由于第五代数字蜂窝移动通信系统(5G/IMT-2020)的使用场景包括:增强型移动宽带(eMBB);超可靠和低延迟通信(URLLC);大规模机器类型通信(mMTC)等,使得5G的频谱规划安排变得复杂的多。ITU在为5G的频谱规划做出了大量的研究和标准化工作。
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一、关于IMT的频谱安排
ITU对于5G系统采用的名称为IMT-2020,即称为IMT的家族成员,其成员目前还包括IMT-2000(3G)和IMT-Advanced(4G)。因此,ITU对于IMT的频谱规划给出的安排起始于IMT-2000(3G)。ITU-R在1994年3月根据WRC-92会议的安排,首次发布了ITU-R建议M.1036-0《在1885~2025MHz和2110~2200MHz实施IMT-2000的频率安排考虑》,
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ITU-R建议M.1036-0发布之后,经过了3次修订,基本上是针对IMT-2000(3G)的频谱安排。但在2012年3月的第4次修订时,ITU-R开始注意为IMT家族的频谱来安排,已经不再是专门针对IMT-2000了,此时,其建议书的名称变为M.1036-4《“无线电规则”中为IMT确定的频段内实现国际移动通信(IMT)地面部分的频谱安排》(注意:移动通信业务包括地面通信部分和卫星通信部分)。在2015年10月又进行了第5次的修订(M.1036-5),至此,ITU-R对于IMT的频谱安排基本上是涉及的IMT-2000(3G)和IMT-Advanced(4G)的。
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二、关于涉及到IMT-2020的频谱安排
为了促进IMT-2020(5G)的部署实施,ITU-R于2019年10月又对M.1036进行了第6次的修订,发布了M.1036-6(即第7个版本)。在M.1036-6中,已开始注意到IMT-2020的频谱规划及安排。下述将对M.1036-6与M.1036-5做一对比介绍,在M.1036-6中给出的频谱安排,同样是包括各规划频段的频率安排表、频率安排图和注释。若要详细了解M.1036-6建议书具体内容请查阅下附件。
附件:ITU-R建议M.1036-6《“无线电规则”中为IMT确定的频段内实现国际移动通信(IMT)地面部分的频谱安排》
1、章节的增加:
M.1036-5只有6节;M.1036-6变为9节,即除了相关频段安排的章节外,它将M.1036-5的附件1《适于第1~6节中的频率安排的实施问题》,变为了第1节《适于频率安排的实施问题》。
2、关于450~470MHz频段(D频段)内的频率安排
M.1036-6推荐的450~470MHz频段内实施IMT时使用的频率安排为D8、D12、D13和D14;而M.1036-5安排的是D1~D11。
3、关于470~960MHz频段(A频段)内的频率安排
M.1036-6和M.1036-5在A频段的频率安排是相同的,均为A1~A10共10段频率,即安排的是694~960MHz段,但M.1036-6中的注释有许多变化。
4、关于1427~1528MHz频段(G频段)内的频率安排
该频段是M.1036-6新增的频段,称为G频段,安排的是G1、G2和G3,其中G3用于TDD。但1492~1518 MHz频段上的IMT与1518~1525 MHz频段上的MSS存在临频兼容性问题,有待于进一步的研究。
5、关于1710~2200MHz频段(B频段)内的频率安排
M.1036-6和M.1036-5在B频段的频率安排是相同的,均为B1~B7共7段频率。
6、关于2300~2400MHz频段(E频段)内的频率安排
M.1036-6和M.1036-5在该E段的频率安排是相同的,即为E1,共100MHz带宽,仅供TDD使用。
7、关于2500~2690MHz频段(C频段)内的频率安排
M.1036-6和M.1036-5在C频段的频率安排是相同的,即为C1、C2和C3。
8、关于3300~3700MHz频段(F频段)内的频率安排
