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5G频谱推荐白皮书(四):面向5G的频谱授权

本部分讨论面向未来第五代移动通信系统实施及部署的各种物理频段授权机制。
 
1、未来5G移动通信无线接入网络的授权型频谱探讨
 
传统上,用于蜂窝移动通信的无线频谱资源均位于授权型物理频段之内,其中,政府通信监管部门为移动通信基础网络运营商分配独家专用物理频段的使用权,以提供移动通信及宽带数据接入服务。
 
全球范围内,各国所采取的授权型物理频段专用使用权支配机制有所不同。一些国家/地区采取的方式为:对即将使用无线频谱资源的相关业务类型设置物理频段使用规则,并对频带内干扰及频带外干扰进行技术规制。另一些国家/地区采取的方式为:对于将用于提供移动通信及宽带数据接入服务的一种特定技术或者一组技术进行强制规定,并相应地指配专用的物理频段无线频谱资源。
 
至于获得某一物理频段专用使用权的过程,不同的国家/地区也是不同的,其中可能主要包括以下三个流程:
 
(1)就获得提供移动通信及宽带数据接入服务所需的物理频带资源使用权的授权许可进行公共拍卖;
 
(2)在一个预先设定的时间框架内,移动通信基础网络运营商履行相关职责,提供特定的移动通信及宽带数据接入服务;
 
(3)移动通信基础网络运营商保留相关的权利许可,提供公共服务(比如:公共安全、航空等)。
 
在很多情况之下,政府通信监管部门再考虑授权某一物理频段全部或其中一部分的专用使用权许可时,会综合权衡很多方面的因素。对于未来的5G移动通信无线接入网络的部署及运营而言,对于授权型物理频段的独家使用的保证是一大关键因素,以为所部属网络容量的决定提供一种可预知的且稳定的方式。
 
2、未来5G移动通信无线接入网络与其他无线电业务系统的频谱共享接入机制探讨
 
一般地,授权型物理频段方式为移动通信及宽带数据接入服务提供了相关无线频谱资源的独家使用权,从而,其中的干扰管理更为简单。但是,这种方式限制了无线频谱资源使用的灵活性(每个时间段的业务量不同)。这就容易造成这种状态的出现:被指配用于独家专用无线频谱资源的实际使用,可能是基于地理位置的不同而不同,也可能是于同一的地理位置,仅在有限的时间段之内得到了使用,而在其他的地理位置或者时间段,相关无线频谱资源并未得到利用。
 
于是,为了提高无线频谱资源使用的灵活度,并提高其使用效率,移动通信行业提出了频谱共享接入机制。于其中,多类无线电业务可以获得在某一个时间段内使用相同无线频谱资源的授权。这种方式下,主级用户(实际商用牌照拥有方)可以向次级用户授权使用其无线频谱资源(即“新的牌照发放”),主级用户采取一定规则措施来避免或者限制可能出现的无线电干扰。频谱共享接入机制应被限制在一定的地理区域及时间段内(当且仅当在某个地理区域,主级用户不使用其专用无线频谱资源的时候)来使用。
 
为了能最终实现频谱共享接入机制,移动通信行业研发了相应的ASA(Authorized Shared Access,授权共享接入)、LSA(Licensed Shared Access,授权共享接入)规制框架以及支撑型技术。在中心数据库(可掌握及时的无线频谱资源使用信息)的调度之下,在特定地理区域及限定的时间段之内,无线频谱资源可以自动地分配给各个次级用户。
 
频谱共享接入机制可为未来第五代移动通信无线接入网络的部署在频谱资源使用方面提供很大的灵活性——作为其他无线电系统的次级用户,利用其无线频谱资源来获得额外的系统容量,同时不会对主级无线电业务用户造成干扰。
 
3、未来5G移动通信无线接入网络的非授权型频谱探讨
 
非授权型/免许可型物理频段被定义为开放给不定人数独立用户无需注册或者单独允许即可直接使用。
 
对于免许可型物理频段,政府通信监管部门制定了相应的使用规则,使得相关应用、技术与垂直行业在使用相关无线频谱资源时,应用及用户能够在相互之间有限干扰的情况之下共存。相关使用规则的定义与制定是开放性的,对于技术与应用本身并无限制,而是对于有害干扰的避免以及干扰风险的降低提出了严格的需求。对于非授权型频谱,无需事先取得使用授权,从而就可以被符合使用规则(比如:最大电平数值、带宽限制与工作周期)的任何类型终端设备使用。
 
对于未来的5G移动通信无线接入网络的部署及运营而言,非授权型物理频段是一大重要的补充因素——尤其是在小基站部署场景。
 
 
参考文献:
 
[1] 4G Americas. 5G Spectrum Recommendations [EB/OL].
http://www.4gamericas.org/files/6514/3930/9262/4G_Americas_5G_Spectrum_Recommendations_White_Paper.pdf, 2015-08-11.
 
本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员

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