适用于5G网络的高低频段的频谱资源分配方法与流程

本发明涉及网络频段的频谱资源分配领域，具体涉及一种适用于5G网络的高低频段的频谱资源分配方法。

背景技术：

随着互联网应用的普及，人们对互联网的建设和发展提出了更长远的规划，进而引申出“万物互联”的概念(将数以千亿的设备将接入网络)。实现“万物互联”的第一步为发展5G网络(第五代移动通信网络)，5G网络发展的关键为无线频谱资源的分配和利用。

目前，全球移动通信行业对5G网络提出了多种的应用和业务形式，其中既包括对于现有一些4G移动通信系统应用场景的增强，还更多地包括了一些新兴的应用；例如：4K/8K超高清晰度视频、VR(虚拟现实)、AR(增强现实)、物联网、可穿戴设备应用、面向垂直行业与商业领域的紧急任务应用等。上述应用和业务形式均具有其独特的技术需求(比如：超过10Gbit/s的峰值数据传输速率、100Mbit/s的小区边缘数据传输速率、1ms的端到端延迟/时延等)。

为了满足上述应用和业务形式，5G网络必须要有300MHz带宽以上的连续频谱作为支持。因为现有的4G网络使用的频段为6GHz以下(该频段具有良好的传输特性)，所以5G网络也将通过工作在该频段的新空口来满足大覆盖、高移动性场景下的用户体验和海量设备连接。

但是，由于在6GHz以下频段中已很难找到300MHz以上大带宽的频谱资源，因此为了发展5G网络，需要在4～6GHz的低频段内寻找合适的频谱，利用现有4G网络的基础建设平滑演进到5G网络；同时在6～100GHz的高频段上开展频谱规划和高频新空口的研究工作。目前，各国对上述在高低频段中分配频谱的具体方法尚在研究之中，暂无具体的分配方案。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：分别为6GHz以下的物理频段(低频段)、以及高于6GHz的物理频段(高频段)分配频谱资源。本发明能够解决高低频段下的网络覆盖问题，还能够满足高低频段下的系统容量需求。

为达到以上目的，本发明提供的：适用于5G网络的高低频段的频谱资源分配方法，包括以下步骤：

S1：将3～6GHz的物理频段分配为：3.3～3.4GHz频段、4.4～4.5GHz频段、以及4.8～4.99GHz频段；

S2：将6～100GHz的物理频段分配为：27.5～28.35GHz频段的28GHz频段区域，37～38.6GHz频段的37GHz频段区域，38.6～40GHz频段的39GHz频段区域，以及64～71GHz频段的70GHz频段区域。

在上述技术方案的基础上，S1还包括以下步骤：在1GHz以下的物理频段中，分配800MHz～900MHz的物理频段。

在上述技术方案的基础上，S2中所述将6～100GHz的物理频段分配完成后，还包括以下步骤：为所述37GHz频段区域和39GHz频段区域各划分固定的200MHz的频段区块。

在上述技术方案的基础上，S2中所述将6～100GHz的物理频段分配完成后，还包括以下步骤：为所述28GHz频段区域划分固定的425MHz的频段区块。

在上述技术方案的基础上，S2中所述将6～100GHz的物理频段分配完成后，还包括以下步骤：在所述37GHz频段区域中，分配37～37.6GHz的共享物理频段区域。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

参见S1和S2可知，本发明可以为6GHz以下的物理频段(低频段)、以及高于6GHz的物理频段(高频段)均进行了合理分配频谱资源，进而能够充分复用低于6GHz频段频谱资源，促使在6GHz以下的物理频段中工作的4G移动通信系统平滑演进到5G移动通信系统；还能够将移动通信与无线宽带数据接入服务提高到高于6GHz的物理频段。

因此，本发明不仅解决了高低频段下的网络覆盖问题，还满足了高低频段下的系统容量需求。低频段可用于宏基站部署、也可用于小基站部署；高频段有大量且连续的无线频谱资源，在毫米波频段可用的物理带宽更大，从而在特定区域，尤其是对于移动数据流量需求越来越大的热点区域内提供超高的数据传输速率。

附图说明

图1为本发明实施例中6GHz以下的物理频段的分配示意图；

图2为本发明实施例中高于6GHz的物理频段的分配示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中的适用于5G网络的高低频段的频谱资源分配方法，其分配的应用场景和对应的频谱资源分配规则为：

