概述
频率的定义
频率的定义是单位时间内完成周期性变化的次数叫做频率,常用f表示,单位为秒分之一。为了纪念德国著名物理学家赫兹的贡献,人们把频率的单位命名为赫兹,简称“赫”,符号为Hz。
为了合理使用频谱资源,保证各种行业和业务使用频谱资源时彼此之间不会干扰,国际电信联盟无线委员会(ITU-R)颁布了国际无线电规则,对各种业务和通信系统所使用的无线频段都进行了统一的频率范围规定。
首先,咱们先来看看无线电频率与波段的划分:
关于5G NR
大家知不知道5G有哪些频段吗?对于5G频谱的划分是怎么的呢?带着这些问题,我们先来看看最新3GPP的对于5G标准的划分。目前3GPP已指定5G NR 支持的频段列表(可查阅TS 38.104 “NR;基站无线发射与接收”规范),这些规范规定了5G NR基站与终端发射与接收的性能要求,其中规定了5G NR频率分为以下两部分FR1和FR2。
在目前最新2019年4月发布的15.50版规范中,首次将450MHz降低为410MHz,将6.0GHz提升为7.125GHz,具体如下图所示:
(1) 、Frequency range 1 (FR1):频段范围为7.125GHz以下,部分频段跟目前使用中的2G/3G/4G的频段是重合的,具体如下:
频率范围:410MHz - 7.125GHz
最大信道带宽:100MHz
(2) 、Frequency range 2 (FR2):就是5G全新的毫米波频段:
频率范围:24.25GHz - 52.6GHz
最大信道带宽400MHz
5G NR最大可以支持16CC(ComponentCarrier,CC)载波聚合
由于5G NR定义了灵活的子载波间隔,不同的子载波间隔对应不同的频率范围,具体如下:
众所周知,TDD和FDD是LTE移动通信系统的两个调制方式,同样,在5G NR频段里,也对频段进行了划分,同时还引入了新的SDL和SUL频段,其定义如下义:
TDD 时分双工
FDD 频分双工
SDL (Supplementary)辅助下行频段
SUL(Supplementary)辅助上行频段
与LTE不同是,5G NR频段号标识是以“n”开头,儿LTE的频段是以“B”开头,如B1(Band 1),5G NR则称为n1。
截止至2019年4月份,3GPP指定的5G NR(新空口)频段具体如下:
FR2:
如上图所示,5G NR也包含了部分LTE 频段,同时也增加了一些新的频段。目前,全球最有可能优先部署的5G频段为n77、n78、n79、n257、n258和n260,频率分别集中在:3.3GHz-4.2GHz、4.4GHz-5.0GHz和毫米波频段26GHz/28GHz/39GHz。
全球5G频谱分配情况
2016年7月14日,美国联邦通信委员会(FCC)分别就5G NR高、中、低频段资源全票通过24 GHz以上频谱用于无线宽带业务的法令,会议共规划10.85 GHz高频段频谱用于5G无线技术,包括28 GHz、37 GHz、39 GHz(38.6~40 GHz)共3.85 GHz许可频谱和64~71 GHz共7 GHz免许可频谱。同时,2017年11月16日,FCC发布新的频谱规划,批准将24.25~24.45 GHz、24.75~25.25 GHz和47.2~48.2 GHz频段共1 700 MHz频谱资源用于5G业务发展。至此,美国FCC共规划了12.55 GHz的毫米波频段的频谱资源。
欧盟
欧盟委员会无线频谱政策组(RSPG)于2016年11月10日发布了欧洲5G频谱战略方案,明确提出,3400~3800 MHz频段将作为2020年前欧洲5G部署的主要频段,毫米波频段方面明确将24.25~27.5 GHz频段将作为欧洲5G高频初期部署频段,同时建议欧盟各成员国保证26 GHz频段的一部分在2020年前可用于满足5G市场需求。此外,欧盟将继续研究31.8~33.4 GHz、40.5~43.5 GHz频段等其他高频频段。
日本
2016年7月15日,日本总务省(MIC)发布了面向2020年无线电政策报告,面向2020年5G商用,主要集中低频包括3600~3800 MHz和4400~4900 MHz,高频包括27.5~29.5GHz频段和其他WRC-19研究频段。并希望在2020年奥运会推出5G高频段移动商用服务。
韩国
2016年11月7日,韩国未来创造科学部(MSIP)宣布原计划为4G准备的3.5 GHz(3 400~3 700 MHz)频谱转成5G用途,2017年韩国重新回收此前发放的3.5 GHz频谱,作为后续5G频谱重新发牌,展开5G研究测试。
中国
低频段资源方面,尤其是1 GHz以下频谱资源,是移动通信系统的黄金频率,相对于中频段、高频段可以获得更好的室内和广域覆盖效果。我国目前规划并分配给运营商的1 GHz以下频谱资源共72 MHz,包括中国电信825~835/870~880 MHz共2×10 MHz,中国移动889~909/934~954 MHz共2× 20 MHz,中国联通909~915/954~960 MHz共2×6 MHz,且目前频段上不大都还需要承担着2G/3G/4G业务,并计划部署NB-IoT等物联网技术,预计3~5年内难以完全清退用于5G eMBB网络部署。为更好满足未来5G 网络的发展,我国亟需1 GHz以下的低频谱资源(如700 MHz),需要尽快推动相关频段的规划。
为了尽快完成5G中频谱分配,2018年12月6日,倍受关注的三大运营商5G频谱分配方案终于尘埃落定,离5G商用进程又进一步。全国三大运营商围获得全国范围内5G系统中低频段试验频率使用许可,为产业界释放了明确信号,将加快我国5G对应的产业链的快速布局,加快5G网络建设开展相关研究工作。
据了解,此次中国电信获得3400MHz-3500MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源;中国移动获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段的共260MHZ带宽的5G试验频率资源。其中2515-2575MHz、2635-2675MHz和4800-4900MHz频段为新增频段,2575-2635MHz频段为重耕中国移动现有的TDD-LTE(4G)频段;中国联通获得3500MHz-3600MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源。
3.5GHz的全球产业链最为成熟3.5GHz的国际协同也更好,因此联通、电信没有“吃亏”。与此同时,移动也“赚了”,获得了两个频段,2.6G频段虽然产业成熟度差一些,但好覆盖、成本低。
从全球的趋势来看,各运营商加速了5G商用计划,平昌冬奥会上韩国展示5G业务,美国运营商AT&T表示2019年即将开启5G商用元年。据统计,截至2018年1月初,全球共有56个国家/地区的113家移动运营商正在对5G支持和候选技术进行测试、试验或获得许可开始现场试验,已经有17个国家/地区发布了5G频谱拍卖或5G商用牌照发放计划。
、
结语
从整体来看,全球对5G的频谱构架认知基本趋同:统筹高中低频段的频谱资源。未来5G网络将是高低频谱协同组网。中频段主要指C频段(3400~3800 MHz)将是全球5G部署的核心频段,是5G网络的主要覆盖与容量层;高频段24.25~27.5 GHz、28GHz和40GHz频段是高频段方面的热点,是5G网络超大容量层,用于满足大容量、高速率的业务需求;1GHz 以下如700 、600 MHz为5G网络的覆盖层,主要满足广域和深度室内覆盖。
最后
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