解决频谱闲置/稀缺矛盾问题 5G频谱分配产生全新竞合关系

今因应5G宽带网络发展及前述5G大带宽、大链接、低延迟等需求，各国均积极思考因应下世代行动宽带应用服务发展所需频谱之整体规画。而如何兼顾技术发展的趋势与ITU-R等标准制定的进程，以维持各国市场的良性竞争与社会公益，是频谱分配所须详尽考虑的议题。

对我国而言，内需市场规模相对较小，在频谱资源的规画上，政府必须以国际接轨为原则，考虑国情的需要，以民众便利与福祉，进行相关的频谱资源分配。 但就经济发展而言，仍需朝向以创新的思维，透过频谱的规画与弹性运用，鼓励在地的实际应用验证，发展多样性的服务，以争取国际的商机。

ITU-R 5G频谱发展趋势

本文先扼要说明ITU-R下世代频谱发展趋势，及各国重要频段规画的分析，作为国内相关发展的对照。 国内的部分，将以台湾频谱使用现况与政策使用的规画说明，进一步探讨台湾频谱运用发展的观察与建议，期能促成国内频谱的活化运用，并积极与下世代行动通讯与物联网应用接轨。

为寻找未来新的频谱资源，ITU-R根据WRC-12大会第233号决议，在2015年11月WRC-15大会召开前，进行WRC-15的频谱需求及候选频段研究。 依据2013年ITU-R报告，预估到2020年信息传输量需求将会增加44∼80倍[13]。 WRC-15大会首要议题(1.1议题)定为「审议作为主要业务的行动服务做出附加频谱划分，并确定IMT的附加频段及相关规则条款，以进一步促进地面行动宽带应用的发展」。 而在WRC-15决定频谱需求及审视当前提出的19个候选频段后，在WRC-19前先进行技术上的需求及提出满足5G需求的解决方法及技术，最后在2020年进行5G商转，同时3GPP版本(LTE-APro)也会从R13升级至R16。

为支持未来大带宽需求(500MHz∼1GHz的频谱区块)及热点服务(至高密度网络)，未来将会考虑6GHz到100GHz附近的高频区域，尤其是EHF至高频段中26.5GHz∼100GHz频段的毫米波段(mmW)，由于此类频段的带宽相较宽阔许多，可有效提升数据传输容量与系统效能。 6GHz以上的频谱资源尚有些完整的频段，可为IMT业务的长期发展预留。 WRC-15决定在WRC-19议程中包括为6GHz确定频段的研究，允许技术满足更大容量的需求。 各主管部门及行业可以根据IMT-2020的实施时间表，致力开发必要技术[14]。

但目前有部分高频已提供应用服务(如77GHz目前使用于车辆防撞雷达)，在使用上需注意避免对既有应用的干扰。 日前WRC-15将79GHz分配给汽车雷达，提供了全球统一规范。 而在环境监控方面，WRC-15同意新分配7GHz∼8GHz用于卫星地球观测业务的任务飞行器规画及动态飞行器软件修改上传大量数据，9GHz∼10GHz的分配将促进开发卫星地球观测业务上的现代宽带感测技术和飞行基地雷达。 同时，WRC-15亦同意在19.7GHz∼20.2GHz和29.5GHz∼30GHz促进卫星固定业务(Fixed Satellite Service)、地面移动高速卫星系统地球站的全球部署，使得交通运输业将可以卫星系统连接全球宽带。 交通运输工具上的地球站将可与高功率多点波束卫星以10∼50Mbit/s左右的传输速率进行通讯[14]。

而在6GHz以下的5G候选频段中，对于已经分配给业者使用的IMT频段，建议应统筹规画，通过频谱重整(Refarming)，包含既有的2G与3G行动通讯，为5G的发展释放出更多的频谱资源；国内也将参考IMT相关频段规画结果，纳入到未来频率的政策当中。

代表全球行动运营商共同权益的GSM协会，于2014年建议重新指配给全球行动通讯使用的新频段，其中包括Sub-700MHz[11]UHF(470MHz∼694MHz)、L-Band(1.3GHz∼1.518GHz)[10]、2.7GHz∼2.9GHz频段[8]、C-Band(3.4GHz∼4.2GHz频段)[9]。 而在WRC-15已确定L-Band之1.427∼1.518GHz频段及C-Band之3.4GHz∼3.6GHz频段分配给行动宽带业务。

此外，在5GHz附近与1GHz以下仍有不少免授权频带，可用以扩充行动网络容量，3GPP标准所制定之LWA(LTE-WLanRadioLevelAggregation)/LAA(Licensed-AssistedAccess)技术便是利用免授权频带，结合现有LTE授权频带，藉此提高可用带宽。

WRC-15做出一项重要决定，为国际电联1区694MHz∼790MHz频段内的行动宽带增加容量，并为数字红利的实施提供全球统一的解决方案，为在该频段的电视广播及航空导航系统提供全面的保护[14]。 目前较被讨论包含5GHz免执照国际无线(UNII)信息传输频段，与其他整合广电专用电信频段，希望达成和谐、公平且有效的运用。

WRC-15新分配5.3515GHz∼5.3665GHz给业余无线电业务，将维持各种距离的稳定通讯，尤其是为灾害情况及救灾工作提供通讯。 为了强化公共保护及救灾时稳定的紧急通讯业务，WRC-15确定了694MHz∼894MHz频段用于该业务，同时加强406MHz∼406.1MHz搜救讯号上传的保护。 为了提高安全性，WRC-15亦将1.0877GHz∼1.0923GHz分配给卫星航空移动业务(地对空)，以使全球民航航班追踪分配的频谱达成一致。

导航安全亦因为WRC-15新分配161.9375MHz∼161.9625MHz及161.9875MHz∼162.0125MHz给卫星水上移动业务而获得改善，并将继续研究161.7875MHz∼161.9375MHz与同一频段及相邻频段内现有业务之间的兼容性问题[14]。

现存的4G服务位于6GHz以下，将透过重新整理并提供IMT规画5G使用。 对于6GHz以上的频谱，必须先通过理论分析和实际测量，对其在行动通讯的可行性进行验证，故当前WRC-15重点考虑6GHz以下潜在候选频段，而在WRC-19时将考虑6GHz以上高频段。

总言之，频段利用可分为三个范围：低频段(<1GHz)，中高频段(1GHz～6GHz)和高频段(>6GHz)。 低频段具电波高穿透性特点，行动基地台涵盖区域大，整体网络建设成本低，但可用带宽较小，传输速度较不适合需要大量带宽之应用服务，或许适合应用于物联网发展，但物联网通讯需求与行动宽带通讯需求有互动互补关连，而各自的专属通讯频谱需求则有竞合，两者应平衡发展。 中高频段，行动基地台一般而言涵盖范围相对低频段小，但传输容量提升，或可以地理性区隔方式提升频谱使用效率。 高频段具有高带宽及短波长的特性，可达到高速、宽带、短距离传输高容量数据的成效，较适用于需要极大带宽的应用服务。 新的频谱架构的思考，可用高中低频段协作，形成一个无缝网络覆盖。