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欧盟报告:5G挑战、部署进展及竞争格局

2019-04-24  来源:水煮通信  作者:陈志刚

1.7 5G电磁辐射与安全

人们对5G引起的射频电磁辐射暴露对健康和安全造成的潜在影响产生了重大关注。辐射暴露增加可能不仅来自5G中更高频率的使用,还来自不同信号聚合、动态性质以及复杂干扰效应,尤其是在密集的城市地区。

5G无线电发射场与前几代产品完全不同,因为它们在两个方向上都有复杂的波束形成传输 - 从基站到手机以及返回。尽管光束高度聚焦场,但它们随时间和运动而快速变化,因此信号水平和模式作为闭环系统相互作用,因此是不可预测的。对于实验室外的实际情况,尚未对其进行可靠对应。

国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)发布指南限制暴露于电场,磁场和电磁场(EMF),欧盟成员国根据ICNIRP指南的理事会建议1999/519 / EC,问题在于目前,无法准确模拟或测量现实世界中的5G辐射。

2.领先国家的5G部署

这一节我们总结了在5G计划中被认为最先进的国家和经济体的5G部署情况 - 美国,中国,日本,韩国,新加坡和台湾。

2.1美国

四大移动网络运营商(AT&T和Verizon,以及Sprint和T-Mobile)的计划将决定美国未来五年5G的进展。它们在术语“5G”方面非常多样化,他们的商业模式,推出时间表以及将使用哪些部分频谱。目前只有原型手机可用,但预计2019年将首次推出消费者版本。

所有移动网络运营商都已开始试用5G技术和设备,计划于2019年底进行商业发布。联邦通信委员会(FCC)于2018年11月举行了高频频谱拍卖(即10 GHz以上),但目前还不清楚将提供中频频谱(即高于3 GHz - 6 GHz的UHF频段)。到2019年初,已有16个州制定了立法,以便更容易部署小型蜂窝。

Verizon:2018年10月,Verizon推出了“5G Home”,声称它是第一个商用5G服务,超过其专有的5GTF网络标准。速度范围从300 Mbps到1 Gbps,具体取决于位置。

它在四个大城市的部分地区提供固定无线接入(FWA)宽带,用于家庭连接,2019年更多。服务费为每月70美元或现有客户每月50美元。

萨克拉门托5G网络的独立现场测试显示,该市约有10%的5G家庭覆盖率(Dano,2019)。但是,所使用的FWA技术是预标准版本,可能在3GPP标准设备可用时被替换。Verizon的网络基于28 GHz频谱,并持有许可证。这个频段适合快速数据下载,但不适用于大型数据区域。Verizon声称距离发射机站点和潜在客户的位置约300米,但现场测试显示其大约一半。自2017年以来,Verizon一直在测试mm-wave 5G服务在11个城市(安娜堡,亚特兰大,伯纳兹维尔,布罗克顿,达拉斯,丹佛,休斯顿,迈阿密,萨克拉门托,西雅图和华盛顿特区)。它展示了2018年超级碗的5G视频通话以及2018年2月诺基亚和高通的5G NR数据实验室传输。2018年6月,Verizon测试了双向数据传输和多载波聚合以及户外非常高的速度。2018年8月,Verizon与诺基亚成功地将5G NR信号传输到移动车辆,使用频谱在新泽西州试验中的28 GHz频段。然后在2018年9月,它使用带有诺基亚5G无线电的5G原型核心网络完成了对华盛顿28 GHz测试车的5G传输的测试设备。它还在华盛顿特区和明尼阿波利斯的商业试验中传输了5G信号,并为其5G NR网络提供了原型用户设备。

T-Mobile USA:相比之下,虽然T-Mobile并没有忽视高频段频率,但它并不想浪费其600 MHz的频谱投资。为了证明mmWave不是一个5G的先决条件,T-Mobile最新的5G演示,于2019年1月开通,运行频率为600 MHz。它的目标是2019年初的商业发布。MNO预计基于5G的FWA(固定无线接入)覆盖范围将在未来5年内为多达三分之二的美国人口提供100 Mbps的数据速率,并在2024年覆盖美国的90%(欧洲5G天文台,2019年) )。600 MHz频段将成为发射和首次部署的载波,第二阶段将有28 GHz和39 GHz频段。他们的策略是展示高速,早期覆盖范围广,并在美国市场占据优势。

