各国迈向5G频谱统一 5G时代将提前来临
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自2016年起美、欧、日、韩、中国等主要国家皆积极争夺5G话语权,美国于2016年7月发布5G高频频段,预计投入4亿美元支援5G试验及研发,Verizon自2017年启动部分5G试验,欧盟于2016年发布5G行动计画和频率规划,预计2018年启动5G试验,并于2020年实现垂直行业服务。
日本于2017年启动5G试验,规划2020年7月东京奥运会上展现5G商用,韩国更积极于2015年发表5G国家战略,投入1.6万亿韩元(约928.5亿人民币),并于2018年2月冬奥会启动5G应用。
在5G频谱规划上,美国已于2016年规划5G频谱,中国预计2017年底前规划5G中低频谱,之后再考虑采用高频使用,并陆续建置全球最大5G外场试验环境,相较于其他国家仅发布5G频谱战略和试验频段,中国有望在5G技术上占有一席之地。
1. 各国积极在频谱分享技术上努力
无线电频谱资源具有不可再生之资源特色,为行动宽频通讯和移动互联网发展关键,因此必须审慎规划。目前各国多采用频率招标、拍卖方式,透过市场机制发挥最佳作用,对于旧频率的回收,甚至是如何激励低效频率持有业者更积极主动的让出其频率,相关频段的释放和再利用,成为各个电信监理机关的挑战。以美国为例,其于2017年建立无线电频谱执照偕同规管架构,以促进频谱有效活化,若要推动频谱共享事半功倍,可先尝试国家和业者合作(监理+政府补助)。
基本上,在5G形成的重要元素中,其技术目标以支援各类Packet Length与不同的Symbol Numerology来符合多样的服务需求与建置情境。其中,在超高可靠超低时延通讯uRLLC(Uultra-Reliable Low Latency Communication)应用的主要需求与挑战为低时延(Low Latency)Short Packet降低通道编码增益(Reduce Channel Coding Gain)。
然而超高可靠性(Ultra-High Reliability)重传、校验、冗余(Re-Transmission, Parity, Redundancy)但却增加延迟(Increase Latency),其相关应用场景为V2X车联网及工业物联网(Industrial Internet of Things,IIoT)。而5G为物联网而生,也因为物联网更显重要。
5G技术难度远高于4G,其频谱需求范围更大,也因此频谱分享新思维已成形。
2. 5GNR将充分采用各频谱类型,包括授权、非授权和共享频谱
共享频谱可作为建构网络创新,提供5G系统操作最佳化,并使用过去未用或难以在目前免授权频段实现,以发展新的商业模式。
预计5G NR(New Radio)将直接支援所有不同类型的频谱,对于分享频谱亦有可遵循的技术方针,透过分享频谱接取(Access)系统之构想,将频谱分享管理机制落实,对于频谱资料蒐集、管理分派与执行,可有完善长期规划政策基础。
基本上,从单一频谱使用效率到跨频谱分享,行动网络业者(Mobile Network Operators,MNOs)需要更多频宽与更经济的技术来消化与满足使用者需求,在无线网络服务提供商(Wireless Internet Service Providers,WISPs)则需要更新技术提升效能与特色来巩固市场并可增加新的营运模式,其中在频谱共享机制之使用者成本因素上,包括资料库建置、营运成本(使用者依公平合理原则分摊)与频率使用费(依规定支付)。
目前美国已推出5G监管政策和频谱共享白皮书,包括5G网络设计、建置与部署,监管涵盖5G网络架构,以支援现有紧急应用和政府服务,并提供新的公共服务能力,另一方面,在5G网络部署上,规范5G无线接口技术,包括3GPP 5G NR要项,并解释相关之监管细则,尤其是5G系统之车对车网络容量的增加及可靠性的提高。