許穎，任紅，王坦

（國家無線電監(jiān)測中心，北京 100037）

1 引言

近年來，全球范圍內(nèi)信息技術(shù)創(chuàng)新不斷加快，信息領(lǐng)域新產(chǎn)品、新服務(wù)、新業(yè)態(tài)大量涌現(xiàn)，不斷激發(fā)新的消費需求，信息消費具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?G 已成為帶動大規(guī)模信息消費增長的主要驅(qū)動力，是世界各國提振實體經(jīng)濟、加快經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略選擇[1]。世界各國紛紛加快推進5G 商用部署進程、搶占發(fā)展先機。2019年4 月3 日，韓國宣布5G 全球首商用；同日，美國晚于韓國1 小時宣布5G 商用；瑞士、英國于4月17 日和5 月30 日相繼開始5G 商用；6 月6 日，我國工業(yè)和信息化部正式發(fā)放5G 運營牌照，并于10 月31 日正式提供5G 服務(wù)。

全球領(lǐng)先的國家都在以國家力量加大投入以支撐5G 建設(shè)，5G 發(fā)展已上升為國家戰(zhàn)略[2]。近兩年，美國緊鑼密鼓地推出一系列措施，試圖提升在5G 技術(shù)和5G 系統(tǒng)方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。2018 年8 月29 日，美國FCC 正式發(fā)布一項名為“5G 加速發(fā)展（5G FAST）”的戰(zhàn)略，以促進美國在5G技術(shù)方面的戰(zhàn)略優(yōu)勢。電信運營商和政府官員迅速執(zhí)行了該戰(zhàn)略，目前已經(jīng)取得初步成效。美國CTIA（Cellular Telecommunications Industry Association，無線通信和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會）發(fā)布的最新版《全球5G 競賽》報告對比了世界各國為部署5G所做的準(zhǔn)備[3]，美國已從第三名上升至與中國并列的第一名。5G 發(fā)展和大規(guī)模商用仍然需要經(jīng)歷很長的一段時間，美國仍在執(zhí)行該戰(zhàn)略的后續(xù)內(nèi)容以保持趕超勢頭。美國“5G 加速發(fā)展”戰(zhàn)略的3 個關(guān)鍵是向市場投放頻譜、更新基礎(chǔ)設(shè)施政策、修訂過時法規(guī)。本文基于該戰(zhàn)略內(nèi)容，著重分析美國頻譜戰(zhàn)略，并給出我國5G 及其未來演進發(fā)展方面的思考。

部署5G 系統(tǒng)需要低、中、高頻段的頻譜資源相互補充、聯(lián)合組網(wǎng)。高頻段具有連續(xù)大帶寬的特點，可以滿足熱點區(qū)域極高的用戶體驗速率和系統(tǒng)容量需求，但是覆蓋能力較弱；低頻段有良好的傳播特性，可以支持5G 廣域覆蓋和高速移動下的通信體驗以及海量的設(shè)備連接，但是存在連續(xù)可用頻段窄、業(yè)務(wù)密集、相互干擾情況嚴(yán)重等問題；中頻段兼具帶寬與覆蓋優(yōu)勢，可以實現(xiàn)5G大規(guī)模組網(wǎng)。使用免許可頻段只需遵守接入規(guī)則（如最大功率限制）無須獲得頻譜牌照，現(xiàn)有免許可頻段集中在2 GHz 以上。美國分別在高、中、低和免授權(quán)頻段為5G 規(guī)劃了頻譜（總量構(gòu)成如圖1所示），并于2019 年1 月、2020 年3 月分批完成了高頻段的頻譜拍賣，于2020 年8 月完成了3.5 GHz中頻段頻譜拍賣，正在籌備重新配置低頻段頻譜用于移動通信，同時配置免許可頻段用于開發(fā)新型通信技術(shù)。

圖1 美國“5G 加速發(fā)展”戰(zhàn)略頻段頻譜總量構(gòu)成

2 高頻段

因為美國在高頻段具有器件、芯片等方面的優(yōu)勢，F(xiàn)CC 已將拍賣高頻段頻譜作為優(yōu)先事項，先后完成28 GHz、24 GHz、37 GHz、39 GHz 和47 GHz 頻段的5G 頻譜拍賣。通過對這些頻段的拍賣，向市場釋放了總帶寬近5 GHz 的5G 頻譜。

