WiFi與5G之間的稀缺資源爭(zhēng)奪戰(zhàn)

　　作者：趙小飛   物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù) 原創(chuàng)

　　近日，在阿聯(lián)酋迪拜召開的2023年世界無(wú)線電通信大會(huì)(WRC-23)達(dá)成協(xié)議，為國(guó)際移動(dòng)通信(IMT)服務(wù)開放6GHz頻段。其中，7025-7125 MHz頻段將立即提供給印度和其他亞洲國(guó)家使用，WRC-23還在6425-7025 MHz頻段中為歐洲、非洲、中東以及亞洲和南美洲的一些國(guó)家開放了額外的600 MHz頻段，并為包括印度和中國(guó)在內(nèi)的所有亞洲國(guó)家在下一次會(huì)議(即WRC-27)上選擇使用這一額外的600 MHz頻段創(chuàng)建了必要的監(jiān)管框架。

　　WRC-23的決議為5G、6G的發(fā)展開辟更多新的中頻資源，同時(shí)也讓W(xué)iFi陣營(yíng)面臨可用頻率資源進(jìn)一步減少的挑戰(zhàn)。WRC-23一直以來(lái)備受關(guān)注，未來(lái)各陣營(yíng)還將在頻率資源上進(jìn)一步爭(zhēng)奪。

　　兩大陣營(yíng)必爭(zhēng)之地

　　6GHz頻段范圍為5925-7125MHz之間，共計(jì)1200MHz的帶寬，作為中頻段且連續(xù)的頻譜資源，引起多個(gè)陣營(yíng)的興趣，尤其是WiFi陣營(yíng)和移動(dòng)通信(IMT)陣營(yíng)。

　　過(guò)去十余年，WiFi一直使用2.4GH和5GHz頻段，隨著WiFi的價(jià)值不斷釋放，其技術(shù)演進(jìn)需要更多的無(wú)線電頻率資源。WiFi聯(lián)盟研究顯示，目前全球各地可能需要500MHz至1GHz的額外頻譜，以支持WiFi網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期增長(zhǎng)，而如果對(duì)WiFi網(wǎng)絡(luò)的需求超過(guò)預(yù)期，那么到2025年全球可能需要1.3GHz至1.8GHz的額外頻譜資源。

　　目前，已經(jīng)開始商用推廣的WiFi 6增強(qiáng)版本W(wǎng)iFi 6E對(duì)頻率使用從Wi-Fi 6原來(lái)的2.4GHz和5GHz載波頻段擴(kuò)充到支持6GHz載波頻段。因此，WiFi 6E的頻段就包含了2.4GHz(2400~2483MHz)、5.8GHz(5150~5850MHz)和6GHz(5925-7125 MHz)。

　　WiFi 6E支持頻段(來(lái)源：高通公司)

　　在WiFi相關(guān)機(jī)構(gòu)規(guī)劃中，6GHz頻段包含7個(gè)160MHz信道、14個(gè)80MHz信道、29個(gè)40MHz信道、60個(gè)20MHz信道，總計(jì)110個(gè)信道，而5GHz只有總計(jì)45個(gè)信道，2.4GHz僅有4個(gè)信道，因此WiFi 6E能夠做到吞吐量大幅提升。目前2.4 GHz和5 GHz頻段擁擠的現(xiàn)狀，使得一些新興的應(yīng)用無(wú)法保證服務(wù)質(zhì)量，如VR/AR、云游戲應(yīng)用的大帶寬和低延遲無(wú)法做到。

　　而正在研究的WiFi 7也將使用6GHz載波頻段，為了達(dá)到性能進(jìn)一步提升，WiFi 7還將支持新的帶寬模式，包括連續(xù)240MHz、非連續(xù)160+80MHz、連續(xù)320 MHz和非連續(xù)160+ 160 MHz。其中，連續(xù)信道帶寬高達(dá)320MHz對(duì)無(wú)線電頻譜資源提出很高要求，需要獲得連續(xù)的頻譜資源。

　　當(dāng)然，獲取6GHz頻段資源只是WiFi陣營(yíng)的一廂情愿，5G、6G等蜂窩網(wǎng)絡(luò)為代表的IMT陣營(yíng)也希望獲得這一頻段，來(lái)擴(kuò)大5G和6G網(wǎng)絡(luò)可使用的中頻資源，實(shí)現(xiàn)IMT技術(shù)的更快商用。因此，近年來(lái)IMT陣營(yíng)和WiFi陣營(yíng)針對(duì)這一資源展開爭(zhēng)奪，而頻譜資源作為各個(gè)國(guó)家掌握的公共資源，還需要政策來(lái)明確頻段的用途，因而6GHz的政策就成為關(guān)鍵點(diǎn)。

　　早在2020年12月的全球6GHz 大會(huì)上， GSMA、愛(ài)立信、華為、諾基亞、中興、歐洲電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商協(xié)會(huì)、歐洲競(jìng)爭(zhēng)電信協(xié)會(huì)、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通、大唐、OPPO、vivo、小米、聯(lián)想、展銳等23家企業(yè)和組織聯(lián)合發(fā)表聲明，支持6GHz作為移動(dòng)寬帶頻譜使用，共同推進(jìn)WRC-23 6GHz IMT頻譜研究工作的開展，共同發(fā)展和構(gòu)建端到端產(chǎn)業(yè)鏈。IMT陣營(yíng)對(duì)于6GHz也是志在必得。

