在联邦通讯委员会(FCC)于上周投票一致通过分配近11MHz的毫米波频段给5G通讯之后,美国政府相关主管机关以及民间企业立即动起来,准备在接下来七年投入总金额4亿美元的经费,进行5G蜂窝网络技术研发。

支持者声称,此举将让美国在全球竞赛中领先,提供从低于1GHz到超过60GHz频率的广泛新一代蜂窝服务;不过其实中国、欧洲、韩国与日本等国政府以及企业,在几年前就已经成立了类似的结合官方与民间资源之联盟。

参与美国5G研发的产业专家们对相关行动表示赞许,并对于全球在5G频段与研发工作的一致协调表示乐观;此隶属于美国国家科学基金会(NSF)旗下、名为“先进无线技术研发倡议(Advanced Wireless Research Initiative,AWRI)”的新项目,目标是建立四个大型5G测试平台,让企业、政府机构以及学术研究机构能进行下一代蜂窝技术与服务的开发。

那些测试平台将由AWRI下一个名为“先进无线技术研发平台(Platforms for Advanced Wireless Research,PAWR)”项目的美国官方-民间联盟负责打造,有五年8,500万美元的预算;其中NSF提供了5,000万美元,其余的3,500万美元现金、设备与人力则是由20家企业合资提供。

PAWR将自2017财务年度开始营运,将进行四套尺寸规模等同于美国小型城市之5G测试平台的定义与建立;参与PAWR的企业将扮演董事会成员,针对测试平台的需求征求提案,并从接收到的建议中选择适当的解决方案。

该联盟的工作目标包括以下的5G技术:

• 数据传输速率达到100 Gbits/second、传输范围可跨越数个城市街廓,利用小型基地台(small cells)的毫米波方案; • 利用sub-6GHz频段的动态频谱; • 边缘为无线技术的有线数据网络架构; • 针对大规模移动网络的架构与管理技术; • 利用“空白频段”透过长距离无线网状网络提供Gbit/s链接的技术; • 量测与监测无线网络性能、安全性与可靠性的新方法; • 未来的蜂窝技术应用与服务。

将为PAWR贡献资源的企业包括AT&T、Carlson Wireless Technologies、CommScope、HTC、Intel、InterDigital、Juniper Networks、Keysight Technologies、National Instruments、Nokia Bell Laboratories、Oracle、Qualcomm、Samsung、Sprint、T-Mobile、Verizon与Viavi Solutions等。

非营利组织US Ignite则将扮演联盟协调者的角色,而监督者则是NSF辖下的PAWR项目办公室;NSF将在接下来七年花费3.5亿美元──占据整体5G计划经费的大部分──用于将在PAWR打造之新测试平台上运作的学术与政府研究项目。NSF目前每年在无线技术研发上的支出超过5,000万美元,锁定在未来3~6年问世的技术。

US Ignite执行总监William Wallace在一份新闻声明中表示:“我们期望最新的行动将加快实现来自研究机构之创新想法、以提供产业终端用户利用的速度,克服有时候被称为“死亡之谷”的基础研究与商业化之间的鸿沟。”

其他美国政府机构也趁机宣布各自在5G技术方面的努力,例如美国国防部高等研究计划署(DARPA)表示将在新打造的测试平台上举行“频谱协作挑战赛(Spectrum Collaboration Challenge)”,竞赛的目标是找出让无线网络能自动推论如何分享频谱的方法。

美国国家标准与技术研究院(NIST)在6月份宣布正在编纂“未来世代通讯蓝图(Future Generation Communications Roadmap)”,标示出无线技术研发需要填补的空白,其完整版本预计10月发表,涵盖波形、天线、通讯协议、安全性、频谱与架构等议题。

NIST还成立了5G毫米波频道模型联盟(5G mmWave Channel Model Alliance),其初步成果将在12月份举办的IEEE GLOBECOM大会上进行讨论。

Intel、Qualcomm呼吁5G频谱一致性

对于美国的5G研发起跑与频谱分配底定,来自Qualcomm与Intel的专家们表示赞许;他们指出,针对在从1GHz以下到60GHz以上的低、中、高频段提供的不同5G服务,全球一致的共识正在形成。他们也乐观认为,各国主管机关将会确定每种频率的5G频段,使其不至于像LTE那般分散;因为目前的4G在全世界使用了超过40个不同频段。

负责政府事务的Qualcomm资深副总裁Dean Brenner表示,美国政府发起与企业之间的会议,催生新成立的PAWR联盟,正好呼应了FCC通过毫米波频谱分配的决策;而Brenner认为,此决策对于促成全球频谱一致性是不错的进展。

不过到目前为止,业者在5G频谱分配方面还是面临很大的差距。美国FCC一致通过在毫米波频段保留28 GHz、37 GHz、39 GHz,以及一个在64~71GHz之间的免授权频段给5G使用;在sub-GHz频段,美国预期会使用在39个月之内被电视营运商清空的600MHz频段,而主流5G服务则是会使用3.5GHz频段。

在欧洲,欧盟的无线频谱政策小组(Radio Spectrum Policy Group)已经提出一个草案,建议将3.4~3.8GHz与700MHz频段给5G使用;此外欧盟据说已经为5G预留了32 GHz频段。在中间频段部分,中国预期会使用3.3GHz,日本则是考虑4.4~4.9GHz。

Intel通讯政策执行总监暨副法律总顾问Peter Pitsch则表示,5G频谱“相当不可能”比LTE使用的频谱更分散:“考虑到较高频段的设备开发复杂性,初始发展应该会专注于少数几个频率范围;”而他认为,不同的5G服务可能会凝聚于特定几个频段,例如:“某些窄频物联网(IoT)应用可能会被限制在1GHz以下的频率。”

Pitsch进一步指出:“ITU-R目前正在为5G研究不同的频率范围,可能会在2019年举行的世界无线电通讯大会(World Radio Communication Conference)最后决策;”尽管有部分人士对于该组织的上一次会议未能对5G有更明确的决议而失望。

Qualcomm的Brenner盛赞FCC在投票通过频段分配的同一天,就很有效率地公布了一份长达278页的详细毫米波计划书,而目前该公司的工程师们正在努力研读。

“我认为FCC的决策会在世界各地造成连锁反应──因为人人都想要在5G领域抢第一,这是一个看谁能在技术布建取得第一的竞赛;”他指出,全球频谱一致性会是达到最大经济规模的理想状态,但这不是我们生活的现实世界。

采用5MHz频道的LTE就导致在每个国家有许多种排列组合的不同频谱;Brenner认为5G中间频段或许也会出现某种程度的类似情况,但是在毫米波频率的5G服务将使用:“不会被狭隘划分的宽广频段。”而尽管有部分国家不会使用可能在美国会变得热门的28 GHz频段:“仍有可能达到高于LTE频段的一致性。”

说道LTE,Brenner表示Qualcomm的基带工程师们已经尽可能支持最多的频段,并设法把支持多频段的成本降到最低;他指出透过堆栈滤波器的方法,Qualcomm已经能比其他业者支持更多的频段组合。而他指出,提供LTE载波聚合的方法太多种,也让情况变得更复杂。

Intel的Pitsch总结表示:“如果各国政府希望加速5G网络的发展,各主管机关应该立即在频谱分配方面采取行动。”

编译:Judith Cheng

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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