2.1 28 GHz 頻段

美國FCC 于2018 年11 月14 日—2019 年1 月24 日進行了27.500～28.350 GHz 頻段的拍賣，該頻段分為兩個425 MHz 的頻率塊，即27.500～27.925 GHz 和27.925～28.350 GHz。該頻段原有頻譜牌照以BTA（basic trading area，基礎(chǔ)商業(yè)區(qū)）為基本地理單元授權(quán)，為使原牌照持有者結(jié)合其已有授權(quán)區(qū)域，考慮申請補充授權(quán)區(qū)域，每個頻率塊以比BTA 范圍更小的郡（county）[4]為單位拍賣。每張頻譜牌照對應(yīng)1 個郡內(nèi)的1 個頻率塊不超過10 年的使用權(quán)，兩個頻率塊的拍賣涉及相同的1 536 個郡，此次共拍賣3 072 張頻譜牌照。

作為FCC 進行的5G 高頻段首次頻譜拍賣，40 個競拍者中的33 個贏得2 965 張頻譜牌照，成交總額約為7.026 億美元。其中，電信運營商Verizon 以約5 億美元贏得了863 個郡的1 066 張牌照。FCC 主席Pai A 認(rèn)為本次拍賣的成功結(jié)束是保持美國在5G 領(lǐng)域領(lǐng)先地位的重要一步。但是，F(xiàn)CC 不能也不會一勞永逸，還將繼續(xù)積極地將更多頻譜投放到市場，以促進無線基礎(chǔ)設(shè)施的部署以及過時法規(guī)的修訂，確保美國消費者從下一代無線通信中獲得可觀的收益[5]。

2.2 24 GHz 頻段

美國FCC 于2019 年3 月14 日—5 月28 日進行了24.25～24.45 GHz、24.75～25.25 GHz 頻段的拍賣。24.25～24.45 GHz 頻段被分為2 個100 MHz的頻率塊，即頻率塊A 和B；24.75～25.25 GHz頻段被分為5 個100 MHz 的頻率塊，即頻率塊C、D、E、F、G。28 GHz 頻段以郡作為基本單元拍賣導(dǎo)致許可區(qū)域數(shù)量過多，復(fù)雜化了原牌照持有者對授權(quán)區(qū)域的管理。因此，24 GHz 頻段每個頻率塊以地理范圍遠(yuǎn)大于郡的PEA（partial economic area，子經(jīng)濟區(qū)）為單位拍賣，每張頻譜牌照對應(yīng)1 個PEA 內(nèi)1 個頻率塊不超過10 年的使用權(quán)。美國共分為416 個PEA[6]。頻率塊A～F 的拍賣涉及所有PEA 的416 張頻譜牌照，頻率塊G 的拍賣涉及除第15、26、76 號PEA 外的413 張頻譜牌照，共計2 909 張。最終，38 個競拍者中的29 個贏得了2 904 張頻譜牌照，成交總額約為20.024 億美元。其中，電信運營商T-Mobile以約8 億美元贏得了覆蓋400 個PEA的1 346 張牌照，AT&T 以約9.8 億美元贏得了覆蓋383 個PEA的831 張牌照。

隨著24 GHz 頻段拍賣的結(jié)束，F(xiàn)CC 成功完成了第一批高頻段頻譜拍賣，能夠為5G 移動通信、物聯(lián)網(wǎng)和其他AWS（advanced wireless service，高級無線服務(wù)）提供可用頻譜，并希望借此擴大美國在5G 領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。

表1 高頻段拍賣情況

2.3 37 GHz、39 GHz 和47 GHz 頻段

美國FCC 于2019 年10 月12 日—2020 年3 月5 日進行了37.6～38.6 GHz、38.6～40 GHz、47.2～48.2 GHz 頻段的拍賣，這是美國歷史上規(guī)模最大的一次頻譜拍賣，拍賣了共計3 400 MHz 帶寬的頻譜。37.6～38.6 GHz 和38.6～40 GHz 頻段被分為24 個100 MHz 的頻率塊，即頻率塊M1～M10和N1～N14；47.2～48.2 GHz 頻段被分為10 個100 MHz 的頻率塊，即頻率塊P1～P10。每個頻率塊以PEA 為單位拍賣，每張頻譜牌照對應(yīng)1 個PEA 內(nèi)1 個頻率塊不超過10 年的使用權(quán)，可以用于部署符合FCC 頻率劃分表中“非聯(lián)邦政府”一列的任何固定和移動業(yè)務(wù)系統(tǒng)。此次拍賣涉及與24 GHz 拍賣相同的416 個PEA，共拍賣14 144 張頻譜牌照。

