5G系统高频段研究24.25-30GHz.pdf

版权声明 本 研究报告 版权属于中国通信标准化协会，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本 研究报告 文字或者观点的，应注明“来源：中国通信标准化协会”。违反上述声明者，本协会将追究其相关法律责任。 I 研 究 报 告 要 点 5G 要面向移动互联网和物联网等多样化应用场景。一方面，需要毫米波频段连续大带宽频谱，满足 5G Gbps 业务速率需求；另一方面，需要满足用户时时在线的需求，保证用户的高速移动性，还必须借助低频段提供良好的网络覆盖。因此， 5G 时代需要高、低频段协同发展，低频段（低于 6GHz）作为 5G 基础频段，毫米波频段（ 6GHz 以上）作为重要的补充频段 。 本报告调研了国际 24.25-30GHz 毫米波频段 5G 频率规划和商用部署进展，国际标准化组织中毫米波频段标准化进展，整理国内 24.25-30GHz 频率划分情况，总结 ITU-R 和中国关于频率需求的研究以及 GSA 关于运营商频率分配的建议，并对 TG5/1 共存仿真结果进行了梳理。结论显示， 5G 系统与同频其他业务能够实现共存，与邻频的 EESS 无源业务共存，需要对 5G 设备无用发射指标进行一定限定。 综合考虑国际国内技术研究和产业发展情况，在 WRC19 大会上，推动全球频率划分在可调范围内尽可能统一，发挥规模经济效益。本报告针对我国24.25-30GHz 毫米波频率规划和法规给出如下建议： 尽早规划 24.25-27.5GHz 频段，给产业明确指导方向，建议 2019 年上半年适时发布毫米波频段 5G 频率规划， 推动产业链（终端、芯片、设备 等 ）成熟，支撑 2019 年 底 具备 5G 组网 试验 的能力 。 设备射频技术指标另行 确定 。 规划时应充分考虑每个运营商毫米波部署 800MHz 以上的连续频率的需求，以保证毫米波各种场景的应用。 为保障 5G 毫米波产业生态系统的发展环境，建议制定合理的设备指标要求， 同时 不对 5G 网络部署方式进行限制，例如限制 IMT 基站部署密度等。 无线通信 技术工作委员会 频率 工作 组（ TC5 WG8） 研究单位： 中国信息通信研究院 、 中国联合网络通信集团有限公司 、国家无线电监测中心 、 中国移动通信集团设计院有限公司 、 中国移动通信集团有限公司 、 中国电信集团有限公司 、 大唐电信科技产业集团（电信科学技术研究院）、 华为技术有限公司 、 中兴通讯股份有限公司 、 高通无线通信技术 (中国 )有限公司 、 爱立信（中国）通信有限公司 、 上海诺基亚贝尔股份有限公司 、 北京三星通信技术研究有限公司 、II 英特尔（中国）有限公司 。 项目负责人：郎保真 项目参加人：周瑶、 方箭、王坦、裴郁杉、张炎炎、王宝聪、芒戈、齐飞、王晓鹿、童鑫、郭志瑜、 宋月霞、 尹丽燕、 周栋、仲丽媛、 高路、赵冬、 金亦然、 王卫、邹宁 、苏苓 。 完成日期： 2018 年 12 月 5 日 III 目录 1. 研究背景 . 1 2. 国际与国内频率划分使用情况 . 1 2.1 ITU-R 业务划分情况 . 1 2.2 国内业务划分情况 . 3 2.3 国内规划使用情况 . 4 3. 主要国家观点及商用进展 . 4 4. 国际标准组织研究进展情况 . 7 4.1 TG5-1 . 7 4.2 APG . 9 4.3 3GPP . 11 4.4 CEPT . 13 5. 5G 毫米波频谱需求 . 14 6. 共存研究结论 . 16 6.1 IMT 与卫星地球探测业务 EESS/空间研究业务 SRS（空对地）共存研究结论16 6.2 IMT 与卫星间业务 ISS 共存研究结论 . 