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[廠家通用資料] IMT-Advanced頻率分析

kunsino

原始天尊

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發(fā)表于 2007-08-12 14:29:30 只看樓主

來源:中國聯(lián)通網(wǎng)站

摘要：隨著移動通信的不斷發(fā)展，對頻率資源的需求也不斷增加。為此，文章對高級國際移動通信(IMT-Advanced)的頻率需求進行了分析，比較了各個候選頻段的優(yōu)缺點，得到的結(jié)論是：現(xiàn)有分配給移動通信的頻率資源遠遠達不到IMT-Advanced的需求，為了更好地提供移動通信服務，需要尋找更多的頻率資源。因此必須在2007年的世界無線電大會上分配足夠的頻率給IMT-Advanced，才能為IMT-Advanced的順利發(fā)展提供有力保障。

無線電頻譜是一種寶貴而又有限的資源。無線電事業(yè)的發(fā)展離不開頻譜資源，無線電業(yè)務能否順利發(fā)展取決于有沒有可用的頻段。因此，國際上以及各個國家都設有管理機構來加強無線電頻譜資源的管理，使有限的資源得到充分而有效的利用。由于受到技術上和無線電設備方面的限制，國際電信聯(lián)盟(ITU) 目前只劃分頻譜資源最高到400 GHz，而目前實用的較高的頻段只是在50 GHz左右。由于無線電波傳播特性所限，蜂窩移動通信業(yè)務一般使用3 GHz以下的頻譜。不同的頻段有不同的特性。頻率越低，信號傳播距離越遠，但能攜帶的信息量越�。活l率越高，能攜帶的信息量越大，但傳輸距離越短，容易被樹木和建筑物阻擋。在很高的頻段，降雨也能阻擋無線電信號的傳播。通信業(yè)務的使用的頻率主要在100 MHz～3 GHz范圍內(nèi)，該頻段在傳輸距離和攜帶的信息量兩方面具有較好的平衡特性。

1 現(xiàn)有頻率劃分

中國目前已規(guī)劃給第二代公眾移動通信系統(tǒng)的頻段為825～835 MHz/870～880 MHz、885～915 MHz/
930～960 MHz和1 710～1 755 MHz/1 805～1 850 MHz頻段，共計170 MHz，其中130 MHz分配給中國移動和中國聯(lián)通使用，40 MHz為預留頻率。

2002年10月，信息產(chǎn)業(yè)部依據(jù)ITU有關第三代公眾移動通信系統(tǒng)(IMT-2000)頻率劃分和技術標準，按照中國無線電頻率劃分規(guī)定，結(jié)合中國無線電頻譜使用的實際情況，發(fā)布了中國的第三代公眾移動通信系統(tǒng)的工作頻段：

(1)主要工作頻段

頻分雙工(FDD)方式：1 920～1 980 MHz/2 110～2 170 MHz；

時分雙工(TDD)方式：1 880～1 920MHz/2 010～2 025 MHz。

(2)補充工作頻段

頻分雙工(FDD)方式：1 755～1 785 MHz/1 850～1 880 MHz；

時分雙工(TDD)方式：2 300～2 400 MHz。與無線電定位業(yè)務共用，均為主要業(yè)務，共用標準另行制訂。

(3)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)工作頻段

1 980～2 010 MHz / 2 170～2 200 MHz。

在該規(guī)劃方案中，除3G 核心頻段及其周圍區(qū)域規(guī)劃出55 MHz TDD頻帶之外，中國政府又額外批給了TD-SCDMA標準100 MHz的擴展頻段，相比另兩種3G標準共60 MHz×2的頻寬而言，如此的頻譜規(guī)劃方案，表明了中國政府對具有自主知識產(chǎn)權的TD -SCDMA標準的政策傾向。另外，TDD頻段分為3段，分別分布在1 880 MHz～1 920 MHz、2 010 MHz～2 025 MHz、2 300 MHz～2 400 MHz之間。信息產(chǎn)業(yè)部將TDD核心頻段的規(guī)劃與國際保持一致，是希望這種規(guī)劃能夠影響到其他國家，使中國的3G標準TD-SCDMA推廣到亞太甚至于全球。因此，該頻率劃分方案的出臺為TD-SCDMA的發(fā)展創(chuàng)造了巨大的發(fā)展空間。