在该F频段的安排,M.1036-6与M.1036-5相比,M.1036-5只安排了F1和F2,即频率范围为3400~3600MHz,该范围供TDD使用时命名为F1;共FDD使用时命名为F2。而M.1036-6中除仍使用F1和F2的频率安排外,又增加命名了F3,即频率范围扩大为3300~3700MHz频段,仅供TDD使用,并可分段为3 300~3 400 MHz、3 400~3 600 MHz和3 600~3 700 MHz实施。
9、关于4800~4990MHz频段(H频段)内的频率安排
该频段是M.1036-6新增的频段,称为H频段,仅安排的是H1,这190MHz带宽全供TDD使用。
下表2汇总了M.1036-6安排用于IMT的频段及频率,并包括了ITU《无线电规则》(RR,Radio Regulations)的相关脚注索引(摘自RR的2016年版第5条)。M.1036-6要求,各国主管部门可在《无线电规则》确定为移动业务划分的频段以外的频段中部署 IMT,或部分频段部署了IMT系统,主管部门可仅在《无线电规则》为IMT确定的一些或部分频段中部署IMT。同时强调指出,在任何划分给作为主要业务的移动业务但并未确定用于IMT的频段内使用IMT,亦应遵守《无线电规则》中的相关技术和规则条款以及最新的适用ITU-R 建议书。
表2:M.1036-6安排的IMT频段与相关RR脚注索引
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请注意,M.1036-6安排的是IMT使用的频段,因此在部署使用于IMT-2020(5G)时,要协调与IMT-2000(3G)和IMT-Advanced(4G)的频段使用。
三、关于毫米频段(mmWave)
1、M.1036-6安排的是中低频段
我们知道,IMT-2020(5G)的一个主要特性是增强型移动宽带(eMBB),为了实现高带宽,需要把IMT-2020(5G)所使用的频谱扩展到毫米频段(mmWave),即极高频(EHF)频率。然而,在ITU-R建议M.1036-6中的IMT频谱安排仍然只是6GHz以下的中低频段,还未涉及到6GHz以上的频段,因为这是在等待ITU的WRC-19会议的商定。ITU-R为WRC-19会议准备的待商定研究的高频频段,即毫米频段(mmWave)详见下表3-1中。
表3-1:WRC-19将要商定的IMT高频频段表
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2、WRC-19的IMT高频段的确认
ITU已于2019年10月28日~11月22日,在埃及的沙姆沙伊赫顺利的召开了2019年世界无线电通信大会(WRC-19)。在该次大会上已确定了用于IMT的高频频段(即mmWave),具体详见下表3-2,包括带宽与RR的脚注号。与WRC-19之前可用的1.9 GHz带宽相比,大会为IMT总共确定了17.25 GHz频谱。在这个数字中,全球范围内的频谱已经达到14.75 GHz的协调,达到了全球范围的85%。因此, WRC-19为IMT确定的这些新的高频段频率要待2021年1月1日起生效。
表3-2:WRC-19为IMT确定的毫米频段(mmWave)及相应的RR脚注号
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ITU-R将对WRC-19为IMT确定的这些新的高频段频率需要进行进一步的研究、论证与评估,很快将会在M.1036的新版本或其它相关建议中给出具体的频谱安排。表2与表3-2构成了ITU-R对于IMT目前所确认的全部频段。另外,ITU-R还为IMT准备了正在研究的频段,有待于提交WRC-23所确认,具体频段详见下表3-n。
表3-n:ITU-R为IMT准备的正在研究的频段
四、2019年前全球5G/IMT-2020频段的使用
实际上,由于ITU-R所研究确定的IMT频谱的安排工作量巨大,需要试验、验证和评估,使得世界上许多国家依照《无线电规则》为IMT确立的规则,先行开展了5G/IMT-2020频段频率的规划与部署、使用。
美国无线通信和互联网协会(CTIA)委托易观梅森咨询公司为该协会编写的《5G全球竞赛报告(2019年)》,是连续第二年对全球5G频谱和基础设施政策和市场部署情况进行的比较,调查世界不同市场的5G准备情况,同时比较研究用于5G商用和业务演进的不同频谱与基础设施方面的政策和方法。
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