淺析5G網絡無線頻譜資源分配

李海舟 李性南

摘? 要：本文首先簡單介紹什么是5G，然后分析影響頻譜資源分配的各個要素，接著對高、低頻段分配頻譜資源的方式進行論證，最后對各個國家對5G授權頻段分配的進展分析和展望。

關鍵詞：5G網絡;無線頻譜;資源分配

1.概述

5G是第五代移動通信技術的簡稱，但與4G、3G、2G不同的是，5G并不是獨立的、全新的無線接入技術，而是對現有無線接人技術的技術演進，以及一些新增的補充性無線接人技術集成后解決的總稱。鑒于移動通信發展歷史中國際上爭奪頻譜資源話語權的斗爭此起彼伏，因此關注和研究5G頻譜資源國際話語權的掌控十分重要，在5G網絡發展過程中，無線頻譜是其發展的關鍵一環，尤其是頻譜分布更是至關重要。

2.影響頻譜資源分配的因素

2.1應用場景的不同

目前，由于5G網絡發展的逐步深入，其應用場景也在不斷的增多和完善。對此，ITU-R確定了3個主要應用場景，分別為增強型移動寬帶、超高和低延遲通信以及大規模機器類通信，由于這些應用場景都需要高水平的網絡技術，因此對于5G網絡的無線頻譜的分配要求就更加嚴格。具體來說，這些分配需求可以通過對4G移動通信技術的無線頻譜進行改善和發展，再利用5G移動網絡來加以增強用戶體驗效果來實現，所以不同的應用場景對于頻譜資源分配的選擇是有很大差異的。

以上三種特殊的應用場景在無線接入的空口設計以及無線頻譜的物理頻寬方面都有著不同程度的影響。其中，在物理頻寬方面，UWB載波擁有巨大的無線傳輸速率，它能夠使移動通信接入網絡時的傳輸速率達到Gbit/s的層次。在頻譜資源類型方面，主要涉及社會公共安全領域，這是由于該領域需要超強的無線電波來穿透各種障礙物，從而更好地實現無線網絡的全面覆蓋。

2.2現場部署環境的差異性

頻譜資源分配不僅與應用場景有巨大的關聯，也與現場的部署環境具有很大的聯系。具體表現在很多方面，比如在相鄰頻段運行的無線系統對于蜂窩移動通信的正常運行和工作會產生巨大的影響，因為各類無線頻段如果過于接近，那么會對無線網絡的正常運作造成巨大的干擾，主要體現在無線頻譜的帶寬總量上。除此之外，大量網絡通信運營商的高密度網絡操作也對無線頻譜的資源分配造成了很大的影響，這些運營商由于過密的無線網絡操作，在很大程度上會導致無線頻譜資源交叉，進而降低了網絡接入性能[3]。對此，各運營商應該保證充足的頻譜資源，避免因資源交叉而影響整體的頻譜資源分配。

3.高、低頻段分配頻譜資源的方式

3.1低頻段分配頻譜資源的方式

5G技術的應用場景很廣，但其對于不同的應用場景卻有著不同的性能和底層頻譜要求，所以在選擇5G通信技術的物理工作頻段時應充分考慮其具體應用場景和業務類型。目前來說，原來的無線頻譜資源已經實現了固定分配，并處于授權型頻段內，為了使己用的技術與特性能夠得到進一步的發揮，因此業界在低頻段內部署5G移動通信系統大多都是利用了4G網絡的后續演進系統。但是，為了更好的實現商業化，僅僅依靠原先己被固定的無線頻譜資源是不夠的，換句話說，為了適應移動寬帶網絡中日益增長的數據流量和視頻流量需求，5G技術中的無線頻譜資源應該被注入新的血液。從現階段而言，現有移動寬帶網絡的可用性及系統容量的擴展仍可使用位于6GHz以下物理頻段內的無線頻譜資源。

3.2高頻段分配頻譜資源的方式

6GHz以上的高頻段信號的特點是指向性強、流量密度高，這樣一來，其他類型的應用對短距離傳輸的超高數據吞吐量的要求就能夠得到充分的滿足，因此，當前的主要任務是將移動寬帶接入服務的頻譜資源擴展到6GHz。但是，因為無線電波的穿透損耗與散射損耗會隨著頻率值的增大而增加，為了彌補這些損耗，我們應重點考慮根據不同物理頻段的特性來合理分配6-100GHz之間的頻段。

4.各個國家對5G授權頻段分配的進展分析

近幾年，各個國家都加大了對5G授權頻段分配的研究力度，并取得了一些成效。例如某些國家針對業務類型的不同，制定出了無線頻譜資源的使用規范，同時為防止帶內/外干擾建立了相應的技術規范;而也有些國家或地區也強制規定了一些特定的技術，而這些技術中大多是用于提供移動通信及寬帶數據接入服務的，并且頻譜資源是其專用的物理頻段。

我國也在逐步研究5G頻譜的需求預測、候選頻段的選取等問題，到目前為止，5G面向2030年的頻譜需求總量估算、6-100GHz高頻段候選頻段的優先級研究等工作己經完成。在WRC-15會上，新增的一個5G全球統一頻率是1427-1518GHz，而這項工作也是由我國率先完成的，遺憾的是我國在高頻段方面還沒有較大的突破。

5.結束語

進入5G時代，我國己形成強大的標準與技術團隊，并與歐盟、日韓等國協同，成為5G標準的主要力量。但是，在5G頻譜資源領域，我國仍處于弱勢地位，如果不能在國家頻譜立法、國家頻譜路線圖和頻譜管理與支持能力建設方面急起直追，我國將面臨喪失爭奪5G頻譜資源話語權的風險。在即將到來的5G網絡時代，網絡中用戶設備和數據流量將呈現指數式的增長。然而，未來很長一段時間內，5G網絡依然面對著低頻段擁擠，高頻段開發不利的局面。所以，有限的頻譜資源供需不平衡的問題依然嚴峻。

參考文獻

[1]? 姚春鴿.5G之路，就在腳下[N].人民郵電報，2015-07-17.

作者簡介：李海舟，現就職于中國聯合網絡通信有限公司玉林市分公司云網運營中心，主要研究無線網絡優化。

李性南，現就職于中國聯合網絡通信有限公司玉林市分公司云網運營中心，主要研究無線網絡建設和優化。