浅析5G网络无线频谱资源分配

李海舟 李性南

摘  要：本文首先简单介绍什么是5G，然后分析影响频谱资源分配的各个要素，接着对高、低频段分配频谱资源的方式进行论证，最后对各个国家对5G授权频段分配的进展分析和展望。

关键词：5G网络;无线频谱;资源分配

1.概述

5G是第五代移動通信技术的简称，但与4G、3G、2G不同的是，5G并不是独立的、全新的无线接入技术，而是对现有无线接人技术的技术演进，以及一些新增的补充性无线接人技术集成后解决的总称。鉴于移动通信发展历史中国际上争夺频谱资源话语权的斗争此起彼伏，因此关注和研究5G频谱资源国际话语权的掌控十分重要，在5G网络发展过程中，无线频谱是其发展的关键一环，尤其是频谱分布更是至关重要。

2.影响频谱资源分配的因素

2.1应用场景的不同

目前，由于5G网络发展的逐步深入，其应用场景也在不断的增多和完善。对此，ITU-R确定了3个主要应用场景，分别为增强型移动宽带、超高和低延迟通信以及大规模机器类通信，由于这些应用场景都需要高水平的网络技术，因此对于5G网络的无线频谱的分配要求就更加严格。具体来说，这些分配需求可以通过对4G移动通信技术的无线频谱进行改善和发展，再利用5G移动网络来加以增强用户体验效果来实现，所以不同的应用场景对于频谱资源分配的选择是有很大差异的。

以上三种特殊的应用场景在无线接入的空口设计以及无线频谱的物理频宽方面都有着不同程度的影响。其中，在物理频宽方面，UWB载波拥有巨大的无线传输速率，它能够使移动通信接入网络时的传输速率达到Gbit/s的层次。在频谱资源类型方面，主要涉及社会公共安全领域，这是由于该领域需要超强的无线电波来穿透各种障碍物，从而更好地实现无线网络的全面覆盖。

2.2现场部署环境的差异性

频谱资源分配不仅与应用场景有巨大的关联，也与现场的部署环境具有很大的联系。具体表现在很多方面，比如在相邻频段运行的无线系统对于蜂窝移动通信的正常运行和工作会产生巨大的影响，因为各类无线频段如果过于接近，那么会对无线网络的正常运作造成巨大的干扰，主要体现在无线频谱的带宽总量上。除此之外，大量网络通信运营商的高密度网络操作也对无线频谱的资源分配造成了很大的影响，这些运营商由于过密的无线网络操作，在很大程度上会导致无线频谱资源交叉，进而降低了网络接入性能[3]。对此，各运营商应该保证充足的频谱资源，避免因资源交叉而影响整体的频谱资源分配。

3.高、低频段分配频谱资源的方式

3.1低频段分配频谱资源的方式

5G技术的应用场景很广，但其对于不同的应用场景却有着不同的性能和底层频谱要求，所以在选择5G通信技术的物理工作频段时应充分考虑其具体应用场景和业务类型。目前来说，原来的无线频谱资源已经实现了固定分配，并处于授权型频段内，为了使己用的技术与特性能够得到进一步的发挥，因此业界在低频段内部署5G移动通信系统大多都是利用了4G网络的后续演进系统。但是，为了更好的实现商业化，仅仅依靠原先己被固定的无线频谱资源是不够的，换句话说，为了适应移动宽带网络中日益增长的数据流量和视频流量需求，5G技术中的无线频谱资源应该被注入新的血液。从现阶段而言，现有移动宽带网络的可用性及系统容量的扩展仍可使用位于6GHz以下物理频段内的无线频谱资源。

3.2高频段分配频谱资源的方式

6GHz以上的高频段信号的特点是指向性强、流量密度高，这样一来，其他类型的应用对短距离传输的超高数据吞吐量的要求就能够得到充分的满足，因此，当前的主要任务是将移动宽带接入服务的频谱资源扩展到6GHz。但是，因为无线电波的穿透损耗与散射损耗会随着频率值的增大而增加，为了弥补这些损耗，我们应重点考虑根据不同物理频段的特性来合理分配6-100GHz之间的频段。

4.各个国家对5G授权频段分配的进展分析

近几年，各个国家都加大了对5G授权频段分配的研究力度，并取得了一些成效。例如某些国家针对业务类型的不同，制定出了无线频谱资源的使用规范，同时为防止带内/外干扰建立了相应的技术规范;而也有些国家或地区也强制规定了一些特定的技术，而这些技术中大多是用于提供移动通信及宽带数据接入服务的，并且频谱资源是其专用的物理频段。

我国也在逐步研究5G频谱的需求预测、候选频段的选取等问题，到目前为止，5G面向2030年的频谱需求总量估算、6-100GHz高频段候选频段的优先级研究等工作己经完成。在WRC-15会上，新增的一个5G全球统一频率是1427-1518GHz，而这项工作也是由我国率先完成的，遗憾的是我国在高频段方面还没有较大的突破。

5.结束语

进入5G时代，我国己形成强大的标准与技术团队，并与欧盟、日韩等国协同，成为5G标准的主要力量。但是，在5G频谱资源领域，我国仍处于弱势地位，如果不能在国家频谱立法、国家频谱路线图和频谱管理与支持能力建设方面急起直追，我国将面临丧失争夺5G频谱资源话语权的风险。在即将到来的5G网络时代，网络中用户设备和数据流量将呈现指数式的增长。然而，未来很长一段时间内，5G网络依然面对着低频段拥挤，高频段开发不利的局面。所以，有限的频谱资源供需不平衡的问题依然严峻。

参考文献

[1]  姚春鸽.5G之路，就在脚下[N].人民邮电报，2015-07-17.

作者简介：李海舟，现就职于中国联合网络通信有限公司玉林市分公司云网运营中心，主要研究无线网络优化。

李性南，现就职于中国联合网络通信有限公司玉林市分公司云网运营中心，主要研究无线网络建设和优化。