　　ITU作為聯(lián)合國(guó)下屬的全球電信業(yè)組織，具有在全球范圍內(nèi)進(jìn)行頻譜管理，旨在確保無(wú)線電通信和廣播業(yè)務(wù)的順暢和安全，促進(jìn)信息技術(shù)的發(fā)展和普及、推動(dòng)各國(guó)和地區(qū)之間的頻譜協(xié)調(diào)和合作的職能。因此，由ITU每4年召開一次的世界無(wú)線電通信大會(huì)(WRC)就非常重要，這一會(huì)議將決定頻譜管理的國(guó)際協(xié)調(diào)規(guī)則，對(duì)各國(guó)頻譜管理政策具有直接的影響。

　　WiFi陣營(yíng)的反擊

　　近年來(lái)，對(duì)于6GHz頻率的分配，IMT陣營(yíng)獲得了不少支持，WiFi陣營(yíng)對(duì)此也展開反擊，一方面力圖證明WiFi在數(shù)字社會(huì)中的重要性更高，另一方面對(duì)6GHz授予5G、6G等IMT系統(tǒng)的合理性提出質(zhì)疑。其主要觀點(diǎn)包括：

　　首先，WiFi陣營(yíng)認(rèn)為WiFi在無(wú)線連接中更為重要

　　WiFi陣營(yíng)的生態(tài)組織代表WiFi聯(lián)盟認(rèn)為在下一代無(wú)線連接中，WiFi的應(yīng)用案例會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于和快于IMT系統(tǒng)。下一代無(wú)線連接將需要沉浸式體驗(yàn)，如虛擬、增強(qiáng)和擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、可穿戴技術(shù)、人工智能、遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)和3D視頻，很多用例將依賴于局域、短距離網(wǎng)絡(luò)，而不是廣域微蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其中包括專為更多數(shù)據(jù)流量、更多設(shè)備、更多應(yīng)用和更低延遲而設(shè)計(jì)的WiFi。下圖是WiFi聯(lián)盟對(duì)短距離和長(zhǎng)距離連接場(chǎng)景給出的相應(yīng)觀點(diǎn)，該機(jī)構(gòu)認(rèn)為所有IP流量中80%-95%都來(lái)自于室內(nèi)，因此WiFi連接更為重要。

　　WiFi聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2021年底WiFi已連接了全球180億設(shè)備，到2024年WiFi設(shè)備每年出貨量將接近40億臺(tái)，WiFi已成為世界各地企業(yè)和消費(fèi)者連接互聯(lián)網(wǎng)的主要手段，同時(shí)也廣泛支持了物聯(lián)網(wǎng)和智能家居設(shè)備。2021年，WiFi的全球經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)到3.3萬(wàn)億美元，到2025年這一數(shù)字將達(dá)到4.9萬(wàn)億美元。

　　其次，WiFi陣營(yíng)認(rèn)為IMT陣營(yíng)對(duì)6GHz的要求是不合理的

　　WiFi聯(lián)盟在去年年底發(fā)布的一份名為《6GHz WiFi：連接未來(lái)》的報(bào)告中提出，5G/IMT陣營(yíng)支持者提出接入6GHz頻段的觀點(diǎn)存在缺陷，主要原因包括以下5方面：

　　5G/IMT陣營(yíng)對(duì)于連接需求和隱含的頻譜需求預(yù)測(cè)不切實(shí)際;

　　除了6GHz之外，5G/IMT陣營(yíng)還有可擴(kuò)展的多種替代頻譜選項(xiàng);

　　5G/IMT網(wǎng)絡(luò)無(wú)法與6GHz現(xiàn)有用戶并存;

　　6GHz頻譜傳播的特性限制了廣域網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，使其商業(yè)模式無(wú)效;

　　6GHz頻段的5G/IMT設(shè)備缺乏。

　　對(duì)于“5G/IMT陣營(yíng)對(duì)連接需求和隱含的頻譜需求預(yù)測(cè)不切實(shí)際”這個(gè)觀點(diǎn)，WiFi聯(lián)盟對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的多個(gè)理論和需求預(yù)測(cè)模型提出質(zhì)疑，認(rèn)為IMT陣營(yíng)夸大了對(duì)頻譜資源的需求。例如，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)流量需求預(yù)測(cè)中，WiFi聯(lián)盟認(rèn)為IMT的預(yù)測(cè)模型不能反映設(shè)備和應(yīng)用真實(shí)數(shù)據(jù)使用情況，并以車聯(lián)網(wǎng)為例，雖然車聯(lián)網(wǎng)或自動(dòng)駕駛汽車每小時(shí)可以從傳感器和攝像頭產(chǎn)生1TB的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)大部分將在汽車內(nèi)進(jìn)行處理，僅有可能1%的數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)5G或其他IMT網(wǎng)絡(luò)在車外傳輸，其中大部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)于時(shí)間和時(shí)延并不重要，因此這在一定程度上夸大了對(duì)頻譜資源的需求。

