上個月,ITU WRC 2023(世界無線通信大會)在阿聯(lián)酋迪拜成功舉行。小編作為工業(yè)界代表,有幸全程參加。
WRC,是國際通信領(lǐng)域最重要的會議。它由國際電信聯(lián)盟(ITU)組織,主要目的是修訂、審校國際無線電通信規(guī)則,以及有關(guān)無線電頻譜、同步衛(wèi)星和異步衛(wèi)星軌道的使用等國際條約。
會議大約三年或四年舉行一次,參會代表包括各國政府頻譜主管部門,以及無線通信各行業(yè)的代表。
說到這里,大家可能有所疑問:無線電頻譜為什么需要國際協(xié)調(diào)呢?為何每個國家不能自己定其使用規(guī)則呢?
簡單說來,有以下幾個原因:
第一,規(guī)避干擾。
無線電波在空間中自由傳播,一個國家的無線電通信電波會不可避免地傳播到鄰國,甚至對鄰國的服務(wù)產(chǎn)生干擾。
這就需要大家坐在一起,統(tǒng)一規(guī)劃,協(xié)調(diào)。
第二,國際漫游。
大家可能注意到,我們現(xiàn)在出國時,手機(jī)、Wi-Fi熱點(diǎn)都能自由使用,很少存在制式不同,無法連接的問題。這就要?dú)w功于各個國家在頻譜規(guī)劃上的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
另外,國際航班、輪船與地面塔臺的通信,衛(wèi)星與地面站之間的通信,也都需要全球協(xié)調(diào)。
第三,規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
設(shè)想一下,如果頻段沒有很好的協(xié)調(diào),廠商需要給每個國家都設(shè)計(jì)一套適合其頻譜分配狀況的通信設(shè)備。對于設(shè)備和終端使用數(shù)量不大的國家來說,成本會非常的高。
對于廠家來說,越是全球統(tǒng)一的頻譜規(guī)劃,越有助于簡化其通信設(shè)備的設(shè)計(jì),降低成本和加快推進(jìn)速度。
然而國情、文化甚至是時區(qū)的差異,導(dǎo)致國際規(guī)劃存在著相當(dāng)大的難度。為了相對方便,ITU將全球劃分成三個區(qū)域:
Region 1,包括歐洲,非洲和中東地區(qū);Region 2,則是美洲;我國被分在了Region 3,屬于亞太地區(qū)。
每屆WRC,會針對各個區(qū)域的要求和頻譜使用現(xiàn)狀,討論眾多議題。這些議題涵蓋了移動通信、衛(wèi)星、微波、科研,航空,航海等各個領(lǐng)域。
可以說,只要涉及到無線電波的地方,就離不開WRC。
ITU Regions區(qū)域地圖
本屆WRC為期一個月,有多達(dá)幾十個議題。限于篇幅,小編挑了幾個熱點(diǎn)議題,給大家介紹一下。
6GHz頻段的分配
第一個議題,是現(xiàn)在很熱的6GHz頻段的分配。
本屆WRC的議題1.2,就是6425-7125MHz在Region 1,7025-7125MHz在全球分配給移動通信使用的研究。
這里,大家可能注意到,6GHz其實(shí)主要是Region 1的議題。因?yàn)樵赗egion 2和3,該頻段被大量用于C波段衛(wèi)星的上行。
由于高功率移動通信對現(xiàn)有的C波段衛(wèi)星將會產(chǎn)生有害干擾,在四年前的WRC-19上,成員國經(jīng)過激烈討論,ITU最終認(rèn)為沒有可能將該頻段在Region 2和3分配給移動通信,因此不予在WRC-23上立項(xiàng)。
同時,在Region 2,美國、加拿大、巴西、阿根廷等主要經(jīng)濟(jì)體,也早已將該頻段分配給免授權(quán)的RLAN,即我們所知道的Wi-Fi 6E。
6GHz Wi-Fi頻段的全球分配情況(來源 Wi-Fi Alliance)
對于該議題的討論,主要分為兩大陣營:
一是以中國、俄羅斯、法國和非洲國家為主的IMT陣營。
該陣營的觀點(diǎn),是支持6425-7125MHz分配給移動通信。理由是該頻段有著大量帶寬,是未來5G-A以及6G的主要支撐頻段。
另一大陣營,則是以美國、加拿大、韓國、沙特、歐洲各國和太平洋島國為主的“不變”陣營。
該陣營的觀點(diǎn),是此頻段對于C波段衛(wèi)星至關(guān)重要,大功率移動通信將不可避免對衛(wèi)星服務(wù)產(chǎn)生有害干擾。
如下圖所示,大量移動通信基站會產(chǎn)生aggregate interference(合并干擾),降低了衛(wèi)星接收機(jī)的信噪比。
5G地面網(wǎng)絡(luò)對衛(wèi)星干擾示意圖