2 IMT-Advaced頻率需求

為了滿足不斷發(fā)展的移動無線通信以及更高的數(shù)據(jù)速率的需求，作為研究開始的第一步，ITU-R M.1645建議定義了IMT-2000未來發(fā)展和IMT-Advanced的框架和總體目標[1]。此框架是基于全球用戶和技術趨勢，同時也包含了發(fā)展中國家的需求。另外，基于ITU-R 228號決議，世界無線電通信大會(WRC03)確立了WRC07大會的議題(議題1.4)，考慮IMT-2000未來發(fā)展和IMT-Advanced相關的頻率事宜。ITU-R 228號決議要求ITU-R在IMT-Advanced的頻譜需求和潛在的適宜的頻段范圍研究結(jié)論的基礎上，及時地向WRC07提供相關的技術研究報告。在上述條件的基礎上，ITU-R SG8 WP8F開始研究與IMT-2000未來發(fā)展和IMT-Advanced的頻率相關的事宜，其與頻譜計算方法和需求測算結(jié)果相關的報告包括：Report ITU-R M[IMT.MARKET][2]、Report ITU-R M[IMT.RAD_ASPECTS][3]、Report ITU-R M[IMT.METH][4]和Report ITU-R M[IMT.ESTIMATE][5]。

IMT.MARKET是研究未來系統(tǒng)的市場趨勢，如2010年以后的業(yè)務總量。這樣的數(shù)據(jù)將決定所需帶寬的計算以及潛在頻段范圍的選擇。報告IMT.MARKET主要是解決IMT-Advanced的業(yè)務和市場問題。

IMT.RAD_ASPECTS是無線部分的研究，如對2010年以后的技術趨勢的研究，也是對IMT-Advanced所需帶寬的計算以及潛在的頻段范圍選擇所必不可少的。這些研究應當是技術中立的并且包含技術參數(shù)(如無線環(huán)境傳播參數(shù)和頻譜效率)。

IMT.RAD_ASPECTS主要是考慮IMT-2000未來發(fā)展和IMT-Advanced的技術和覆蓋因素，從技術角度和頻譜效率立場出發(fā)解決業(yè)務在不同的無線環(huán)境間分配比例問題。IMT.METH定義了IMT-Advanced的計算方法。

在計算IMT-2000未來發(fā)展和IMT-Advanced的頻率方法中引入了一些新的定義，包括：業(yè)務、多種補充系統(tǒng)和無線接入技術分組的綜合參數(shù)。其中最重要的一個定義是無線接入技術組(RATG)，在ITU-R M.1645建議中，按照用戶使用趨勢以及業(yè)務和應用，將無線通信技術分為如下3種能力：IMT-2000系統(tǒng)能力、新的移動接入能力和游牧/本地無線接入能力。后兩種能力是IMT-Advanced提供的新能力。

RATG的劃分既考慮了M.1645建議，也同時考慮了WRC1.4議題和228決議(WRC2003)的內(nèi)容，將RATG劃分為如下4種分組：

(1)RATG1：Pre-IMT 系統(tǒng)、IMT-2000和IMT-2000增強型系統(tǒng)(這一分組包括了數(shù)字蜂窩移動系統(tǒng)、IMT-2000系統(tǒng)和IMT-2000增強型系統(tǒng))。

(2)RATG2：IMT-Advanced系統(tǒng)(如ITU-R M-1645所描述的新的移動接入和新的游牧/本地無線接入能力，但不包括其他任何已經(jīng)包含在RATG中的系統(tǒng))。

