5G混戰 美日中歐如何搶占頻譜資源？

　　日前，FCC投票通過了5G毫米波頻段的頻譜分配。

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

　　支持者聲稱這個行動將會使美國在全球競賽中處于領先，并將在1GHz以下到60GHz以上頻率提供廣泛的下一代蜂窩服務。然而，中國、歐洲、韓國和日本等國家和地區幾年前就創辦了協會來開展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調持樂觀態度。

　　這個計劃基于美國國家科學基金會的一個名為“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、政府和學術研究人員可以據此研究下一代蜂窩技術和服務。

　　這些測試平臺將由AWRI下的“先進無線研究方案平臺(PAWR)”協會創建。該協會工作目標涉及許多5G技術，包括：利用小蜂窩在幾個城市街區實現高達100Gb/s數據率的毫米波;6GHz以下頻段的動態頻譜使用;帶無線邊緣的有線數據網絡架構;大規模移動網絡的架構和管理技術;通過遠程無線網狀網使用空白信號頻段傳輸Gb/s鏈路的技術;測量和監控無線網絡性能、安全性和可靠性的新方法;未來蜂窩應用和服務。

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

　　高通和英特爾的專家指出，在全球范圍內將5G服務劃分到1GHz以下至60GHz以上的低、中、高頻段已經形成共識。他們還樂觀地表示，監管機構將會為5G選定比LTE更少的頻段——目前的4G網絡在全球總共有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，FCC一致投票決定為5G保留28GHz、37GHz、39GHz以及64GHz到71GHz的新未授權頻段。在1GHz以下頻段，美國預計將會使用600MHz空白電視信號頻段。主流5G服務預計將使用3.5GHz頻段。

　　在歐洲，無線電頻譜政策組已經發布征求意見，將3.4至3.8GHz和700MHz用作5G頻段。此外，據說歐洲已為5G預留了32GHz頻段。在中波段，中國預計將使用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。考慮到高頻段設備開發的復雜性，最開始的部署可能會集中在少數頻率范圍。

　　不同的5G服務可能會合并到特定頻段。“例如，某些窄帶物聯網(NB IoT)應用可能會限制到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。”他表示。

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

　　他認為，FCC的決定將在世界各地形成連鎖反應——每個人都想最先擁有5G，因此世界各地都想最先部署5G。“頻段全球統一將能實現最大的規模經濟，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的中頻段發生。然而，在毫米波頻率，5G服務將采用寬頻段。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：蜂窩物聯網先行一步

　　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。這個系統基于FPGA和DSP設計，用于測試2018年后可能出現的3GPP新標準。

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

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

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

　　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當中寬于20MHz鏈接的信道將很可能包含在最終的5G規范中。這些信道將與天線陣列和高階調制方案相結合，提供更快的數據速率。

　　為了降低延遲，5G也可能將上下行鏈路通信集成到統一的數據幀，從而應答信號將在接收到傳輸之后自動發送。這種方法可以將現在LTE的8ms延遲縮短到1ms延遲。延遲減小可以實現許多新的應用，包括網絡切分或讓一個鏈路在多個共享應用之間快速切換。

　　3GPP正在通過加寬信道和重新設計子幀，實現更高的數據速率，來提供更多的支持以啟動5G工作，高通研究部門負責5G的資深工程總監John Smee透露。其他可能在早期被定義的相關內容包括大規模MIMO天線的細節，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。

　　涉及關鍵任務和物聯網服務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，而5G的目標是實現新的商業模式、產品種類和尺寸，如VR頭盔。高通正努力創造一個靈活的標準來適應不同的場景。

　　并不是只有高通在研發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升級到5G類服務的軟件插件計劃，包括大規模和多用戶MIMO天線陣列、減少延遲、無線接入網虛擬化和智能路由。明年將會有產品推出。

　　愛立信4G/5G產品組合戰略經理Antti Keintola表示，愛立信已經有了一個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場試驗，在某些案例中實現了超過25Gb/s的峰值下行鏈路吞吐量。