频段无极限发布会

无线电:让沟通无极限让世界零距离引言高效、快捷的通讯是人类自诞生以来亘古不变的追求.
影视剧中的快马驿站、飞鸽传书是最古老的通信,还有周幽王因戏弄诸侯而丢掉一个朝代的烽火狼烟.
而古老的民间通信基本靠吼.
图1快马驿站和烽火狼烟自18世纪麦克斯韦从理论上证明了电磁波频谱的存在开始,人类学会以宇宙的极限速度——光速来传递信息,从此世界进入了无线电通信的新时代.
现在,以无线电频谱为载体的移动通信,让我们实现了几乎在任何时间、任何地点和任何人之间高效、快捷的沟通,深刻地改变了我们每一个人生活.
移动通信道路上的"最后一公里"根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》,移动业务(mobileservice)指的是移动电台和陆地电台之间,或各移动电台之间的无线电通信业务.
简单说,移动通信就是手机和基站之间,或者手机之间的通信.
图2无线电波打通移动通信的"最后一公里"在整个通信的道路上,频谱扮演着接通道路"最后一公里"的重要角色.
频谱连接了手机和基站之间的信息道路,有的时候也为基站将信息回传给有线网络提供道路.
频谱资源是有限的,传播起来没有省界也没有国界,并且很容易受到电磁干扰,这对实现频谱合理高效配置提出了较高的要求.
尤其是移动通信在全球范围内漫游使用的情况下,各国采用的频谱是否一样,新旧频谱间能否协同是至关重要的.
近年来,移动通信的可用性和可接入性大幅度提升很大程度上归功于国际标准的发展,以及国际移动通信(IMT)运营频段的全球协同,从而实现互操作性、漫游和全球规模.
移动通信的发展史,可以简要概括为1G时代"大哥大"横空出世,2G时代诺基亚崛起,3G时代CDMA大行其道,4G时代无线蜂窝通信技术蓬勃发展,到5G诞生,迈入低延时、高可靠、海量连接的万物互联时代.
通过一代代的吸取经验与不断改良,经过30多年的发展,移动通信已从原来只能传输模拟声音信号演进为如今成为信息时代各种形式传播的重要基石.
1G:语音时代,移动通信江湖初创,买不起的"大哥大"上世纪八十年代诞生了第一代移动通信系统,使用模拟技术,终端像极了板砖,虽然移动通话的初步需求得到解决,但模拟技术的局限也十分明显,安全性和干扰也真的是个问题.
有限的容量使得它无法真正大规模普及和应用,最高通信速度仅约为2.
4kbps,价格更是非常昂贵,成为当时的奢侈品.
但随身携带的便利性也催生了各类无绳电话和遍地开花的寻呼台.
图3"大哥大"手机和寻呼机这个时候,人们对移动通信频谱在全球的一致性还没有建立足够的认识,有点各自为政.
2G:短信时代,移动通信接近寻常百姓,摔不烂的诺基亚各自为政的"小网"随着人类远游的脚步而显得局促,跨越国境的全球通话随着第二代移动通信的到来得到解决.
随之而来的还有数字技术,终端的个头终于被压缩,原来移动电话可以不用秘书保管.
短信成为了一种时髦的交流方式,不需要听见声音就可以感受你的存在,文字暂时战胜了语音.
节日问候的短信成就了初代段子手,短信服务商不费吹灰之力就赚走了老百姓投票的热情,色彩斑斓的世界也希望填满窄小的手机屏幕,NBA直播竟然是一个个简单的词语加上半天才看得到的一幅灌篮照片,姚明被中国球迷一次次送上全明星的舞台,不过他真的配得上.
图4NOKIA手机和短信在1G和2G时期,通信由模拟通信向数字通信发展,以GSM为主的2G技术主要采用了时分多址接入技术(TDMA),使得同一段频率(200kHz)上可以多个用户分时使用.
虽然早期的GSM网速仅有9.
6kbps,虽然2G取代了1G并被后来的技术版本逐渐取代,但时至今日GSM仍然在世界上很多地方被继续使用!
在1G向2G的过渡时期,基于区域层面的无缝运行需求日益增长,这些系统的区域/全球运营受到世界不同地方使用的多种不兼容的标准以及不同频段和信道配置的束缚,也极大的影响了系统部署成本.
对于未来公众移动通信系统(即现在的IMT),考虑到其涉及不同无线电业务间或国家边界间的干扰协调、终端漫游、规模经济效益及产业链等因素,需要在国际范围内协调和确定使用频段.
在认识到这一问题后,国际电信联盟(ITU)首次成立了专家组来研究未来公众陆地移动系统的相关事宜,这个专家组后来演变成为了国际电联无线电通信部门.
在1992年的世界无线电通信大会(WRC)上,研究工作取得了首个实质性的成果,为公众陆地移动系统指定了第一批可运行的具体频段——1.
9GHz、2.
1GHz.
我国也在90年代陆续为GSM和CDMA规划了频率资源.
3G:图片时代,移动多媒体应用百花齐放,触屏手机流行当胶片相机不合时宜的时候,数码相机出现在手机上,30万像素的照片也能占领存储器的所有空间,此时MP3也装入了手机,但手机和互联网之间还有Wi-Fi的距离.
当全世界都交齐了"高通税"(3G采用的CDMA技术),第三代移动通信又开始让手机长大.
屏幕长大了,像素也在长,一个相机好像始终看不见自己,手机里应用开始不停的增加和减少.