(3)RATG3：現(xiàn)有的無線局域網(wǎng)(WLAN)和其增強型系統(tǒng)。

(4)RATG4：數(shù)字移動廣播系統(tǒng)和其增強型系統(tǒng)(這一分組包含了對移動和手持終端進行廣播的系統(tǒng))。

ITU-R頻率需求的計算結(jié)果如表1所示。

[attach]20426[/attach]
表1的需求是一個運營商的情況，不同數(shù)量的網(wǎng)絡，會有不同的頻譜需求。表2和表3是不同數(shù)量網(wǎng)絡情況下的頻譜需求。

[attach]20427[/attach]

[attach]20428[/attach]

從報告的結(jié)果可以看出，到2020年，按照中國3個移動網(wǎng)絡計算，RATG1和RATG2總的頻譜需求范圍是1 560～1 980 MHz，最低的頻譜需求也要1 560 MHz。

3 IMT-Advanced候選頻率分析

IMT-Advanced的候選頻段包括：410～430 MHz、450～470 MHz、470～806/862 MHz、2.3～2.4 GHz、2.7～2.9 GHz、3.4～4.2 GHz 和4.4～4.99 GHz[6]，下面就對這些頻段的優(yōu)缺點進行比較分析。

(1)410～430 MHz和450～470 MHz

該頻段的主要優(yōu)點是：傳播特性好，覆蓋范圍大，成本低，但是終端和基站的天線體積會受到影響。某些國家已經(jīng)使用450～470 MHz，用于IMT-2000系統(tǒng)。

該頻段的缺點是：頻段帶寬太少，會限制網(wǎng)絡的容量。在許多國家，該頻段都用于其他陸地移動業(yè)務，如公共保護及災難拯救(PPDR)。

(2)470～806/862 MHz

該頻段的優(yōu)點是：具有比更高頻段好的傳播特性，覆蓋范圍大，成本低，但是終端和基站的天線體積會受到影響。該頻段的上端接近于IMT-2000的其他頻段，這可以減少設備復雜度，而470～600 MHz的低端部分具有更好的傳播特性。數(shù)字廣播使用同樣的頻段，有助于廣播業(yè)務與移動業(yè)務的融合。

該頻段的缺點是：主要用于廣播業(yè)務。在一些國家，部分頻段用于其他業(yè)務(如無線電天文、無線電導航、PPDR等)。另外，蜂窩基站和高功率/高位置的廣播臺站的共存，會帶來鄰道干擾。在該頻段共用移動廣播和IMT業(yè)務中，需要保護頻段。

(3)2 300～2 400 MHz

該頻段的主要優(yōu)點是：接近IMT-2000分配的頻段，具有類似的傳播特性。

該頻段的主要缺點是：考慮道IMT頻譜需求和特性，頻段可用帶寬不足。某些國家已經(jīng)將該頻段用于其他應用(如航空遙測、語音廣播衛(wèi)星、非移動無線寬帶業(yè)務等)。

(4)2 700～2 900 MHz

該頻段優(yōu)點是：接近IMT-2000已經(jīng)分配的頻段，有助于使用2.5～2.69 GHz頻段的天線，提供類似的傳播特性。某些國家只是將該頻段分配給有限的雷達系統(tǒng)。

該頻段缺點是：在ITU-R的3個地區(qū)，無線電導航和生命安全業(yè)務是主要業(yè)務。

(5)3 400～4 200 MHz

該頻段優(yōu)點是：頻段帶寬較大，足夠提供IMT-Advanced系統(tǒng)，能夠提供很大的容量；使用該頻段有助于蜂窩系統(tǒng)和已經(jīng)在某些國家部署的寬帶無線接入系統(tǒng)之間的覆蓋；在某些國家，固定業(yè)務(FS)和固定衛(wèi)星業(yè)務(FSS)沒有部署在3.4～3.6 GHz子頻段；終端和基站天線體積小，可以使用多天線技術來提高頻譜效率。