部署衛(wèi)星通信的國家,也更傾向于將該頻段劃分給未授權(quán)頻譜的Wi-Fi。
因?yàn)閃i-Fi一來是功率小,二來主要在室內(nèi)部署,對衛(wèi)星的干擾可以忽略不計(jì)。且衛(wèi)星系統(tǒng)也需要Wi-Fi來提供最后幾十米的通信連接。
另外,該頻段已在發(fā)達(dá)國家被用于下一代Wi-Fi無線局域網(wǎng),并有著成熟低廉的設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)、Wi-Fi也是互聯(lián)網(wǎng)流量的主要承擔(dān)技術(shù)。
WRC的美妙之處在于:每個國家都有多個關(guān)心的議題,這些議題均可以作為互相談判和交易的籌碼。
經(jīng)過4周的唇槍舌劍和“幕后交易”后,各方最終作出了妥協(xié)。
會議最終決定:將6425-7125MHz在Region 1用于移動通信,同時,研究制定出了移動通信基站的天線輻射模版來保護(hù)衛(wèi)星,以及對主管部門將該頻段分配給Wi-Fi的認(rèn)可。
在中國所在Region 3,僅僅7025-7125MHz被分配給了移動通信。在Region 2,則沒有任何頻段被分配給了移動通信。
會議的最后,當(dāng)討論到讓Region 1以外的國家也將該頻段用于移動通信時,作為這一議題的主要支持者——中國,在要求加入這個國家列表時,遭到鄰國印度強(qiáng)烈反對。
印度的理由是:中國未來的6GHz移動通信部署,將有可能干擾其衛(wèi)星服務(wù)。最終結(jié)果比較遺憾,中國在6GHz(6425-7025MHz)上沒有獲得移動通信頻段的標(biāo)識。
3GPP NTN網(wǎng)絡(luò)
會議的另一個議題是關(guān)于現(xiàn)在很火熱的5G衛(wèi)星直連D2D,3GPP NTN網(wǎng)絡(luò)。
近年來,衛(wèi)星通信技術(shù)的快速發(fā)展,讓無線通信網(wǎng)絡(luò)可以不僅僅局限于在地面部署。
通過衛(wèi)星配合移動通信技術(shù),無線通信網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)100%的地面覆蓋,并為海洋,航空移動通信提供了額外的解決方案。
在西方國家,衛(wèi)星公司通常是與運(yùn)營商直接簽訂合作條款,使用運(yùn)營商的頻譜提供服務(wù)(比如starlink與T-Mobile,OneNZ之間的協(xié)議,Apple與Globalstar之間的協(xié)議,starlink通過使用運(yùn)營商的4G頻譜,將地面基站的RF信號通過衛(wèi)星中繼到地面進(jìn)行4G覆蓋,今年年底starlink就將發(fā)射這種具有支持移動通信頻段的衛(wèi)星)。
然而在ITU的法律下,這種操作存在著一個潛在的“違規(guī)”,即ITU分配給移動通信所使用的頻段,僅僅限于地面移動通信臺。使用衛(wèi)星來提供移動通信覆蓋,就需要選擇相應(yīng)的移動衛(wèi)星MSS頻段。
很多頻譜主管部門認(rèn)為這是監(jiān)管的一個盲區(qū),因?yàn)榈孛娣?wù)和衛(wèi)星服務(wù)采用的法律框架有較大的差別。并且,衛(wèi)星提供的移動通信服務(wù),有可能對地面服務(wù)進(jìn)行干擾。
比如當(dāng)衛(wèi)星的波束覆蓋一個國家,難免這個的波束會“落地”到鄰國,就有可能會對周邊國家的地面服務(wù)產(chǎn)生干擾。
由于衛(wèi)星直連技術(shù)在過去兩年發(fā)展的很快,四年前的WRC-19并沒有預(yù)料到這一問題,并針對此問題立項(xiàng)討論,因此這種應(yīng)用成為了一個監(jiān)管盲區(qū)。
本次WRC-23會議上,緊急修正了這一點(diǎn),確定了未來WRC-27的議題1.12——即研究1427-1432 MHz, 1645.5-1646.5 MHz,1880-1920 MHz,2010-2025 MHz四個頻段,用于低速率通信非靜止軌道衛(wèi)星的移動服務(wù)。以及議題1.13——新增移動衛(wèi)星服務(wù)頻段以支持IMT終端設(shè)備與衛(wèi)星之間通信。
確立了頻段和設(shè)立了議題,對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重大的指導(dǎo)意義,給廠商的產(chǎn)品研發(fā)規(guī)劃確定了方向。
NGSO與GSO的共存
