5G混戰 美日中歐如何搶占頻譜資源？
日前，FCC投票通過了5G毫米波頻段的頻譜分配。
在美國聯邦通信委員會(FCC)一致投票通過在毫米波頻段為5G分配近11 MHz頻譜之后，一批美國政府機構和企業承諾將投資研究5G蜂窩網絡。
支持者聲稱這個行動將會使美國在全球競賽中處于領先，并將在1GHz以下到60GHz以上頻率提供廣泛的下一代蜂窩服務。然而，中國、歐洲、韓國和日本等國家和地區幾年前就創辦了協會來開展5G工作。
美國參與該項計劃的公司專家對此表示稱贊，并對全球5G頻譜和研究工作的協調持樂觀態度。
這個計劃基于美國國家科學基金會的一個名為“先進無線研究計劃(AWRI)”的新項目。AWRI旨在建立四個大型5G測試平臺，企業、政府和學術研究人員可以據此研究下一代蜂窩技術和服務。
這些測試平臺將由AWRI下的“先進無線研究方案平臺(PAWR)”協會創建。該協會工作目標涉及許多5G技術，包括：利用小蜂窩在幾個城市街區實現高達100Gb/s數據率的毫米波;6GHz以下頻段的動態頻譜使用;帶無線邊緣的有線數據網絡架構;大規模移動網絡的架構和管理技術;通過遠程無線網狀網使用空白信號頻段傳輸Gb/s鏈路的技術;測量和監控無線網絡性能、安全性和可靠性的新方法;未來蜂窩應用和服務。
美國國家標準技術研究所(NIST)在6月開始了一項計劃，以了解無線研究當中的分歧。下一代通信路線圖希望于10月提交一份涵蓋波形、天線、協議、安全、頻譜和架構等領域在內的綜合文件。NIST還創建了一個5G毫米波信道模型聯盟。
高通和英特爾的專家指出，在全球范圍內將5G服務劃分到1GHz以下至60GHz以上的低、中、高頻段已經形成共識。他們還樂觀地表示，監管機構將會為5G選定比LTE更少的頻段——目前的4G網絡在全球總共有40多個頻段。
但是目前各公司就5G頻譜分配仍有巨大分歧。
在毫米波頻段，FCC一致投票決定為5G保留28GHz、37GHz、39GHz以及64GHz到71GHz的新未授權頻段。在1GHz以下頻段，美國預計將會使用600MHz空白電視信號頻段。主流5G服務預計將使用3.5GHz頻段。
在歐洲，無線電頻譜政策組已經發布征求意見，將3.4至3.8GHz和700MHz用作5G頻段。此外，據說歐洲已為5G預留了32GHz頻段。在中波段，中國預計將使用3.3GHz，而日本可能使用4.4到4.9GHz。
英特爾通信政策執行董事兼副總法律顧問Peter Pitsch表示，5G頻譜不太可能比LTE頻譜更加分散?？紤]到高頻段設備開發的復雜性，最開始的部署可能會集中在少數頻率范圍。
不同的5G服務可能會合并到特定頻段。“例如，某些窄帶物聯網(NB IoT)應用可能會限制到1GHz頻率以下。ITU-R目前正在為5G研究各種頻率范圍，在2019年世界無線電通信大會可能做出決定。”他表示。
美國聯邦通信委員會在對頻段做出一致表決的同一天，發布了一份278頁的有關毫米波計劃的詳細文件，高通Brenner表示。
他認為，FCC的決定將在世界各地形成連鎖反應——每個人都想***擁有5G，因此世界各地都想***部署5G。“頻段全球統一將能實現***的規模經濟，但這在我們的生活中卻不切實際。”他補充說。
LTE使用5MHz信道，這導致了許多的排列組合，每個國家都有不同的頻譜劃分。
這也可能在一定程度上在5G的中頻段發生。然而，在毫米波頻率，5G服務將采用寬頻段。盡管一些國家可能不會使用美國的28GHz頻段，5G的一致性也會比LTE高。
5G漸近：蜂窩物聯網先行一步
高通前不久在上海移動通信世界大會中國移動展臺上展示了5G基站和終端原型。這個系統基于FPGA和DSP設計，用于測試2018年后可能出現的3GPP新標準。
在3GPP確定了針對物聯網的LTE超低功耗版本標準后，這個消息就馬上出來了。隨著物聯網新規范的出臺，3GPP將提供更多支持，加快專注移動寬帶應用的***階段5G標準的發布。這有可能為后續(2020年左右)第二階段規避掉5G物聯網規范等問題。
高通透露其5G新空口(New Radio，NR)原型將會支持兩個關鍵特性：寬于100MHz支持3Gb/s以上數據速率的信道帶寬，以及延遲低至1ms的集成子幀。
這個系統的工作帶寬為3至5GHz。該公司早前公布了一個單獨的28GHz原型系統，用于試水日后28至60GHz或以上的5G系統。
3GPP自四月以來就開始聽取5G空口的提議，并計劃在明年年初篩選出可取方法。LTE當中寬于20MHz鏈接的信道將很可能包含在最終的5G規范中。這些信道將與天線陣列和高階調制方案相結合，提供更快的數據速率。