35 個競拍者中的28 個贏得了14 142 張頻譜牌照，成交總額約為75.70 億美元。其中，電信運營商Verizon 以16.24 億美元贏得了4 940 張牌照，AT&T 以約11.85 億美元贏得了3 267 張牌照，T-Mobile 以8.727 億美元贏得了2 384 張牌照。

高頻段拍賣情況的匯總見表1，成交總額指的是拍賣總收益，沒有剔除部分獲勝競拍者能抵扣的折扣額。為了促進普遍接入的實現(xiàn)，符合條件的小型企業(yè)和農(nóng)村服務(wù)提供商如果能夠贏得拍賣，可以得到折扣。贏得競拍的頻譜牌照持有者在建設(shè)和部署網(wǎng)絡(luò)時還要滿足一些要求，如果不滿足這些要求則頻譜牌照自動失效。

3 中頻段

中頻段頻譜因為具有均衡的覆蓋范圍和容量特性，已經(jīng)成為建設(shè)5G 的主要目標(biāo)頻段。全球移動供應(yīng)商協(xié)會（GSA）報告顯示，截至2020 年2 月，全球共有24個國家/地區(qū)已正式將3.5 GHz 附近頻段用于5G，還有50 余個國家/地區(qū)計劃使用該頻段[7]。與此形成鮮明對比的是，目前僅有5 個國家/地區(qū)選擇高頻段作為5G 許可頻率，美國也發(fā)現(xiàn)高頻段在實際部署中存在著覆蓋差、移動性不足、成本高等問題，導(dǎo)致其在5G 商用進程中并未占據(jù)優(yōu)勢。為此，F(xiàn)CC 積極采取行動，在中頻段為5G 系統(tǒng)配置額外的頻譜資源，在2.5 GHz、3.5 GHz 和3.7～4.2 GHz 頻段內(nèi)計劃提供600 MHz以上的可用頻率。

圖2 2.5 GHz 頻段頻率規(guī)劃情況

3.1 2 496～2 690 MHz 頻段

2.5 GHz 頻段具有3 GHz 以下最大帶寬連續(xù)頻譜，原來用于EBS（educational broadband service，教育寬帶服務(wù)）和BRS（broadband radio service，寬帶無線服務(wù)），如圖2 所示。20 個EBS信道分為A、B、C、D、G 信道組，每組包括3 個連續(xù)的5.5 MHz 帶寬的信道（A1～A3、B1～B3、C1～C3、D1～D3 和G1～G3）和1 個位于頻段中間的6 MHz 帶寬信道（A4、B4、C4、D4、G4）；13 個BRS 信道分為BRS 和E、F、H 信道組，BRS信道組包括2 個6 MHz 的信道，E、F、H 信道組都包括3 個連續(xù)的5.5 MHz 帶寬的信道（E1～E3、F1～F3、H1～H3），E、F 信道組還包括1 個位于頻段中間的6 MHz 帶寬信道（F4、E4）；J、K 為帶寬4 MHz 的保護帶。目前，有2 193 個EBS 牌照授權(quán)給了1 300 個牌照持有者，EBS 牌照持有者只能是滿足特定條件的教育機構(gòu)、從事教育工作的政府組織和非營利組織等實體。但是，法律允許將EBS 頻譜出租給非教育實體用于非教育目的，教育機構(gòu)持有的牌照有2 087 個牌照都被出租給了其他機構(gòu)用于商業(yè)用途，占全部牌照95% 以上。因此，F(xiàn)CC 對該頻段的EBS 頻譜和部分保護帶進行了重新規(guī)劃，將2 502～2 551.5 MHz 共49.5 MHz 頻譜設(shè)為新信道1，將2 551.5～2 602 MHz共50.5 MHz頻譜設(shè)為新信道2，將2 615～2 616 MHz以及2 673.5～2 690 MHz 共17.5 MHz 頻譜設(shè)為新信道3。

