(CWW)无线电频谱作为稀缺的战略资源,是无线技术发展的基础。IMT(国际移动通信)系统及无线局域网(RLAN)系统的不断发展,以及数据业务量的不断增长,对可用频谱资源提出了更高需求。6GHz频段(5925MHz~7125MHz)是中频频率的重要组成部分,兼顾了低频段的覆盖优势和高频段的容量优势,能够实现数千兆赫兹大带宽频谱连续分配,是广域大容量连接的最佳候选频段。
以IMT系统为例,6GHz频段是对现有5G网络带宽的进一步扩展,可以满足多种不同场景需求。GSMA数据显示,截至2022年第一季度,75%的5G网络使用了3.3GHz~4.2GHz、4.4GHz~5GHz等中频频段。随着5G应用快速发展,中频段作为5G部署核心频段的需求将不断增加。GSMA预测,2030年5G中频段将带动超过6100亿美元的全球GDP,而6GHz频段是实现5G社会经济价值的关键。
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当前,6GHz频段规划和使用成为各国关注的焦点,目前欧洲、美洲、亚太地区的部分国家已经提出或正在研究6GHz频段规划;而2023年世界无线电通信大会(WRC-23)的1.2议题,将对6GHz等频段新增IMT使用标识进行研究。
国际6GHz频段划分现状及发展情况
国际6GHz频段无线电业务划分现状
根据国际电信联盟《无线电规则》,6GHz频段被划分用于多种无线电业务。其中,5925MHz~6700MHz频段主要业务有固定、卫星固定(地对空)及移动业务,6700MHz~7075MHz频段主要业务有固定、卫星固定(地对空及空对地)及移动业务,7075MHz~7125MHz频段主要业务有固定和移动业务。
WRC-23将讨论6GHz部分频段标识用于IMT系统
WRC-23的1.2议题主要审议将3300MHz~3400MHz、3600MHz~3800MHz、6425MHz~7025MHz、7025MHz~7125MHz和10.0GHz~10.5GHz频段标识用于IMT地面部分频率的相关事宜,其中包括6425MHz~7025MHz频段标识为区域性IMT新频段和7025MHz~7125MHz标识为全球性IMT新频段。
ITU-R 5D工作组负责1.2议题研究工作,完成相关频段可能使用IMT系统的技术、操作和规则研究,开展频段共用和兼容性研究,为相关频段及相邻频段已有主要业务提供保护,不对其施加额外规则或技术限制。
ITU-R关于6GHz频段IMT与已有业务的共存分析初步结果
针对6GHz频段无线电业务共存问题,ITU-R 5D工作组正在起草《关于6425MHz~7125MHz频段IMT系统共存兼容性研究的工作文件》。该文件分析了7145MHz~7190MHz频段空间研究业务及固定业务、6425MHz~7025MHz频段的卫星固定业务(地对空)、6700MHz~7075MHz频段的卫星固定业务(空对地)与工作在6425MHz~7125MHz频段IMT业务的共存情况。目前报告整理了多个国家或组织提交的分析结果,尚未形成最终结论。
针对7145MHz~7190MHz频段空间研究业务与6425MHz~7125MHz频段IMT系统的共存,GSMA仿真结果显示,两种无线电业务不存在干扰问题。
针对6425MHz~7125MHz频段固定业务与IMT系统的共存,俄罗斯研究结果表明,IMT系统不会对固定业务台站造成有害干扰;德国研究结果表明,保护固定业务免受干扰的必要间隔距离可能超过100千米,固定业务与IMT系统同频共存可能具有一定挑战性;中国研究结果表明,在不同干扰限制条件下,根据固定业务接收机天线高度和IMT系统参数,两类无线电业务系统的间隔距离有较大差别。
针对6425MHz~7025MHz频段卫星固定业务与6425MHz~7125MHz频段IMT系统的共存,日本研究结果表明,即使在不同干扰保护标准和概率条件下,卫星固定业务链路可满足保护标准,且有一定裕量;中国研究结果表明,在不同干扰保护标准和应用场景条件下,干噪比仍有一定裕量;爱立信研究结果表明,IMT系统对卫星固定业务干扰远低于干噪比保护标准确定的水平;法国研究结果表明,对于卫星天线的所有方向,来自IMT基站的集总干扰始终满足长期保护标准,具有一定裕量。