為了降低延遲，5G也可能將上下行鏈路通信集成到統一的數據幀，從而應答信號將在接收到傳輸之后自動發送。這種方法可以將現在LTE的8ms延遲縮短到1ms延遲。延遲減小可以實現許多新的應用，包括網絡切分或讓一個鏈路在多個共享應用之間快速切換。
3GPP正在通過加寬信道和重新設計子幀，實現更高的數據速率，來提供更多的支持以啟動5G工作，高通研究部門負責5G的資深工程總監John Smee透露。其他可能在早期被定義的相關內容包括大規模MIMO天線的細節，以及更高效的6GHz以下和20GHz以上頻段的信道編碼方案和支持。
涉及關鍵任務和物聯網服務的詳細信息可能會推到5G標準的第二階段。高通認為5G將為不同類型的無線服務提供多種傳輸時間間隔支持。
3G和4G是為了直接為相同市場提供更高效的服務，而5G的目標是實現新的商業模式、產品種類和尺寸，如VR頭盔。高通正努力創造一個靈活的標準來適應不同的場景。
并不是只有高通在研發專注于移動寬帶未來的早期5G原型。日前，愛立信也宣布了從五個方面將運營商系統升級到5G類服務的軟件插件計劃，包括大規模和多用戶MIMO天線陣列、減少延遲、無線接入網虛擬化和智能路由。明年將會有產品推出。
愛立信4G/5G產品組合戰略經理Antti Keintola表示，愛立信已經有了一個5G無線測試平臺，并在日本、韓國、瑞典和美國部署了無線電原型進行現場試驗，在某些案例中實現了超過25Gb/s的峰值下行鏈路吞吐量。
該降延遲軟件可以在現有的蜂窩網絡上將20到80ms典型延遲減半。
運營商和芯片和系統提供商一樣，都熱衷于獲得5G的優勢。韓國和日本電信運營商已經宣布計劃在2018到2020年的重要活動中進行試驗，盡管到那時標準可能還不夠完善或者剛剛出來。
雖然5G標準兩年后可能還不會出來，3GPP日前已完成了其4G物聯網標準的制定，特別是Category NB1，其原名為Cat M2。該規范訂立的目標是在200MHz信道上實現200kb/s的***數據速率，但平均速率可能為40kb/s左右。
與現在的10Mb/s Cat 1和明年的1Mb/s Cat M1(eMTC)不同，Cat NB1將不支持語音或移動功能。該蜂窩規范旨在和Sigfox和LORA等超低功耗、低成本的標準相競爭。
Sequans和高通等供應商表示，它們將通過對Cat 1或Cat M的現有芯片升級固件來支持該規范。新規范對運營商來說意味著需要新硬件，因此該規范預計到2018年年初都不會出來。一旦芯片制造商看到有市場需求，它們就會提供針對低成本和功耗的Cat NB1優化的芯片組。
Cat NB1可以和2G或4G頻譜一起使用。3GPP以前也將擴展覆蓋GSM(EC-GSM-IoT)批準為3G網絡的物聯網可選方案。
多樣化的規范為服務提供商提供了多種選擇。世界各地的運營商采用了各種2G、3G和4G計劃用于蜂窩IoT。
3GPP簡要說明了三種新物聯網蜂窩規格的差異。
5G測試：測試測量廠商側重點在哪里?
5G蜂窩通信將是新產品開發的驅動力。然而，5G部署尚未有標準，沒有人知道***的規格如何。相關共識表明5G將會采用大規模MIMO(多入多出)天線(每個基站可能有幾十或幾百個天線)，每個天線都有自己的頻譜和調制方案。
從IEEE微波周上的演講稿和展覽中很容易產生這種印象。數據通信信道變密是一個共同主題：如果不能在毫米波頻段的頻譜上找到的信道帶寬，那就在較低的頻率上考慮載波聚合。例如，WiFi和LTE將有可能在同一個塔上“并存”。
正交頻分復用(OFDM)是一種將更多數據信道放在給定頻率范圍內的方法，是德科技互聯網基礎設施解決方案組副總裁兼總經理Mark Pierpont表示。OFDM是一種調制技術，它可以在分配帶寬內利用多個載波，并能實現10Gb/s數據。每個載波利用一種可用數字調制技術，例如 BPSK或QPSK，或256QAM或1024QAM。
儀器制造商們的重點已經轉向軟件開發。“不再有更多箱子。”Pierpont指出。
是德科技把重點放在軟件上，是為了讓設計人員更容易探索新的領域。其目標是設計測試和測量儀器來幫助工程師分析射頻問題，例如噪聲和傳播延遲。
其他測試和測量設備廠商注意到了解決更高頻率和帶寬的需求。NI LabVIEW工具現在已能進行5G建模。其設備將能表征工作在70 GHz E頻段的設備，以及使用60GHz 802.11的設備。
安立和羅得與施瓦茨這兩家公司在IMS上都展示了高頻矢量網絡分析儀。安立的Shockline VNA可以監測55至92GHz的E頻段RF性能。羅德與施瓦茨強調的是802.11建模進展。另外，采用72至75GHz頻段的汽車雷達***挑戰，羅德與施瓦茨公司部門市場經理Faride Akretch表示。