FCC 于2019 年7 月發(fā)布了與2.5 GHz 頻段相關(guān)的報告與命令（report and order）[8]，取消對EBS頻譜獨有的監(jiān)管限制，使其可用于AWS 系統(tǒng)。隨后，F(xiàn)CC 于2020 年2 月3 日—9 月2 日在該頻段開放了農(nóng)村部落地區(qū)優(yōu)先申請窗口，部落申請者采用競標(biāo)而非拍賣的方法即可獲得該頻段的部分頻譜，為FCC 史上首次。申請者為聯(lián)邦認(rèn)可的部落或阿拉斯加原住民村莊及其財團或由這些部落或財團控股的其他實體，申請的頻段可以是3 個新信道中的1 個或幾個，申請使用頻譜的整個區(qū)域需為農(nóng)村部落土地（不包括任何人口多于50 000 的城市區(qū)域）且申請人位于該區(qū)域內(nèi)。部落申請人在獲得牌照后將立即有權(quán)在未授權(quán)給原有牌照持有者的區(qū)域和信道內(nèi)運營包括5G 在內(nèi)的AWS 系統(tǒng)，但必須保護相關(guān)地理區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)有業(yè)務(wù)。

3.2 3 550～3 700 MHz 頻段

FCC 于2015 年4 月發(fā)布“3.5 GHz CBRS（citizens broadband radio services，公民寬帶無線服務(wù)）規(guī)則”，確定采用等級接入制度共享3 550～3 700 MHz 頻段的聯(lián)邦頻譜，為CBRS 提供商用。等級接入制度將用戶分為三級。第一級是原有聯(lián)邦用戶，包括3 550～3 700 MHz 頻段范圍內(nèi)的地球站、國防部雷達等；第二級是優(yōu)先接入用戶，頻率范圍為3 550～3 650 MHz，須對第一級用戶提供保護；第三級是一般授權(quán)接入用戶，頻率范圍為3 550～3 700 MHz，須避免對高級別用戶造成有害干擾，并接受包括其他一般授權(quán)接入用戶在內(nèi)的所有其他用戶的干擾。為實現(xiàn)等級接入制度，還需建立包含動態(tài)數(shù)據(jù)庫的頻譜接入系統(tǒng)自動進行頻率協(xié)調(diào)，并結(jié)合頻譜環(huán)境感知功能傳感器，對第二、三級的頻譜使用進行授權(quán)和管理[9-10]。

2018 年10 月，考慮到3.5 GHz 頻段將成為全球包括5G 在內(nèi)的下一代無線網(wǎng)絡(luò)部署的重要組成部分，F(xiàn)CC 對上述規(guī)則進行一定的修改，確保允許5G 和其他高速寬帶技術(shù)系統(tǒng)使用該頻率。2019 年4 月29 日，F(xiàn)CC 批準(zhǔn)CommScope、Federated Wireless、Google 運營頻譜環(huán)境感知功能傳感器。2019 年9 月16 日，F(xiàn)CC 批準(zhǔn)Amdocs、CommScope、Federated Wireless、Google、Sony的頻譜接入系統(tǒng)開始商業(yè)部署。2020 年1 月27 日，進一步批準(zhǔn)CommScope、Federated Wireless、Google、Sony 的頻譜接入系統(tǒng)進行為期5 年的大規(guī)模商業(yè)部署，為3.5 GHz 頻段的商用清除了最后一道障礙。2019 年9 月27 日，F(xiàn)CC 發(fā)布了第二級用戶牌照拍賣規(guī)則，分別于2020 年2 月28 日和3 月3 日發(fā)布了拍賣的程序和技術(shù)指南。每張牌照對應(yīng)1 個許可區(qū)域內(nèi)的10 MHz 非配對信道10 年使用權(quán)，將為每個許可區(qū)域提供7 張牌照，在全國提供共計22 631 張牌照。但是，任何牌照持有者在任何時間任何許可區(qū)域內(nèi)最多可以持有4 張牌照，即單個牌照持有者在1 個許可區(qū)域內(nèi)最多能夠使用該頻段的40 MHz 帶寬。2020 年8 月25 日，完成了3 550～3 650 MHz 頻段的拍賣，228 個競拍者贏得了20 625 張頻譜牌照，成交總額約為45.43 億美元。

