非授權頻段5G技術：標準化需求、意義、現狀？

目前，在全球移動通信業界，「5G（第五代移動通信）」是最為「火熱」的辭彙之一，5G技術研發與標準化正在加緊進行，與此同時，一些國家正在加速推進5G的產業化。

雖然最近在5G技術標準制定方面取得了一定進展，但全球移動通信業界對於可工作於非授權頻段的5G移動通信技術的聚焦，在關注度和認識到的緊迫性上還不足。事實上，移動通信業界面臨的危機越來越大：全球範圍內，總體上，基於非授權頻段的Wi-Fi網路對蜂窩移動通信基礎設施的替代作用越來越凸顯。

過去數十年間，一直以來，基於非授權頻段的無線通信系統為普通大眾用戶所提供的連接數是在以指數級規模態勢增長。綜合多份行業研究報告看來，到2020年，全球Wi-Fi設備的出貨量將有望達到120億部左右。此外，據預測，2020年時的全球人口總量將達77億人。就是說，到2020年，全球人均的Wi-Fi設備擁有量將為約1.56部。

3GPP目前正在加速制定5G技術標準，這一舉動凸顯了5G在移動通信網路演進中的重要性。與此同時，3GPP也正在研究可運行於非授權頻段無線頻譜資源上的5G移動通信系統技術，相關頻段主要包括3.5 GHz頻段、5 GHz頻段以及60 GHz頻段。

國際上，研究非授權頻段5G技術的相關團隊由高通公司領銜，該團隊將於2018年6月把最終的研究成果以技術報告的形式提交給3GPP評審。

雖然3GPP對於非授權頻段5G技術的研究立項要晚於授權頻段5G技術，但對於非授權頻譜陣營而言，這仍將是一大利好。

現在總結起來看，Wi-Fi之所以在全球範圍內迅速普及，主要的原因/市場驅動力就在於Wi-Fi所採取的是非授權頻段的無線頻譜資源，從而，在部署無線通信網路方面，Wi-Fi組網的成本以及複雜性就要遠低於蜂窩移動通信網路，於是出現如今的Wi-Fi網路幾乎已實現泛在的局面。與此同時，採取授權頻段無線頻譜資源的蜂窩移動通信網路之所以也取得了越來越大的市場發展成就，非授權頻段頻譜在其中扮演了關鍵角色---比如，在美國，2017年，蜂窩移動通信網路中有超過60%的數據流量都是通過採取非授權頻段無線頻譜資源的無線通信網路（Wi-Fi）來分流/卸載的。也就是說，通過簡單計算可知，如果沒有非授權頻段Wi-Fi網路的分流，那麼，蜂窩移動通信網路的系統容量就必須要提升250%---由此也可以想見，隨著移動數據流量持續呈指數級增張態勢，以後的蜂窩網路擴容壓力將會越來越大。

美國聯邦通訊委員會（FCC）對於非授權頻段無線頻譜的定義是「用戶在使用非授權頻段的無線頻譜資源進行無線通信時，無需獲得FCC的授權許可，但必須使用獲得相關機構認證通過的無線網路設備，且相關無線通信設備必須要遵守FCC的Part 15法規，比如發射功率限額等」。此外，用戶對於非授權頻段的無線頻譜資源沒有專用/獨家使用權，而是與其他用戶共享使用，且不享受無線電干擾保護。可運行於非授權頻段的無線通信系統所採取的技術較多，Wi-Fi僅是其中的一種。

近年來，在大眾消費電子市場，最受歡迎的非授權頻段是2.4 GHz頻段與5 GHz頻段。然而，與此同時，隨著用戶需求的不斷增加，在這兩個頻段已經出現高度的數據擁擠現象，正面臨頻譜資源枯竭的風險。但所幸的是，在60 GHz頻段，尚有著巨大數據量的、未開發使用的頻譜資源：具體是，在57 GHz-71 GHz頻段，有著總帶寬高達14 GHz的可用頻譜資源，這比目前國際電信聯盟（ITU）和3GPP考慮指配給5G使用的所有授權頻段、已經用於2G/3G/4G商用網路部署的無線頻譜資源的總和還要多。小郵了解到，截至目前，全球移動通信業界已經達成了較為一致的共識，可以把上述14 GHz帶寬的非授權頻譜資源用於部署獨立組網（Standalone，SA）模式的非授權頻段5G移動通信系統。

如果展望一下運行於非授權頻段的5G移動通信系統的應用場景，相關的發展將會為廣大的終端用戶帶來多種全新的機遇。由於是工作於非授權頻段，則高速率、低時延的5G移動通信網路將具有泛在部署的市場前景，從而：其就將有望對現有的教育、醫療、交通、商業等垂直行業的運行帶來「顛覆」性的變革；並改變人們的工作、娛樂、社交等的方式；此外，最為重要的是，工作於非授權頻段的高速率與低時延的5G無線通信網路，還將可使能一個全新的平台---在此平台上，各行各業可以創新發展我們目前還不能預見到的應用/業務。總之，相關係統的創新前景將是無限的，只有想不到，沒有做不到。

「釋放」、利用5G移動通信技術的能力，並將其與非授權頻段耦合起來，將可實現無線通信史上罕見的「1+1=3」實例。全球的移動通信業界、廣電網路業界都不能低估對可工作於非授權頻段的5G無線通信技術進行標準化的重要性。

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