景至關(guān)重要，因此政府的支持尤為關(guān)鍵。GSMA建議為移動(dòng)設(shè)備支持26GHz，40GHz，50GHz和66GHz的頻段，并確保3 GHz和24 GHz之間頻段的頻譜在2023年以后的WRC中得到保護(hù)。

4. 獨(dú)家授權(quán)的頻譜應(yīng)該仍然是5G頻譜管理的核心方法。頻譜共享和非授權(quán)頻段可以起到補(bǔ)充作用。

5. 為垂直行業(yè)預(yù)留主要5G頻段(即3.5/26/28GHz)頻譜可能會危害公共5G服務(wù)的成功，并可能浪費(fèi)頻譜。在垂直行業(yè)需要接入頻譜的情況下，租賃等共享方法是更好的選擇。

6. 政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)避免抬高5G頻譜價(jià)格(例如設(shè)定較高的拍賣底價(jià))，因?yàn)檫@樣有可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)投資受限及服務(wù)成本上漲。其中包括過高的底價(jià)或年費(fèi)，限制頻譜供應(yīng)(例如固定資產(chǎn))，過高的債務(wù)和糟糕的拍賣設(shè)計(jì)。

7. 監(jiān)管機(jī)構(gòu)必須咨詢5G利益相關(guān)者，從而在制定頻譜獎(jiǎng)勵(lì)和許可方法時(shí)需考慮技術(shù)和商業(yè)部署計(jì)劃。

8. 各國政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要采取國家頻譜政策措施，以鼓勵(lì)對5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行長期的大量投資(例如長期許可證，清晰的更新過程，頻譜路線圖等)。

5G標(biāo)準(zhǔn)

5G是在一組標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中定義的，這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范最終由國際機(jī)構(gòu)(最著名的是3GPP，最終由國際電聯(lián)(ITU)在2020年制定)達(dá)成一致。國際電聯(lián)(ITU)概述了IMT-2020(通常被視為5G)的具體標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將支持以下用例：

1. 增強(qiáng)的移動(dòng)寬帶：包括至少20Gbps的峰值下載速度和可靠的100Mbps城市用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率。這將更好地支持視頻消費(fèi)、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)等新興服務(wù)的增長。

2. 超可靠和低延遲通信：包括1毫秒延遲和非常高的可用性、可靠性和安全性，以支持自動(dòng)駕駛汽車和移動(dòng)醫(yī)療等服務(wù)。

3. 大規(guī)模的機(jī)器式通信：包括支持每平方公里至少100萬個(gè)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)連接的能力，具有非常長的電池壽命和廣泛的覆蓋范圍(包括建筑物內(nèi)部)。

4. 固定無線接入：包括使用新的更寬頻帶，大規(guī)模MIMO和3D波束成形技術(shù)為發(fā)達(dá)和發(fā)展中市場的家庭和企業(yè)提供光纖速度的能力。

這意味著5G從一開始就能提供比以往任何一代移動(dòng)技術(shù)都要多的功能。因此，5G不僅將滿足消費(fèi)者不斷變化的需求，而且將對企業(yè)產(chǎn)生變革性的影響，因?yàn)樗徽J(rèn)為對“第四次工業(yè)革命”至關(guān)重要。

5G有望成為這場革命的重要基石，對諸多方面有著重要影響，包括物聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)和認(rèn)知計(jì)算等。從自動(dòng)化工業(yè)制造和無人駕駛汽車到大量連接的機(jī)器和傳感器，5G將使垂直行業(yè)(如公共事業(yè)、制造業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)?變得更加智能和高效。

最初的3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)將作為IMT-2020的候選標(biāo)準(zhǔn)提交，它由幾種不同的技術(shù)組成。其中包括5G新無線電(NR)，它不僅支持現(xiàn)有移動(dòng)頻段，也支持新的、更寬的5G頻段。

在6GHz以下的頻段，它支持5MHz至100MHz的信道帶寬，在24GHz以上的頻段，則支持50MHz至400MHz的信道帶寬。5G的新頻段通過使用更大的信道帶寬從而實(shí)現(xiàn)5G的全部功能。

國際電聯(lián)(ITU)滿足IMT-2020標(biāo)準(zhǔn)的最低技術(shù)要求(因此也是最快的速度)，規(guī)定每個(gè)運(yùn)營商至少有100MHz信道。他們還規(guī)定在6GHz以上的頻段中，每個(gè)運(yùn)營商最多支持1GHz。

5G標(biāo)準(zhǔn)還包括端到端網(wǎng)絡(luò)切片和移動(dòng)邊緣計(jì)算，這對于滿足垂直行業(yè)的需求至關(guān)重要。特別是針對特定類型用戶或使用需求，網(wǎng)絡(luò)切片將允許運(yùn)營商創(chuàng)建具有定制功能的虛擬子網(wǎng)切片。每個(gè)切片都具有一組定制的網(wǎng)絡(luò)資源，包括頻譜和信道、無線電接入以及包括安全性在內(nèi)的核心網(wǎng)絡(luò)功能。