3.3 3.7～4.2 GHz 頻段

C 頻段（下行：3.7～4.2 GHz，上行：5.925～6.425 GHz）是全球衛(wèi)星通信的主用頻段之一。衛(wèi)星運營商利用該頻段向美國全國范圍內(nèi)的電視和廣播電臺提供節(jié)目，并向消費者提供電話和數(shù)據(jù)服務(wù)。根據(jù)FCC 的2019 年統(tǒng)計結(jié)果，Intelsat、SES、Eutelsat、Telesat 等衛(wèi)星公司共有66 顆在軌衛(wèi)星工作在該頻段。同時，該頻段還有固定業(yè)務(wù)（FS）的主要劃分，用于點對點固定微波。

FCC 在3.7～4.0 GHz 頻段為非聯(lián)邦用戶新增了移動（航空移動除外）業(yè)務(wù)作為主要業(yè)務(wù)劃分。在美國大陸地區(qū)，F(xiàn)CC 將現(xiàn)有衛(wèi)星業(yè)務(wù)從3.7～4.2 GHz頻段壓縮到4.0～4.2 GHz 頻段，從而騰退3.7～4.0 GHz 頻段。騰退工作得到300 MHz 頻譜資源，高端20 MHz 將用作保護帶，低端280 MHz 將逐步用于5G 并在2020 年年底完成拍賣，在2021 年下半年進行初始部署5G 網(wǎng)絡(luò)。FCC 為騰退工作制定了時間表，最終期限為2025 年。為激勵現(xiàn)有用戶提前完成部分或全部的頻譜騰退，F(xiàn)CC 提出如果衛(wèi)星公司能夠在2021 年前騰退低端的120 MHz頻譜并在2023 年前騰退剩余的180 MHz 頻譜，將能夠得到大額的資金補償。

2020 年2 月7 日，F(xiàn)CC 發(fā)布了相關(guān)技術(shù)規(guī)則，分別于2020 年2 月6 日和3 月3 日發(fā)布了拍賣的程序和技術(shù)指南，并于2020 年12 月8 日啟動對3.7～4.0 GHz 頻段的拍賣。FCC 將3.7～4.0 GHz頻段分為14 個20 MHz 的頻率塊，即頻率塊A1～A5、B1～B5、C1～C4，如圖3 所示。每個頻率塊以PEA 為單位拍賣，每張頻譜牌照對應(yīng)1 個PEA 內(nèi)1 個頻率塊不超過15 年的使用權(quán)。

對于提供移動業(yè)務(wù)（或點對多點）應(yīng)用的牌照持有者，要求第一階段（前8 年）應(yīng)至少覆蓋牌照許可區(qū)域45%的人口，第二階段（前12 年）覆蓋至少80%的人口。如果牌照持有者部署IoT形式的移動業(yè)務(wù)，則要求第一階段（前8 年）至少覆蓋牌照許可區(qū)域35%的地理區(qū)域；第二階段（前12 年）至少覆蓋65%的地理區(qū)域。對于固定業(yè)務(wù)點對點應(yīng)用的牌照持有者，牌照許可區(qū)域內(nèi)第一階段和第二階段每67 000 人分別至少有1 條和2 條鏈路正在運營并可以提供服務(wù)，整個區(qū)域內(nèi)分別至少有4 條和8 條鏈路。

圖3 C 頻段頻率規(guī)劃情況

4 低頻段

低頻段具有覆蓋范圍廣，建網(wǎng)成本低等優(yōu)勢。因此，F(xiàn)CC 致力于有針對性地重新配置600 MHz、800 MHz 和900 MHz 頻段，為5G 系統(tǒng)提供低頻段頻譜。

4.1 600 MHz 頻段

2016 年3 月29 日，F(xiàn)CC 啟動全球首次“激勵拍賣”，旨在重新規(guī)劃600 MHz 頻段以同時滿足消費者對觀看廣播電視以及使用視頻和寬帶服務(wù)的需求。激勵拍賣為無線寬帶通信提供有價值的“低頻段”頻譜，能夠緩解無線網(wǎng)絡(luò)擁塞，為5G 移動通信服務(wù)和應(yīng)用打下基礎(chǔ)、刺激就業(yè)和經(jīng)濟增長，最終使消費者受益。本次激勵拍賣先后經(jīng)歷4 個階段，于2017 年3 月30 日結(jié)束，得到了70 MHz 的授權(quán)頻譜以及14 MHz 用于無線話筒和免授權(quán)應(yīng)用的頻譜，該頻段的頻率規(guī)劃情況如圖4 所示。FCC 以PEA 為單位拍賣A～G 共7 對2×5 MHz 頻譜塊，每對頻譜塊對應(yīng)416 張頻譜牌照，共計拍賣2 912 個600 MHz 頻段新牌照。此次拍賣獲得198 億美元收入，其中100.5 億美元支付給在反向拍賣中中標(biāo)的廣播電視運營商作為其出讓原有頻率的補償，除去組織拍賣產(chǎn)生的其他開銷，共計約73 億美元的結(jié)余將存入美國財政部用于削減赤字。