該頻段缺點是：在所有區(qū)域，該頻段都已經(jīng)被固定和固定衛(wèi)星業(yè)務臺站使用；在3 625～4 200 MHz頻段部署了大量的FSS地球站(包括甚小天線口徑衛(wèi)星終端)，并且在不斷發(fā)展；該頻段對于FSS而言非常重要，因為該頻段大氣吸收很少，因此可以改善可靠性和覆蓋，尤其是在嚴重的雨區(qū)；許多發(fā)展中國家依賴于該頻段的衛(wèi)星鏈路提供國內(nèi)和國際鏈接，在可見的將來也會持續(xù)使用；3 400～3 800 MHz在一些國家用于固定和移動寬帶無線接入系統(tǒng)；一些國家使用3 400～3 600 MHz頻段無線電定位。

(6)4 400～4 990 MHz

該頻段優(yōu)點是：頻段較寬，可以提供IMT-Advanced系統(tǒng)，可以提供較大的容量。終端和基站的天線較小，適于采用多天線技術，提供更高的頻率效率。

該頻段缺點是：4 500～4 800 MHz頻段在固定衛(wèi)星業(yè)務計劃中規(guī)定，預留軌道/頻譜資源給將來使用，并平等地分配給ITU的所有國家成員使用，尤其是發(fā)展中國家；該計劃對于政府間系統(tǒng)，如非洲地區(qū)衛(wèi)星通信組織(RASCOM)，包括50個非洲國家使用或準備部署衛(wèi)星系統(tǒng)；4 500～4 800 MHz對于FSS提供基本電信系統(tǒng)設施很重要，因為大氣吸收在這個頻段很低，具有很高的可靠性和覆蓋性，尤其是在雨量較大的地區(qū)；與其他頻段相比，該頻段傳播損耗較大，這對高速移動應用非常不利；某些國家將該頻段用于政府業(yè)務，包括航空移動，或者長距離鏈路的FS，部分頻段也用于射電天文業(yè)務。

4 結(jié)束語

根據(jù)移動通信的發(fā)展來看，1992年的WRC大會上分配3G頻率，2000年3G開始投入使用，2011年4G標準將發(fā)布，2012將投入商用。因此，2007年10月在日內(nèi)瓦舉行的WRC2007，將會決定IMT-Advanced的頻率分配問題，這對于IMT- Advanced來說是非常重要的。但是，由于頻率資源涉及到各個國家的根本利益，同時也涉及到各個國家內(nèi)不同部門的利益，IMT-Advanced的頻率分配將注定不會是一帆風順的。我們認為，及時為未來移動通信規(guī)劃必要的頻率資源非常重要，只有為移動通信提供頻率資源保障，才能更好地促進移動通信的發(fā)展。

5 參考文獻

[1] Framework and overall objectives of the future development of IMT-2000 and systems beyond IMT-2000 [R]. Recommendation ITU-R M.1645. 2003.

[2] World mobile telecommunication market forecast [R]. Report ITU-R M.[IMT.MARKET]. 2005.

[3] Radio aspects for the terrestrial component of IMT-2000 and systems beyond IMT-2000 [R]. Report ITU-R M.[IMT.RAD_ASPECTS]. 2006.

[4] Methodology for calculation of spectrum requirements for the future development of IMT-2000 and systems beyond IMT-2000 [R]. Report ITU-R M.[IMT.METH]. 2005.

[5] Spectrum requirements for the future development of IMT-2000 and IMT-Advanced [R]. Report ITU-R M.[IMT.ESTIMATE]. 2006.

[6] Provisional report of the CPM to WRC-07 [R]. ITU-R. 2007.

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發(fā)表于 2008-08-07 15:42:03

受教了，積積分，升權限，兩不誤，自強不息！

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