例如，超低延遲和高可用性切片非常適合自動(dòng)化制造、互聯(lián)汽車和遠(yuǎn)程手術(shù)。相比之下，具有大量傳感器和設(shè)備(如流視頻攝像機(jī))的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可以被分配一個(gè)專為上行鏈路大量通信量身定制的切片。

但是，網(wǎng)絡(luò)切片的靈活性和能力取決于運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)和頻譜資產(chǎn)所允許的范圍。例如，某些垂直行業(yè)依賴于超低延遲功能，而其他垂直行業(yè)則需要超高速下載速度。有些需要高度本地化的連接(例如工廠的小型小區(qū))，而另一些則需要全國范圍的連接(例如，支持公共事業(yè)公司傳感器的龐大宏觀網(wǎng)絡(luò))。

這些示例中，每一個(gè)都需要不同的頻譜和網(wǎng)絡(luò)資源。超低延遲服務(wù)和高速寬帶服務(wù)由于其無線資源需求不兼容，需要不同的頻段。同樣，高容量、本地化的服務(wù)更適合1GHz以上的工作頻段，而全國范圍的服務(wù)則更需要1GHz以下的工作頻段。移動(dòng)運(yùn)營商最適合提供所設(shè)想的各種服務(wù)，包括由于垂直行業(yè)的特定要求而需要租用頻譜的專用網(wǎng)絡(luò)。

全球監(jiān)管機(jī)構(gòu)正在積極制定5G頻譜計(jì)劃，其中一些已經(jīng)完成了第一批任務(wù)。重點(diǎn)放在新的移動(dòng)頻段上，包括已在許多國家/地區(qū)分配的3.5GHz范圍(即3.3-3.8GHz)的頻譜。其他頻段也在考慮中。

例如：

. 包括中國和日本在內(nèi)的一些國家計(jì)劃將4.5-5GHz頻段的頻譜用于5G；

. 越來越多的國家正在考慮使用3.8-4.2GHZ頻段和5925/6425-7125MHz；

. 還有興趣為5G分配2.3GHz和2.5/2.6GHz頻段。

然而，最快的5G速度取決于對24GHz以上的新毫米波波段的識別。這些將在世界無線電通信大會(WRC-19)的議程項(xiàng)目1.13下達(dá)成基本共識，該議程正在評估24.25-86GHz范圍內(nèi)的頻段。在另一端頻譜，歐洲已優(yōu)先考慮將700MHz頻段用于廣域5G部署，而美國已授權(quán)600MHz頻段。

監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供的新5G頻段也將影響網(wǎng)絡(luò)的部署方式。主要的5G中頻段(例如3.5GHz)和毫米波頻段(例如26GHz和28GHz)適用于城市熱點(diǎn)地區(qū)需要增加容量的密集5G小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)。但是，這些頻段也適用于使用波束成形的宏基站，從而實(shí)現(xiàn)更大的區(qū)域覆蓋(包括固定無線接入)。

這些技術(shù)的進(jìn)步意味著3.5GHz頻段不僅可以提供與當(dāng)前2.6GHz和1800MHz移動(dòng)頻段相同的覆蓋范圍，并且可以使用相同的基站。另一方面，600MHz和700MHz支持包括物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的廣域5G服務(wù)。

5G也是大多數(shù)國家首次大規(guī)模推出時(shí)分雙工(TDD)蜂窩網(wǎng)絡(luò)。3GHz以上的所有5G頻段(包括重要的3.5GHz和毫米波頻段)都將采用TDD。這意味著TDD網(wǎng)絡(luò)上的基站和終端用戶設(shè)備在不同時(shí)間使用同一信道進(jìn)行傳輸。

這會在不同的5G網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)和之間產(chǎn)生干擾問題。例如，來自一個(gè)網(wǎng)絡(luò)基站的高功率傳輸會干擾其他網(wǎng)絡(luò)的基站從較低功率的最終用戶設(shè)備接收信號的能力。

干擾緩解措施可能要求在同一頻率范圍和同一區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的所有4G和5G網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行同步。基站需要在同一固定時(shí)間段發(fā)射，而所有4G和5G設(shè)備都需要在不同時(shí)間段發(fā)射。選擇的同步方法會影響同一頻段的使用案例。

例如，超低延遲5G的應(yīng)用在相同的頻段和區(qū)域難以支持超高速移動(dòng)寬帶5G的應(yīng)用。移動(dòng)運(yùn)營商應(yīng)該能夠利用5G的各種頻段來克服這一問題。監(jiān)管機(jī)構(gòu)在選定5G TDD頻段的頻譜時(shí)，需要將這些技術(shù)問題及其造成的影響納入考慮范圍。