19 6.3 IMT 与固定卫星业务 FSS（地对空）共存研究结论 . 21 6.4 IMT 与邻频卫星地球探测业务 EESS（无源）共存研究结论 . 24 6.5 IMT 与邻频射电天文业务 RAS 共存研究结论 . 27 6.6 小结 . 27 7. 结论和建议 . 28 附录一： 3GPP 在 R 15 阶段引入的 NR 频段 . 29 参考文献 . 31 1 5G 系统高频段研究 24.25-30GHz 1. 研究背景 频谱作为无线通信的基础战略资源，对 5G 产业未来发展至关重要 。为推进我国 5G 技术研究， 我国 管理机构也正在开展 5G 频谱 研究。 5G 系统需要满足不同场景下的应用需求，支持部署 5G 系统新空口标准的候选频段需要面向全频段布局， 高、低频协同组网， 以综合满足网络对容量、覆盖、性能等方面的要求。 我国 2G、 3G、 4G 等移动通信系统的传统工作频段主要集中在 3GHz 以下，频谱资源十分拥挤， 共存条件严格。 3-6GHz 中低频频谱可兼顾 5G 系统的覆盖与容量 ， 构建 5G 基础移动通信网络 ， 但难以寻找到大段连续的频谱满足 5G 提出的 数十 Gbit/s 的峰值速率 。 而6GHz 以上的高频段可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信， 提供热点极速用户体验 。 此外， WRC-15 会议确立了 WRC-19 的 1.13 议题：“根据第 238 COM6/20号决议（ WRC-15），审议为国际移动通信（ IMT）的未来发展确定频段，包括为作为主要业务的移动业务做出附加划分的可能性。”其中候选高频段的研究，是 WRC-19 1.13 议题的核心工作。 本课题将围绕 24.25-30GHz 范围内的 重点频段 24.25-27.5GHz 进行深入研究 ，分析其作为 5G 系统候选高频段的可能性 ， 为主管部门提供参考 。 2. 国际与国内频率划分 使用 情况 2.1 ITU-R 业务划分情况 根据 2016 年版无线电规则， 24.25-27.5GHz 频段范围划分表如 表 1 所 示 。 表 1 24.25-27GHz 频段业务划分 划分 给 以下 业务 1区 2区 3区 24.25-24.45 固定 24.25-24.45 无线电导航 24.25-24.45 无线电导航 固定 移动 24.45-24.65 固定 卫星间 24.45-24.65 卫星间 无线电导航 24.45-24.65 固定 卫星间 移动 无线电导航 5.533 5.533 2 24.65-24.75 固定 卫星固定 （地 对 空） 5.532B 卫星间 24.65-24.75 卫星间 卫星无线电定位 （地 对 空） 24.65-24.75 固定 卫星固定 （地 对 空） 5.532B 卫星间 移动 5.533 24.75-25.25 固定 卫 星固定 （地 对 空） 5.532B 24.75-25.25 卫 星固定 （地 对 空） 5.535 24.75-25.25 固定 卫 星固定 （地 对 空） 5.535 移 动 25.25-25.5 固定 卫星间 5.536 移动 卫 星 标 准 频 率和 时间 信号（地 对 空） 25.5-27 卫星地球探测 （空 对 地） 5.536B 固定 卫星间 5.536 移动 空间研究 （空 对 地） 5.536C 卫 星 标 准 频 率和 时间 信号（地 对 空） 5.536A 27-27.5 固定 卫星间 5.536 移动 27-27.5 固定 卫星固定 （地 对 空） 卫星间 5.536 5.537 移动 5.533 卫星间业务不应要求对来自无线电导航业务的机场表面检测设备站发出的有害干扰寻求保护措施。 