(1)在高速/超高速无线链路的应用场景下，频谱资源分配规则为：需要100～500MHz的超宽物理频段的无线信道，数Gbit/s级别的前传和回传。

(2)在支持从低到高的多普勒环境的应用场景下，频谱资源分配规则为：根据吞吐量需求来分配。

(3)在低时延/超低时延的应用场景下，频谱资源分配规则为：根据中短距离传输所需来分配。

(4)在超高可靠性链路的应用场景下，频谱资源分配规则为：室外覆盖下，由于大气和降雨导致高频段(毫米波)产生严重的衰减，因此分配位于超高频段中的低频点。

(5)在短距离传输的应用场景下，频谱资源分配规则为：分配高/超高频段(比如毫米波频段)。

(6)在长距离传输的应用场景下，频谱资源分配规则为：分配低于3GHz频点的较低物理频段。

(7)在地面及障碍物的穿透能力的应用场景下，频谱资源分配规则为：分配低于1GHz频点的较低物理频段。

(8)在杂波环境下运行的应用场景下，频谱资源分配规则为：根据高低不同频段的电波反/散射效应来进行分配。

(9)在高速移动障碍物的环境中运行的应用场景下，频谱资源分配规则为：需要规避频率选择性衰减的无线信道来进行分配。

(10)在基于NB-IoT的网络环境的应用场景下，频谱资源分配规则为：分配低于1GHz的低频点，比如800～900MHz。

通过上述分配的应用场景和对应的频谱资源分配规则，可以得出：本发明考虑到上述复杂的应用场景需求对5G无线接入的空口设计所产生的影响，同时也考虑到了对实现最优化运营所需的无线频谱资源的物理频宽及类型所产生的影响。具体来说：

在物理频宽影响方面，数Gbit/s级别的超高无线链路传输速率可以通过采取UWB(无线超宽带)载波来实现，能够具备超宽带物理频段的无线信道(比如300～500MHz)，而移动前传和回传网络也具备数Gbit/s级别的传输速率。

在无线频谱资源类型影响方面，主要在于面对各类紧急任务应用(比如公共安全)的超高可靠无线通信，此类应用场景往往需要无线电波能够很好地穿透地面及其他障碍物并实现泛在的网络覆盖，因此需要选用无线传输特性优良的低频物理频段，比如位于UHF(超高频段)的低频段来完成。

在此基础上，本发明实施例中的适用于5G网络的高低频段的频谱资源分配方法，包括以下步骤：

S1：参见图1所示，将6GHz以下的物理频段进行分配：将3～6GHz的物理频段分配为3段：3.3～3.4GHz频段、4.4～4.5GHz频段、以及4.8～4.99GHz频段，上述3段物理频段总共可提供399MHz带宽的无线频谱资源。在1GHz以下的物理频段中，分配800MHz～900MHz的物理频段，供NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，基于蜂窝的窄带物联网)试验网使用。

S1的分配原理为：移动网络运营商会将其LTE(Long Term Evolution，长期演进)及后续演进系统迁移至5G网络，迁移过程中可采用高阶射频调制与三载波聚合等新技术来扩展LTE传输带宽的能力，上述LTE特性可在无需对无线频谱资源分配规则进行大幅修改的情况下，在低于6GHz的物理频段中实现。

S2：参见图2所示，将高于6GHz的物理频段进行分配：将6～100GHz的物理频段分配为4段：28GHz频段区域(即27.5～28.35GHz频段)、37GHz频段区域(即37～38.6GHz频段)、39GHz频段区域(即38.6～40GHz频段)、以及70GHz频段区域(即64～71GHz频段)；上述4段物理频段总共可提供11GHz带宽的无线频谱资源。

在此基础上，为37GHz频段区域和39GHz频段区域各划分固定的200MHz的频段区块，为28GHz频段区域划分固定的425MHz的频段区块，在37GHz频段区域中，分配37～37.6GHz的共享物理频段区域(即600MHz带宽的共享频带)。

S2的分配原理为：为了获得更多额外的物理带宽资源，将移动宽带接入服务的频谱资源扩展到6GHz以上的物理频段，并且需要为每个移动网络运营商分配数百MHz的可用物理带宽，允许每个物理频段的共享与接入使用。

进一步，本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。