在拉斯维加斯举行的2019年1月消费电子展上,它宣布使用600 MHz频段进行首次数据和视频通话。使用3GPP最新的5G新无线电(NR)标准,运行与英特尔和爱立信(Bosnjak,2019)合作设计和创建的实验性5G设置,与公司的实时商用(LTE)网络集成。T-Mobile还确认了一个成功的三频段视频通话,利用其最新技术,通过三个不同的频段--600 MHz,28 GHz和39 GHz连接三个用户。因此,T-Mobile将在2019年将600 MHz 5G部署的资本支出从2018年的58亿美元扩大到2019年的61亿美元(TelecomLead,2019),增长6%。

T-Mobile于2018年8月与爱立信和诺基亚签署了两份价值35亿美元的合同,以支持全国范围的5G NR网络部署。根据合同,爱立信将为T-Mobile提供5G NR硬件和软件,以及爱立信用于管理的数字服务软件。T-Mobile还宣布到2020年在达拉斯,拉斯维加斯,洛杉矶和纽约市推出移动5G的目标城市。

AT&T:2018年12月21日,AT&T成为美国第一家宣布推出基于3GPP标准的移动5G发布商用网络的公司。它计划在2018年底之前向12个城市推出5G服务。有趣的是,AT&T仍保留5G用于固定无线接入(FWA)。

将在2019年进一步推出另外19个城市。其技术合作伙伴包括爱立信,三星,诺基亚和英特尔,这是自2017年初以来在FWA和移动领域进行的四项全市试验5G(欧洲5G天文台,2019年),展示了其首款采用mmWave频谱的移动5G设备以及“首次毫米波移动5G浏览会议”。

此外,AT&T一直在提供自己的5G形式,引起了一些争议,称为5G +,但实质上是LTE的升级。AT&T建议Netgear Nighthawk 5G移动热点设备在AT&T的5G +网络上运行,但超过mmWave频谱而不是UHF。有争议的是,它将其LTE网络标记为5G Evolution或5G E,这是围绕5G大肆宣传的明显例子(Reardon,2019)。

AT&T还为12个城市的密集城区提供5G热点,并在2019年扩展到其他7个城市的部分地区。在家中,Netgear Nighthawk 5G移动热点设备(或“冰球”) 将在AT&T的5G +网络上运行28 GHz mmWave频谱。5G +网络覆盖范围之外的客户将能够使用该设备获得最佳接收的本地移动网络,例如AT&T的5G演进LTE网络(带载波聚合)。请注意,早期的5G客户设备和资费计划并不便宜。Nighthawk热点设备的初始成本为499美元,具有15 GB的数据计划合同5G每月花费70美元。

Sprint:规模小得多的MNO,计划在2019年上半年实现商业发布。九个目标城市的mmWave网络客户应该拥有韩国LG的第一款5G智能手机

到2019年中期。它在2.5 GHz范围内测试了5G,用于2018年亚特兰大超级碗的密集环境,并为飞行员智能手机提供软件升级。Sprint拥有美国任何MNO的2.5 GHz频谱,并建议通过大规模MIMO在城市中心重用LTE和5G,因此它可以利用其当前的宏小区站点和塔(Alleven,2018) )。Sprint仍在讨论与T-Mobile USA的合并提议,希望将其2.5 GHz 5G网络与城市中心结合使用T-Mobile用于农村和郊区的600 MHz网络,未来的厘米频段接近26 GHz,更高,适用于未来密集的城市环境。

结论

美国正朝着某种形式推出5G移动宽带,但不一定是整体的,精心策划的运营。它更像是一套临时的商业演习。其中一些只是重塑现有的LTE,而不是提供新颖的网络。在UHF范围(300 MHz至3 GHz)中重用LTE频谱非常重要。后者的决定可能是由于其大型农村空间和位于海岸线的高密度城市中心的地理位置所致。因此,对于高厘米频段(25-30 GHz及更高频段)的5G的坚持可能不如亚洲和欧盟的密集大都市那么合理。

一个重大挑战涉及行政当局阻碍小型基站推出的障碍。对许多小型基站的需求意味着长时间的延迟和高成本。尽管如此,地方法规继续占上风。联邦通信委员会对light-touch制度和最低许可成本的授权。这导致地方政府和中央政府之间在必须获得推出许可的原则上存在广泛的分歧收费。地方政府,特别是在较大的城市,与FCC(Zima,2018)争论不休。美国联邦通信委员会2018年8月的任务授权正面临一些法院挑战,这些挑战超越了当地对“one touch”权力的反对意见。

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