6GHz Wi-Fi频段的全球分配情况

上个月，ITU WRC 2023（世界无线通信大会）在阿联酋迪拜成功举行。小编作为工业界代表，有幸全程参加。      

WRC，是国际通信领域最重要的会议。它由国际电信联盟（ITU）组织，主要目的是修订、审校国际无线电通信规则，以及有关无线电频谱、同步卫星和异步卫星轨道的使用等国际条约。   会议大约三年或四年举行一次，参会代表包括各国政府频谱主管部门，以及无线通信各行业的代表。    

  说到这里，大家可能有所疑问：无线电频谱为什么需要国际协调呢？为何每个国家不能自己定其使用规则呢？   简单说来，有以下几个原因：   第一，规避干扰。   无线电波在空间中自由传播，一个国家的无线电通信电波会不可避免地传播到邻国，甚至对邻国的服务产生干扰。   这就需要大家坐在一起，统一规划，协调。  

第二，国际漫游。   大家可能注意到，我们现在出国时，手机、Wi-Fi热点都能自由使用，很少存在制式不同，无法连接的问题。这就要归功于各个国家在频谱规划上的统一协调。   另外，国际航班、轮船与地面塔台的通信，卫星与地面站之间的通信，也都需要全球协调。

  第三，规模经济优势。   设想一下，如果频段没有很好的协调，厂商需要给每个国家都设计一套适合其频谱分配状况的通信设备。对于设备和终端使用数量不大的国家来说，成本会非常的高。   对于厂家来说，越是全球统一的频谱规划，越有助于简化其通信设备的设计，降低成本和加快推进速度。    

然而国情、文化甚至是时区的差异，导致国际规划存在着相当大的难度。为了相对方便，ITU将全球划分成三个区域：   Region 1，包括欧洲，非洲和中东地区；Region 2，则是美洲；我国被分在了Region 3，属于亚太地区。   每届WRC，会针对各个区域的要求和频谱使用现状，讨论众多议题。这些议题涵盖了移动通信、卫星、微波、科研，航空，航海等各个领域。   可以说，只要涉及到无线电波的地方，就离不开WRC。  

ITU Regions区域地图   本届WRC为期一个月，有多达几十个议题。限于篇幅，小编挑了几个热点议题，给大家介绍一下。  

6GHz频段的分配

第一个议题，是现在很热的6GHz频段的分配。   本届WRC的议题1.2，就是6425-7125MHz在Region 1，7025-7125MHz在全球分配给移动通信使用的研究。   这里，大家可能注意到，6GHz其实主要是Region 1的议题。因为在Region 2和3，该频段被大量用于C波段卫星的上行。   由于高功率移动通信对现有的C波段卫星将会产生有害干扰，在四年前的WRC-19上，成员国经过激烈讨论，ITU最终认为没有可能将该频段在Region 2和3分配给移动通信，因此不予在WRC-23上立项。   同时，在Region 2，美国、加拿大、巴西、阿根廷等主要经济体，也早已将该频段分配给免授权的RLAN，即我们所知道的Wi-Fi 6E。  

6GHz Wi-Fi频段的全球分配情况 （来源 Wi-Fi Alliance）   对于该议题的讨论，主要分为两大阵营：   一是以中国、俄罗斯、法国和非洲国家为主的IMT阵营。   该阵营的观点，是支持6425-7125MHz分配给移动通信。理由是该频段有着大量带宽，是未来5G-A以及6G的主要支撑频段。   另一大阵营，则是以美国、加拿大、韩国、沙特、欧洲各国和太平洋岛国为主的“不变”阵营。   该阵营的观点，是此频段对于C波段卫星至关重要，大功率移动通信将不可避免对卫星服务产生有害干扰。   如下图所示，大量移动通信基站会产生aggregate interference（合并干扰），降低了卫星接收机的信噪比。  

5G地面网络对卫星干扰示意图   部署卫星通信的国家，也更倾向于将该频段划分给未授权频谱的Wi-Fi。   因为Wi-Fi一来是功率小，二来主要在室内部署，对卫星的干扰可以忽略不计。且卫星系统也需要Wi-Fi来提供最后几十米的通信连接。   另外，该频段已在发达国家被用于下一代Wi-Fi无线局域网，并有着成熟低廉的设备生态系统、Wi-Fi也是互联网流量的主要承担技术。   WRC的美妙之处在于：每个国家都有多个关心的议题，这些议题均可以作为互相谈判和交易的筹码。   经过4周的唇枪舌剑和“幕后交易”后，各方最终作出了妥协。   会议最终决定：将6425-7125MHz在Region 1用于移动通信，同时，研究制定出了移动通信基站的天线辐射模版来保护卫星，以及对主管部门将该频段分配给Wi-Fi的认可。   在中国所在Region 3，仅仅7025-7125MHz被分配给了移动通信。在Region 2，则没有任何频段被分配给了移动通信。   会议的最后，当讨论到让Region 1以外的国家也将该频段用于移动通信时，作为这一议题的主要支持者——中国，在要求加入这个国家列表时，遭到邻国印度强烈反对。   印度的理由是：中国未来的6GHz移动通信部署，将有可能干扰其卫星服务。最终结果比较遗憾，中国在6GHz（6425-7025MHz）上没有获得移动通信频段的标识。      