5.534 （ SUP-WRC-03） 5.535 在 24.75-25.25 GHz频段内，到卫星广播业务电台的馈线链路应比卫星固定业务（地对空）的其他用途更有优先权。此类其他用途应保护现有的和未来的到这些卫星广播电台的馈线链路网，并不应要求来自这些馈线链路网的保护。 5.535A 卫星固定业务使用 29.1-29.5 GHz频段（地对空）限于对地静止卫星系统和卫星移动业务的非对地静止卫星系统的馈线链路。这种使用必须应用第 9.11A款的各项规定，而不是第 22.2款的规定。但第 5.523C和 5.523E款中所示的情况除外，不需应用第 9.11A款的规定，而应继续按照第 9条（第 9.11A款除外）和 11条的程序以及第 22.2款的规定。（ WRC-97） 5.536 卫星间业务使用 25.25-27.5 GHz频段限于空间研究和卫星地球探测应用，亦用于反映空间工业和医药活动的数据的传输 。 3 5.536A 在卫星地球探测业务或空间研究业务中操作地球站的主管部门不得要求其他主管部门操作的固定和移动业务电台给予保护。此外，操作卫星地球探测业务或空间研究业务的地球站应考虑到最新版本的 ITU-R SA.1862建议书。（ WRC-12） 5.536B 在沙特阿拉伯、奥地利、巴林、比利时、巴西、中国、韩国、丹麦、埃及、阿拉伯联合酋长国、爱沙尼亚、芬兰、匈牙利、印度、伊朗伊斯兰共和国、爱尔兰、以色列、意大利、约旦、肯尼亚，科威特、黎巴嫩、利比亚、立陶宛、摩尔多瓦、挪威、阿曼、乌干达、巴基斯坦、菲律宾、波兰、葡萄牙、阿拉伯叙利亚共和国、朝鲜民主主义人民共和国、斯洛伐克、捷克共和国、罗马尼亚、英国、新加坡、瑞典、坦桑尼亚、土耳其、越南和津巴布韦，在 25.5-27 GHz频段内操作的卫星地球探测业务的地球站不得要求固定业务和移动业务的电台给予保护， 或限制这两种业务 电台的使用和部署。（ WRC-15） 5.536C 在阿尔及利亚、沙特阿拉伯、巴林、博茨瓦纳、巴西、喀麦隆、科摩罗、古巴、吉布提、埃及、阿拉伯联合酋长国、爱沙尼亚、芬兰、伊朗伊斯兰共和国、以色列、约旦、肯尼亚、科威特、立陶宛、马来西亚、摩洛哥、尼日利亚、阿曼、卡塔尔、阿拉伯叙利亚共和国、索马里、苏丹、南苏丹、坦桑尼亚、突尼斯、乌拉圭、赞比亚和津巴布韦， 25.5-27 GHz频段内的在空间研究业务中运行的地球站不得要求固定和移动业务电台给予保护，或对其使用和部署加以限制。（ WRC-12） 5.537 使用在 27-27.5 GHz频段内的卫星间业务操作的非对地静止卫星的空间业务不必遵守第 22.2款的规定。 2.2 国内业务划分情况 根据 中华人民共和国无线电频率划分 （ 2014 版）， 24.25-27.5GHz 频段范围划分表如 表 2所 示。 表 2 国内 24.25-27GHz 频段业务划分 中华人民共和国无线电频率划分 中国内地 中国香港 中国澳门 24.25 24.45 无线电导航 固定 移动 无线电定位 24.25 24.45 无线电导航 24.25 24.45 无线电导航 固定 移动 24.45 24.65 固定 卫星间 移动 无线电导航 无线电定位 CHN24 5.533 24.45 24.65 固定 无线电导航 24.45 24.65 固定 卫星间 移动 无线电导航 24.65 24.75 固定 卫星固定（地对空） 5.532B 卫星间 移动 5.533 24.65 24.75 固定 24.65 24.75 固定 卫星固定（地对空） 卫星间 移动 4 24.75 25.25 