针对6700MHz~7075MHz频段卫星固定业务和6425MHz~7125MHz频段IMT系统的共存,沙特和约旦研究结果表明,IMT基站和用户设备会对现有卫星固定业务造成干扰;俄罗斯研究结果表明,城市IMT室外宏基站需要与卫星固定业务地球站保持一定间隔距离,才能满足干扰保护标准。
部分国家和地区6GHz频段规划情况
目前欧洲、美洲、亚太等地区的部分国家已经提出或正在研究6GHz频段的规划方案,各国方案有所差异。总体看,以美国为代表的部分国家将6GHz频段用于RLAN;欧盟内的无线电规则一区国家倾向于将6GHz低段(5945MHz~6425MHz)用于RLAN系统,将6GHz高段规划用于IMT系统。其他国家和地区正在考虑以6425MHz为分隔点,分别制定用于IMT及RLAN等系统的频率规划,具体结果将在WRC-23结束后尘埃落定。
欧洲部分国家6GHz频段规划
2021年,欧盟委员会宣布支持欧盟各国将5945MHz~6425MHz共计480MHz频谱用于RLAN系统。对于6425MHz~7125MHz频段,尚未确定具体方案。2020年7月,英国无线电监管机构Ofcom决定将5925MHz~6425MHz共500MHz频率用于RLAN,同时该频段需满足极低功率业务户外使用要求。2022年4月,Ofcom就6GHz高段部分(6425MHz~7070MHz)是否采用共享方式使用征求意见,最终结果即将发布。
美洲部分国家6GHz频段规划
2020年4月,美国联邦通讯委员会(FCC)宣布采用免许可方式开放使用6GHz频段,目前该频段共1200MHz可用于RLAN等系统。加拿大、巴西监管机构采用与美国相同的6GHz频段规划方案。阿根廷正在研究将6GHz低段(5925MHz~6425MHz)用于RLAN系统。
亚太地区部分国家6GHz频段规划
2020年10月韩国科学与信息通信部将6GHz频段规划用于RLAN等系统,成为继美国之后第二个将6GHz频段全部规划用于RLAN的国家。2022年4月日本总务省将5925MHz~6425MHz规划用于RLAN系统,6425MHz~7125MHz频段规划正在制定中。2021年3月澳大利亚通信和媒体管理局将5925MHz~6425MHz作为RLAN系统频率,6425MHz~7125MHz频率规划正在制定中。新西兰尚未制定6GHz频段规划。
3GPP和Wi-Fi联盟围绕6GHz频段开展标准化工作
6GHz频段规划和使用成为各国关注的焦点,以3GPP为代表的IMT阵营与以Wi-Fi联盟为代表的RLAN阵营围绕6GHz频段开展了标准化工作。
2021年12月,3GPP RAN全会启动U6G(6GHz高段,6425MHz~7125MHz)作为IMT授权新频段的标准化工作。2022年6月,在3GPP RAN#96全会上,3GPP正式定义了U6G授权频谱,频段号为n104。此外,大会还决议通过了针对全6GHz频谱的Rel-18立项工作。
2021年,Wi-Fi联盟发布了Wi-Fi 6(802.11ax)的增强版本Wi-Fi 6E,主要支持系统工作在6GHz频段。目前IEEE和Wi-Fi联盟正在制定的Wi-Fi 7(802.11be)标准将支持系统工作在2.4GHz、5GHz和6GHz频段,预计2024年开展应用。
随着全球5G商用步伐进一步加快,行业应用的发展需要更多频谱支撑,未来6G发展也需要中频段资源以满足覆盖和容量需求。6GHz频段能够提供超过1GHz的连续带宽,是全球IMT系统发展的关键频段。我国无线电管理部门从频率高效使用和长远规划的角度出发,一直致力于为5G及未来6G技术寻求更多的IMT频率资源。
目前,全球多国监管机构和运营商都在关注我国6GHz频率政策。笔者对于我国6GHz频段使用有以下建议:一是持续深化国际交流合作,积极参与ITU、3GPP等组织相关议题研究,推进6GHz频段国际标准化工作,展现中国智慧;二是根据国际发展形势,推动6GHz频段IMT技术研发和产业化发展,推进5G商用和6G研发进程;三是综合考虑无线电规则、技术和产业等因素,适时开展6GHz频段规划。