圖4 600 MHz 頻段規(guī)劃調(diào)整情況

2017 年4 月13 日，F(xiàn)CC 發(fā)布公告宣布正式結(jié)束拍賣，并開始為期39 個月的過渡期，供部分電視臺過渡到新頻道分配。除了為期3 個月的施工許可填報窗口期外，上述過渡期分為10個階段，每個階段的截止日期分別為2018 年11 月30 日、2019 年4 月12 日、2019 年6 月21 日、2019 年8 月2 日、2019 年9 月6 日、2019 年10 月18 日、2020 年1 月17 日、2020 年3 月13 日、2020 年5 月1 日、2020 年7 月3 日。FCC 還將模擬低功率電視臺和電視臺完成數(shù)字轉(zhuǎn)換的最后期限延長到從2015 年9 月1 日至39 個月過渡期結(jié)束后的12 個月（即2021 年7 月13 日）。此舉將防止這些電視臺在確定是否會因拍賣而被重新分配信道前，花費大量資金購買新的數(shù)字設(shè)施。

4.2 800 MHz 頻段

目前，806～824 MHz/851～869 MHz 頻段部署有公共安全無線電系統(tǒng)（即警察、消防員和緊急醫(yī)療技術(shù)人員使用的系統(tǒng)）、商業(yè)無線電系統(tǒng)和專用無線電系統(tǒng)。為了解決密集部署的商業(yè)無線電系統(tǒng)對公共安全無線電系統(tǒng)造成有害干擾日益嚴(yán)重的問題，F(xiàn)CC 于2004 年7 月通過了一項旨在重新配置該頻段頻譜使用的全面計劃。800 MHz 頻段的重新配置是公共安全和國土安全局的首要任務(wù)。重新配置后的頻譜如圖5 所示，用于國家公共安全規(guī)劃咨詢委員會、B/ILT（business/industrial land transportation，商業(yè)/工業(yè)/陸路運輸）和ESMR（enhanced specialized mobile radio，增強型專用移動無線）通信系統(tǒng)。其中，可供蜂窩系統(tǒng)使用的帶寬有50 MHz。

4.3 900 MHz 頻段

目前，900 MHz 頻段分配給窄帶專用陸地移動無線電使用，為SMR（specialized mobile radio，專用移動無線電）和B/ILT 實體提供窄帶無線電服務(wù)。2019 年3 月14 日，F(xiàn)CC 發(fā)布法規(guī)制定通知，就重新配置900 MHz 頻段用于無線寬帶的提案征求公眾意見。通知中建議配置2×3 MHz 的配對寬帶頻譜，即897.5～900.5 MHz/936.5～939.5 MHz；并保留2×1.5 MHz 和2×0.5 MHz 的配對窄帶頻譜，即896～897.5 MHz/935～936.5 MHz 和900.5～901 MHz/ 939.5～ 940 MHz。

但是美國各地區(qū)在900 MHz 頻段上部署的現(xiàn)有業(yè)務(wù)和使用強度具有各異性，為該頻段的重新調(diào)整帶來了特殊的挑戰(zhàn)。在某些地區(qū)，幾乎900 MHz頻段的所有信道都已經(jīng)被分配，最多的情況部署了59 個臺站；相反地，在人口較少的地區(qū)，所有的SMR 信道都已被分配，但是B/ILT 信道沒有被使用。因此，F(xiàn)CC 在制定任何900 MHz 頻段過渡機制時，都必須考慮這種頻譜使用強度的跨地理區(qū)域變化。面對900 MHz 頻段重新調(diào)整中所面臨的獨特挑戰(zhàn)，F(xiàn)CC 建議先發(fā)布以市場為導(dǎo)向的自愿交換機制，允許現(xiàn)有牌照持有者一起協(xié)商重新安置基于臺站的現(xiàn)有用戶以及將該頻段用于寬帶通信的計劃，但是上述機制可能無法在現(xiàn)有用戶眾多的市場上獲得成功。因此，F(xiàn)CC 考慮與自愿交換機制結(jié)合使用的替代方案，尤其是使用拍賣疊加牌照和激勵拍賣將該頻段過渡為寬帶使用。