本次會議另一個引人關(guān)注的議題,是關(guān)于目前大量部署的中低軌非靜止軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)(NGSO)與靜止軌道衛(wèi)星(GSO)共存問題。
由于GSO衛(wèi)星的發(fā)射、運(yùn)營成本,以及有限的軌道資源,根據(jù)ITU的無線電規(guī)則,NGSO衛(wèi)星需要對GSO衛(wèi)星的通信進(jìn)行保護(hù),不可以產(chǎn)生有害干擾。
對此,ITU對NGSO衛(wèi)星制定了到達(dá)地面有效功率通量密度(EPFD),來限制其輻射功率。
以Space X、Amazon為主的NGSO衛(wèi)星公司認(rèn)為,這一規(guī)則在二十多年前建立,隨著技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)不適用于現(xiàn)有的衛(wèi)星部署。EPFD的要求太嚴(yán),對于GSO衛(wèi)星產(chǎn)生了過度保護(hù),影響了NGSO衛(wèi)星的通信質(zhì)量和發(fā)展。因此,ITU有必要在WRC-27上立項(xiàng)——對目前的EPFD要求做出研究修改。
而傳統(tǒng)的GSO衛(wèi)星公司ViaSAT、SES則認(rèn)為,修改這一保護(hù)指標(biāo)會對目前的國際衛(wèi)星運(yùn)作和協(xié)調(diào)規(guī)則產(chǎn)生重大影響,甚至打斷了目前GSO衛(wèi)星行業(yè)的有序發(fā)展。
最終,雙方無法達(dá)成共識。WRC-23沒有在WRC-27上為該議題立項(xiàng),但決定由衛(wèi)星行業(yè)相關(guān)方在接下來四年開始進(jìn)行研究。ITU將會在WRC-27上聽取研究報(bào)告,但正式立項(xiàng)做法律程序的修改,會推遲到WRC-31再做考慮。
NGSO與GSO衛(wèi)星的共存示意圖(圖片來源-ViaSAT)
6G的通信頻段
會議的另一個焦點(diǎn)議題,是關(guān)于未來IMT-2030(即6G)的移動通信頻段。
由于過去四年毫米波的不佳經(jīng)驗(yàn),本次會議重點(diǎn)討論的頻率范圍在7-24GHz。
這一頻率區(qū)間涉及到了大量的微波傳輸、衛(wèi)星、軍事和科學(xué)研究頻段。尤其是歐洲和衛(wèi)星行業(yè),強(qiáng)烈反對在該頻段進(jìn)行任何IMT的頻段研究。
于是,會議花了大量的時間來討論,尤其是在最后兩周,討論經(jīng)常到了夜里2-3點(diǎn)。
最終,WRC-23定下了4.4-4.8GHz,7.125-8.4GHz以及14.8-15.3GHz的頻率范圍,作為未來的IMT-2030頻段研究。
花絮
WRC不僅僅是通信技術(shù)大會,也是通信行業(yè)人員的Party。
尤其是第一周,主辦方阿聯(lián)酋以及各大國代表團(tuán),主辦了多場宴會、酒會和周末的旅行。小編也有幸參加了一些,領(lǐng)略到了各國的文化和美食。
傳統(tǒng)認(rèn)知下,阿聯(lián)酋是一個石油大國,經(jīng)濟(jì)支柱是油氣產(chǎn)業(yè)。但近年來,阿聯(lián)酋在尋求快速經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,油氣在GDP的比重中越來越低。
以迪拜為例,通過開放的政策和一流的基建、法律,迪拜已經(jīng)成為一個區(qū)域金融和IT中心。旅游業(yè)、航空運(yùn)輸、IT產(chǎn)業(yè),早已成為迪拜的支柱產(chǎn)業(yè),而油氣僅僅占其GDP的5%。
也可能是因?yàn)檫@個原因,在WRC舉辦的同時,另一個聯(lián)合國的大會,COP28(全球氣候變化大會)也在迪拜同時展開。
本文作者來自Spectrum Lab。
Spectrum Lab是一家通信咨詢服務(wù)公司,主要服務(wù)范圍包括通信行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)。Spectrum Lab可以為中國的IT通信企業(yè)在海外市場提供技術(shù),市場,法規(guī)等方面的咨詢,代表企業(yè)向監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供倡議和反饋,為企業(yè)在海外市場開拓已經(jīng)產(chǎn)品準(zhǔn)入上少走彎路。