乔帮主说:如果有一天你厌倦了手机上的物理按键,那就都不要了.
我心想:这下屏幕总算宽敞了,电影能看了,QQ聊起来也费不了多少流量.
图5这些软件你还在用吗3G采用了CDMA技术,改变了1G、2G从频域、时域上区分信号的方法,带宽也增加到了MHz的级别,在当时的历史条件下,性能得到了显著的提升,最大速率约为2Mbps,处于移动状态的车辆的最大接入速率约为384kbps.
"移动宽带"一词在3G时代被首次提出.
图6多址技术示意图在3G时代,ITU首次将全球移动通信命名为IMT,3G在国际电联有了新的名字:IMT-2000.
由于没有一个单个的频率范围可以满足部署IMT系统所需的所有准则,特别是在地形和人口密度差异很大的国家中.
因此,要满足IMT系统的容量和覆盖要求,需要多个频率范围,ITU在2000年为IMT家族新增了800MHz/900MHz/1.
8GHz/2.
6GHz等全球协调一致的黄金频段.
我国系统性为移动通信开展频率规划也是从3G时代开始的.
2002年,我国发布《关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知》,确定1920-1980/2110-2170MHz、1880-1920MHz和2010-2025MHz频段为主要工作频段,1755-1785/1850-1880MHz和2300-2400MHz频段为补充工作频段,已规划的800MHz、900MHz和1800MHz频段也规划用于3G系统.
ITU为了反映不同国家和地区的频率规划方案上细微的差异性,形成了关于IMT系统频率安排方案的建议书,即ITU-RM.
1036(《无线电规则》中为IMT确定的频段内实现国际移动通信(IMT)地面部分的频谱安排),每个频段都有各种不同的频率安排方案.
4G:视频时代,移动互联网改变生活,手机长在身上失落的短信和语音在微信中找回当年的战场,家里的电脑开始落灰,因为回家后真的用不上,各式各样的PAD里各式各样的应用,花光了工资的少年进入了直播的房间,来家里做客的亲朋好友也不再关心你家的Wi-Fi密码.
不甘心的Wi-Fi开始占领家里的每个角落,冰箱开始联网了,洗衣机、空调也都连上了,手机成了家里的管家,不但管物件还管钱.
手机里有自行车、汽车、超市、饭馆,甚至还有世界.
有一天,我可以丢了自己,但我不能丢了手机,因为我只需要一部手机.
图71G到4G的变化图8生活里戒不掉的手机4G时代采用了正交频分复用多址技术(图6),将时间、频谱资源更加充分的利用起来服务用户,基本配置下基站峰值速率能够达到1Gbps.
在频谱方面,ITU于2007年和2015年先后在450MHz到6GHz的范围内为IMT确定多个范围的频率资源.
总体上,WARC-92确定了3G及之前的使用频率,WRC-2000确定了3G的扩展频率,WRC-07确定了4G频率资源,WRC-15确定了4G扩展频率和部分后4G或5G频率,WRC-19将在24.
25-86GHz频段确定5G毫米波频率.
由于各个国家/区域的频率使用现状、产业成熟度、市场需求等情况不同,频率的选择也不尽相同,所以部分频段会是多种制式的考虑,这也体现在3GPP标准化组织相应的频段号上.
例如2500-2690MHz频段尽管初期作为3G用频,实际部署时其成为4G的热点频段,被作为4G频率资源的3400-3600MHz频段目前也越来越多的用于5G系统.
图9ITU为移动通信确定频谱的历史沿革(2019年为待定范围)2012年,为支撑4G发展,我国发布了《工业和信息化部关于国际移动通信系统(IMT)频率规划事宜的通知》,明确已规划用于3G的频率统一调整为IMT系统工作频率,同时新增2500-2690MHz频段为IMT系统工作频段.
为了迎接5G的到来,2017年,我国进一步发布了《工业和信息化部关于第五代移动通信系统使用3300-3600MHz和4800-5000MHz频段相关事宜的通知》,明确3300-3600MHz和4800-5000MHz频段为5G系统工作频段.
至此,我国为移动通信规划1189MHz带宽频率资源.
图10我国在3GHz以下频段为移动通信规划的频率资源图11我国为5G规划的频率资源5G:互联时代,海量连接创造新世界,明天会更好5G是全新的通讯技术,具有高速率、大容量、低延时的特性,将在物联网、智慧家居、远程服务、外场支援、虚拟现实、增强现实等领域有新的应用.
图121G到5G的变化或许从明天起,不再为劈柴喂马而伤神,面朝大海和春暖花开可以是虚拟的真实,远行从此不必是照片,手机也将离开你.
你开车的技术或许比不上车依靠无线电自己开的技术,你还没想好是中餐还是吃西餐,已经有人知道了,终于我的行动力不再是第一.
路边的小草小花正在和井盖讨论明天的天气,树上的鸟雀看着自己长高的大厦不再惊慌.
医院的人山人海也将成为过去,医生可能不再是人,也可能不再是一种职业,那还用去医院吗图135G改变社会2G实现从1G的语音时代走向短信时代,3G实现从2G语音走向图片时代,4G在数据速率大幅提升的条件下,成就视频时代.
可以说移动通信发展到第四代,彻底改变了我们的生活.
图14还有没什么被连接5G将会给我们带来怎样的改变或许最大的改变就是实现人与人之间的通信走向人与物、物与物之间的通信,实现万物互联,推动社会发展.
让我们拭目以待.
本章作者:刘明星李芃芃王坦来源:国家无线电监测中心