為滿足5G 時代用戶時時在線的需求，保證用戶的高速移動性，必須借助低頻段提供良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。但是，在1 GHz 以下頻段使用MIMO 天線所需空間隔離較大，受限于終端尺寸難以實際部署，且上述頻段可用帶寬較窄，難以充分發(fā)揮5G 系統(tǒng)的優(yōu)勢。

圖5 800 MHz 頻段規(guī)劃調(diào)整方案

5 免許可頻段

FCC 認(rèn)識到免許可頻譜對于5G 非常重要，因此正在為6 GHz 及95 GHz 以上頻段的下一代無線通信技術(shù)創(chuàng)造新的機遇。

5.1 6 GHz 頻段

2018 年10 月24 日，F(xiàn)CC 發(fā)布了6 GHz 頻段規(guī)則制定通知，計劃將6 GHz 頻段（5.925～7.125 GHz）用于免許可業(yè)務(wù)，拓展原有的5.150～5.925 GHz 免許可頻段，便于為智能手機、Wi-Fi 路由器和IoT 設(shè)備提供高速率、大帶寬服務(wù)。2020 年4 月1 日，F(xiàn)CC 發(fā)布允許6 GHz 頻段免許可使用的規(guī)則草案，并于4 月23 日的公開會議上投票通過該草案。

目前，5.925～7.125 GHz 頻段繼續(xù)沿用了5.150～5.925 GHz 頻段從U-NII-1～U-NII-4 的編號，被分為U-NII-5～U-NII-8 共4 個部分，各部分部署了不同類型的現(xiàn)有主要業(yè)務(wù)，有衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)、固定業(yè)務(wù)點對點微波、本地電視發(fā)射、廣播輔助、有線電視中繼等。為保護各現(xiàn)有主要業(yè)務(wù)，在部分頻段上規(guī)定免許可設(shè)備需要使用AFC（automated frequency coordination，自動頻率協(xié)調(diào)），AFC 將自動選出可用頻率以避免干擾現(xiàn)有業(yè)務(wù)，該頻段的功率使用限值見表2。

5.2 95 GHz 以上頻段

2019 年3 月15 日，F(xiàn)CC 通過了新規(guī)則，鼓勵開發(fā)新通信技術(shù)，加快部署95 GHz 以上頻段的新業(yè)務(wù)。長期以來，此類頻譜一直被排除在可用頻譜范圍之外，但是無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展為該頻段引入了大量創(chuàng)新機會，特別是新興的數(shù)據(jù)密集型高帶寬應(yīng)用以及成像和傳感應(yīng)用。此前，除業(yè)余操作者或在有限時間和范圍內(nèi)進行的實驗，F(xiàn)CC 沒有關(guān)于授權(quán)95 GHz 以上頻段通信的規(guī)則。

對于許可使用，為了鼓勵創(chuàng)新者和企業(yè)使用95 GHz～3 THz 頻段，F(xiàn)CC 首次創(chuàng)建了一個名為“Spectrum Horizons”的新實驗許可類別。FCC 將允許創(chuàng)新者能夠在長達10年時間里靈活地進行實驗，且有助于在實驗期間推銷設(shè)備。對于免許可使用，F(xiàn)CC 選擇了具有良好傳播特性的頻段以滿足大量免許可設(shè)備使用該頻段，同時限制對95 GHz 以上頻段現(xiàn)有的空間研究和大氣傳感等業(yè)務(wù)的潛在干擾。最終，確定116～123 GHz、174.8～182 GHz、185～190 GHz 和244～246 GHz頻段免許可使用，共21.2 GHz。FCC 主席表示這些舉措是突破性的，相信今后還有更多的突破性舉措，F(xiàn)CC 將繼續(xù)關(guān)注擴展可用頻譜范圍，包括將來在95 GHz 以上頻段的潛在非實驗性許可，以保持美國在無線創(chuàng)新方面的世界領(lǐng)先地位。