　　對(duì)于“5G/IMT陣營(yíng)還有可擴(kuò)展的多種替代頻譜選項(xiàng)”觀點(diǎn)，WiFi聯(lián)盟5G/IMT陣營(yíng)很多中頻段資源并未充分使用，例如歐洲運(yùn)營(yíng)商頻譜使用率只有60%;現(xiàn)有的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)還占用了大量頻譜，可以騰出來(lái)給5G使用;4GHz、5GHz、12GHz以及毫米波頻段還有一些資源可以作為5G/IMT備選。因此，WiFi陣營(yíng)認(rèn)為IMT陣營(yíng)所說(shuō)的6GHz對(duì)于移動(dòng)通信至關(guān)重要的論點(diǎn)是夸大其詞。

　　WiFi聯(lián)盟在這一報(bào)告中，對(duì)于現(xiàn)有用戶互操作性、6GHz設(shè)備生態(tài)等其他的原因也進(jìn)行了詳細(xì)論述，希望能給各國(guó)監(jiān)管部門提供一些新的輸入，使其更多支持6GHz可面授權(quán)接入。

　　政策走向影響產(chǎn)業(yè)走向

　　對(duì)于6GHz(5925-7125 MHz)頻段，各國(guó)表現(xiàn)出不同的態(tài)度，這種態(tài)度直接決定了WiFi 6E以及WiFi 7能夠充分利用6GHz頻段的命運(yùn)。這些政策主要集中是否將該頻段作為非授權(quán)頻段允許WiFi接入，包括三種方案：

　　(1)6GHz全部(5925-7125 MHz)作為非授權(quán)頻段可供WiFi使用

　　(2)6GHz中部分(5925-6425MHz)作為非授權(quán)頻段可供WiFi使用

　　(3)6GHz全部(5925-7125 MHz)作為授權(quán)頻段給蜂窩網(wǎng)絡(luò)及其他授權(quán)接入

　　對(duì)于WiFi玩家來(lái)說(shuō)，第一種方案是最理想的方案，可以使用1200MHz連續(xù)頻率;第二種方案可以使用500MHz連續(xù)頻率，基本能夠滿足目前規(guī)劃的需求;第三種方案是最不希望出現(xiàn)的，這意味著WiFi 6E和WiFi 7擴(kuò)展至6GHz的計(jì)劃無(wú)法實(shí)現(xiàn)，商用的可能性很小。

　　WiFi聯(lián)盟持續(xù)跟蹤各國(guó)政策，繪制了不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)于6GHz頻段用于非授權(quán)頻段支持WiFi接入的政策動(dòng)向地圖。

　　可以看出，美洲是第一種方案的積極支持者。其中，美國(guó)最具代表性和影響力，2020年4月，美國(guó)通訊委員會(huì)(FCC)批準(zhǔn)的方案中，5925-7125MHz之間的1200MHz帶寬用于非授權(quán)頻譜用途，這為WiFi擴(kuò)展至6GHz創(chuàng)造了條件。當(dāng)然，這一決定也遭到AT&T、美國(guó)聯(lián)邦航空管理局等機(jī)構(gòu)的反對(duì)，但最終還是未能阻攔這一決議實(shí)施。

　　歐洲則采取第二種方案，多個(gè)國(guó)家將5925-6425MHz的頻段劃分為非授權(quán)頻段，可以開放給WiFi使用，為WiFi 6E以及WiFi 7商用打下基礎(chǔ);而對(duì)于6425-7125MHz頻段目前并沒(méi)有下定論。

　　相對(duì)于海外，我國(guó)更加傾向于將該頻段作為授權(quán)頻段，供5G、6G移動(dòng)通信使用。今年6月，工信部發(fā)布了新版的《中華人民共和國(guó)無(wú)線電頻率劃分規(guī)定》，明確將6GHz(6425-7125MHz)全部或部分頻段劃分用于5G/6G系統(tǒng)，這是在全球范圍內(nèi)率先推出將6425-7125MHz劃分用于IMT系統(tǒng)的政策，也給全球5G、6G頻譜使用規(guī)劃樹立一個(gè)標(biāo)桿。

　　在2019年召開的WRC大會(huì)上，會(huì)議決定對(duì)6425-7025MHz成為區(qū)域性IMT新頻段和7025-7125MHz成為全球性IMT新頻段進(jìn)行立項(xiàng)研究。本次WRC-23做出的決議，是對(duì)上一屆大會(huì)立項(xiàng)形成決議，同時(shí)明確了全球多個(gè)地區(qū)6425-7025MHz這一頻段600MHz資源分配給IMT陣營(yíng)，對(duì)于5G和6G的發(fā)展意義重大。

　　當(dāng)然，在這些國(guó)家和地區(qū)，WiFi就不能使用這一頻段，對(duì)于WiFi 6E和WiFi 7高性能的應(yīng)用會(huì)受到很大影響�？梢灶A(yù)計(jì)，接下來(lái)5925-6425MHz頻段的分配和爭(zhēng)奪更為激烈。