3GPP NTN网络

会议的另一个议题是关于现在很火热的5G卫星直连D2D，3GPP NTN网络。   近年来，卫星通信技术的快速发展，让无线通信网络可以不仅仅局限于在地面部署。   通过卫星配合移动通信技术，无线通信网可以实现100%的地面覆盖，并为海洋，航空移动通信提供了额外的解决方案。   在西方国家，卫星公司通常是与运营商直接签订合作条款，使用运营商的频谱提供服务（比如starlink与T-Mobile，OneNZ之间的协议，Apple与Globalstar之间的协议，starlink通过使用运营商的4G频谱，将地面基站的RF信号通过卫星中继到地面进行4G覆盖，今年年底starlink就将发射这种具有支持移动通信频段的卫星）。   然而在ITU的法律下，这种操作存在着一个潜在的“违规”，即ITU分配给移动通信所使用的频段，仅仅限于地面移动通信台。使用卫星来提供移动通信覆盖，就需要选择相应的移动卫星MSS频段。   很多频谱主管部门认为这是监管的一个盲区，因为地面服务和卫星服务采用的法律框架有较大的差别。并且，卫星提供的移动通信服务，有可能对地面服务进行干扰。   比如当卫星的波束覆盖一个国家，难免这个的波束会“落地”到邻国，就有可能会对周边国家的地面服务产生干扰。   由于卫星直连技术在过去两年发展的很快，四年前的WRC-19并没有预料到这一问题，并针对此问题立项讨论，因此这种应用成为了一个监管盲区。   本次WRC-23会议上，紧急修正了这一点，确定了未来WRC-27的议题1.12——即研究1427-1432 MHz, 1645.5-1646.5 MHz，1880-1920 MHz，2010-2025 MHz四个频段，用于低速率通信非静止轨道卫星的移动服务。以及议题1.13——新增移动卫星服务频段以支持IMT终端设备与卫星之间通信。   确立了频段和设立了议题，对于产业发展有着重大的指导意义，给厂商的产品研发规划确定了方向。      

NGSO与GSO的共存

本次会议另一个引人关注的议题，是关于目前大量部署的中低轨非静止轨道卫星网络（NGSO）与静止轨道卫星（GSO）共存问题。   由于GSO卫星的发射、运营成本，以及有限的轨道资源，根据ITU的无线电规则，NGSO卫星需要对GSO卫星的通信进行保护，不可以产生有害干扰。   对此，ITU对NGSO卫星制定了到达地面有效功率通量密度（EPFD），来限制其辐射功率。   以Space X、Amazon为主的NGSO卫星公司认为，这一规则在二十多年前建立，随着技术的发展，已经不适用于现有的卫星部署。EPFD的要求太严，对于GSO卫星产生了过度保护，影响了NGSO卫星的通信质量和发展。因此，ITU有必要在WRC-27上立项——对目前的EPFD要求做出研究修改。   而传统的GSO卫星公司ViaSAT、SES则认为，修改这一保护指标会对目前的国际卫星运作和协调规则产生重大影响，甚至打断了目前GSO卫星行业的有序发展。   最终，双方无法达成共识。WRC-23没有在WRC-27上为该议题立项，但决定由卫星行业相关方在接下来四年开始进行研究。ITU将会在WRC-27上听取研究报告，但正式立项做法律程序的修改，会推迟到WRC-31再做考虑。  

NGSO与GSO卫星的共存示意图 （图片来源-ViaSAT）  

6G的通信频段

会议的另一个焦点议题，是关于未来IMT-2030（即6G）的移动通信频段。   由于过去四年毫米波的不佳经验，本次会议重点讨论的频率范围在7-24GHz。
这一频率区间涉及到了大量的微波传输、卫星、军事和科学研究频段。尤其是欧洲和卫星行业，强烈反对在该频段进行任何IMT的频段研究。   于是，会议花了大量的时间来讨论，尤其是在最后两周，讨论经常到了夜里2-3点。   最终，WRC-23定下了4.4-4.8GHz，7.125-8.4GHz以及14.8-15.3GHz的频率范围，作为未来的IMT-2030频段研究。        

花絮

WRC不仅仅是通信技术大会，也是通信行业人员的Party。   尤其是第一周，主办方阿联酋以及各大国代表团，主办了多场宴会、酒会和周末的旅行。小编也有幸参加了一些，领略到了各国的文化和美食。   传统认知下，阿联酋是一个石油大国，经济支柱是油气产业。但近年来，阿联酋在寻求快速经济转型，油气在GDP的比重中越来越低。   以迪拜为例，通过开放的政策和一流的基建、法律，迪拜已经成为一个区域金融和IT中心。旅游业、航空运输、IT产业，早已成为迪拜的支柱产业，而油气仅仅占其GDP的5%。   也可能是因为这个原因，在WRC举办的同时，另一个联合国的大会，COP28（全球气候变化大会）也在迪拜同时展开。      

本文作者来自Spectrum Lab。

审核编辑：黄飞