新技術(shù)和新應(yīng)用使用免許可頻段，成本低，且無須獲得頻譜牌照，因此免許可頻段常被視為創(chuàng)新的沃土。美國5G 頻譜戰(zhàn)略的免許可頻段同時包括中、高頻段，且具有大帶寬的特點，為后5G 時代培育新技術(shù)、新應(yīng)用提供了頻譜資源保障。

表2 6 GHz 頻段免許可使用規(guī)則

6 結(jié)束語

籌備頻譜是移動通信產(chǎn)業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展的基本前提和需解決的首要問題，我國5G 頻譜研究啟動早、速度快、力度強，許可給電信運營企業(yè)的5G 中低頻段頻率資源全球最多，并已初步形成低、中、高頻段協(xié)同發(fā)展的良好局面，為5G 快速發(fā)展贏得了先機。美國選擇毫米波作為5G 首發(fā)頻段，但在部署中發(fā)現(xiàn)毫米波成本高、覆蓋性能差，2018 年又逐漸走向中頻段，2020 年年底完成中頻段頻率拍賣。美國5G 頻譜戰(zhàn)略部署快、涉及頻段多、共享技術(shù)領(lǐng)先，帶來如下啟迪。

（1）頻率工作應(yīng)融入國家重大戰(zhàn)略部署。美國的“5G 加速發(fā)展”戰(zhàn)略作為國家層面的頂層設(shè)計，有效推動了相關(guān)部門、地方政府和企業(yè)的通力合作、快速部署，戰(zhàn)略制定一年后初顯成效，兩年后將基本落實。對于我國，移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)成為“新基建”的主要方面之一[11]。為在后5G 以至6G 時代保持發(fā)展勢頭，應(yīng)立足于國家經(jīng)濟社會發(fā)展的重大政策，及早啟動相關(guān)頻率研究。

（2）頻譜戰(zhàn)略應(yīng)統(tǒng)籌考慮全頻段頻譜資源。高、中、低頻段在覆蓋、可用帶寬、產(chǎn)業(yè)成熟度等方面的特征明顯，美國統(tǒng)籌各個頻段多管齊下，并提前在太赫茲頻段布局。對于我國，已經(jīng)在部分中、低頻段為5G 明確了頻率，并為運營商發(fā)布了牌照。后續(xù)可基于下一代移動通信的應(yīng)用場景進行頻譜需求測算，合理配置以提高存量頻譜資源利用效率，科學(xué)規(guī)劃、配置增量頻譜資源。

（3）增加對頻譜共享技術(shù)的研究和試驗的投入。面對頻譜資源的日益緊缺，美國從2010 年就開始研究認(rèn)知無線電技術(shù)、等級接入制度等頻譜共享方案的商業(yè)化運營，并在10 年后的現(xiàn)在得以部署實施。對于我國，為更好發(fā)揮現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)頻譜的優(yōu)勢，需要更加積極地研究頻譜共享技術(shù)。近期，使用區(qū)塊鏈技術(shù)支持頻譜共享接入逐漸引起全球關(guān)注，使用分布式數(shù)據(jù)庫替代集中式的數(shù)據(jù)庫，進一步增加接入等級和接入用戶。

（4）持續(xù)加強國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。移動通信標(biāo)準(zhǔn)從3G 時代開始將持續(xù)成為全球產(chǎn)業(yè)界共同參與制訂的統(tǒng)一國際標(biāo)準(zhǔn)，美國已經(jīng)在 ITU（International Telecommunication Union，國際電信聯(lián)盟）和3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計劃）等國際標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)推動高空通信平臺、太赫茲通信等潛在6G 移動通信技術(shù)的頻率研究工作，但高頻段中28 GHz 和47 GHz頻段并沒有被列入ITU 劃分的全球一致頻段范圍。對于我國，2019 年在全球20 多家企業(yè)的5G標(biāo)準(zhǔn)必要專利聲明中，我國企業(yè)占比超過30%，位居首位[12]。應(yīng)繼續(xù)利用ITU、3GPP 等平臺，推動形成后5G 時代全球統(tǒng)一工作頻率，以實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)和國際漫游。

從3G 過渡到4G，中國用了約6 年時間，從4G 過渡到5G 可能將是一項更加漫長的系統(tǒng)工程，頻譜管理面臨的挑戰(zhàn)依然巨大。為此，期待業(yè)界同行的共同努力，尋找可用頻譜增量、規(guī)劃現(xiàn)有頻譜存量，為全球新一代移動通信發(fā)展貢獻中國智慧、展示中國力量。