固定 卫星固定（地对空） 5.535 移动 24.75 25.25 固定 卫星固定（地对空） 24.75 25.25 固定 卫星固定（地对空） 移动 25.2525.5 固定 卫星间 5.536 移动 卫星标准频率和时间信号（地对空） 25.2527 固定 25.2525.5 固定 卫星间 移动 卫星标准频率和时间信号（地对空） 25.527 卫星地球探测（空对地） 5.536B 固定 卫星间 5.536 移动 空间研究（空对地） 卫星标准频率和时间信号（地对空） 5.536A 25.527 卫星地球探测（空对地） 固定 卫星间 移动 空间研究（空对地） 卫星标准频率和时间信号（地对空） 2727.5 固定 卫星固定（地对空） 卫星间 5.536 5.537 移动 2728.35 固定 卫星固定（地对空） 2727.5 固定 卫星固定（地对空） 卫星间 移动 CHN24 24.45-24.65 GHz 频带可用于无线电定位次要业务，但应逐步移出。（ 2001 年） 2.3 国内规划使用情况 我国 24.25-27.5GHz 频段上目前主要存在以下三种业务： 1、 25.25 27.5GHz 频段 ISS卫星间业务 。 2、 25.5 27GHz 频段 EESSSRS 卫星地球探测的空对地 /空间研究 业务 （空对地）。 3、 27 27.5GHz 频段 FSS 卫星固定（地对空） 业务。 邻频 23.6-24GHz 频段上，存在卫星地球探测无源业务 EESS（ passive）以及射电天文RAS 业务。 同时， 毫米波频段将为 5G 系统重要工作频段 ， 为科学、合理进行 5G 系统频率规划 ，我国工业和信息化部于 2017 年 6 月 8 日发布了关于在毫米波频段规划第五代国际移动通信系统（ 5G）使用频率的公开征求意见函，公开征集 24.75-27.5GHz、 37-42.5GHz 或其他毫米波频段 5G 系统频率规划的意见。 2017 年 7 月工业和信息化部批复 4.8-5GHz、 24.75-27.5GHz和 37-42.5GHz 频段用于我国 5G 技术研发试验，试验地点为中国 通信研究院 MTNet 试验室以及北京怀柔、顺义的 5G 技术试验外场 。 3. 主要国家观点及商用进展 据 GSA 统计 1，截至 2018 年 11 月， 全球共有 192 个运营商在 81 个国家开展了 5G技术试验 ，分布见图 1。 5 图 1 全球已开展或计划开展 5G 技术试验的国家分布 其中，已明确使用频段的 5G 试验网的频率使用分布情况如图 2 所示，毫米波频段中24GHz29.5GHz 频段范围内的连续大带宽频谱使用 为主流 。 图 2 全球 5G 试验网频谱使用分布情况 为了引导 5G 产业发展，抢占市场先机，包括美国、欧盟、韩国、日本等在内的全球主要国家纷纷制定 5G 频谱政策， 部分主要国家还 提出 了 商用时间表并开展了前期技术试验，为 2018-2020 年 5G 的商用奠定基础。 澳大利亚、加拿大、新加坡等国家近期也先后启动了针对毫米波频段规划及使用的征求意见，备战 5G 商用。 （ 1）美国 2016 年 7 月 14 日，美国联邦通信委员会（ FCC）全票通过将 24GHz 以上频谱用于无线宽带业务的规则法令 2，本次共规划 10.85GHz 高频段频谱用于 5G 无线技术 ，包括 28G（ 27.5-28.35GHz）、 39G（ 38.6-40GHz）共 计 2.25GHz 许可频谱 , 37G（ 37-38.6 GHz） 共计1.6GHz 混合许可频谱 和 64-71GHz 共 计 7GHz 免许可频谱。 2017 年 11 月， FCC 发布法令 3