美国 FCC 开放 6GHz 频段 1200MHz 频谱供非授权、免特许执照使用,Wi-Fi 6E、5G NR-U 先行抢进

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美国 FCC 于当地时间 2020 年 4 月 23 日宣布,开放 6GHz 频段 U-NII-5、U-NII-6、U-NII-7、U-NII-8 共计 1200MHz 频谱资源,供非授权装置使用,预计首先抢进这频段的规格将是 802.11ax/Wi-Fi 6E 以及 5G NR-U,前者可获得最高 7 个 160MHz 频道,后者则是透过非授权频段提升 5G 频宽容量。

美国当地时间 2020 年 4 月 23 日宣布,6GHz 频段(5.925GHz~7.125GHz)1200MHz 频谱资源将开放给非授权、免特许执照使用。在 FCC 官方新闻稿当中,提到 802.11ax/Wi-Fi 6E 将是首先受惠的对象,低功率运作装置可使用全部 1200MHz 频谱,标准功率装置则可运作于其中的 850MHz。

当然,5G 行动通讯也虎视眈眈这新释出的非授权频段,5G NR-U 就是为此而来,透过新释出的非授权、免特许执照频段,LAA(Licensed Assisted Access)扩大原先电信业者的网路容量,或是 SA(Stand-Alone)直接在非授权频段自组 1 套 5G 专用网路,供公司、工厂……内部自行使用。

美国 FCC 于 2020 年 4 月 23 日宣布,开放 6GHz 频段(5.925GHz~7.125 GHz)1200MHz 频谱资源予非授权、免特许执照使用,但也会采取相关措施,保护已经在此频段运作的授权、特许执照使用者的权力、传输不受影响。

在 6GHz 频段(5.925GHz~7.125GHz)1200MHz 频谱资源当中,美国早先已规划为 U-NII-5(5.925GHz~6.425GHz,500MHz)、U-NII-6(6.425GHz~6.525GHz,100MHz)、U-NII-7(6.525GHz~6.875GHz,350MHz)、U-NII-8(6.525GHz~6.875GHz,250MHz)等 4 个无线频段,也早有多种使用这些频段的服务,表列如下。

FCC 宣布 6GHz 频段开放给免授权运作,但是其中的 U-NII-5、U-NII-6、U-NII-7、U-NII-8 早已有着许多需要特许执照的服务运作中,该如何避免相互干扰为其首要重点。(表格来源:FCC)

为了避免与这些已使用 6GHz 频段 1200MHz 频谱资源的现有特许服务运作,FCC 将欲使用新开放频段的装置分为标准功率与低功率,标准功率 AP(Access Point)仅能运作于 U-NII-5 500MHz、U-NII-7 350MHz,且须能够感知安装地理位置并支援 AFC(Automated Frequency Coordination),避开当地正在使用的授权特许执照服务

低功率装置由于无线讯号发射功率较低,AP 因此能够运作于 6GHz 频段 1200MHz 频谱资源 U-NII-5+U-NII-6+U-NII-7+U-NII-8,也无须支援 AFC,但仅限于室内使用。装置端若是受控于 AP 之下,基本上也能够运作于 U-NII-5+U-NII-6+U-NII-7+U-NII-8,但是为了避免装置端距离 AP 过远,或是因为天线辐射场型随着装置摆放角度变动,装置端的最大功率输出与功率频谱密度均需低于 AP 6dB。

6GHz 频段非授权、免特许执照装置运作分为标准功率、低功率 2 类产品,各自可使用的频段与功率限制如图所示。(表格来源:FCC)

标准功率产品需保护既有微波点对点通讯,除了透过 AFC 避开当地现有服务,亦无法使用高增益指向性天线,仅能使用全向天线或是宽波束天线(如 60 度~120 度),且考虑 U-NII-1 频段保护地面-卫星通讯的作法,地平线以上 30 度 EIRP 有效等向辐射功率需低于 21dBm。

低功率产品则最高限制使用 6dBi 天线(超过 6dBi 则须降低发射功率)、并规定每 MHz 功率为 5dBm,换算 160MHz 限制最高 27dBm、320MHz 最高 30dBm,并要求使用内建天线或是明确禁止更换的外部天线。320MHz 同时也是这次 6GHz 非授权使用的最高频道宽度,预先替未来 802.11be/Wi-Fi 7 做好准备,也与超宽频技术设备 500MHz 以上做出区隔。

低功率产品除了发射功率、室内使用 2 个但书之外,亦须强制使用竞争式协定,如 IEEE 802.11 Wi-Fi 技术的 CSMA/CA,传输之前必须先监听欲使用频道,确认频道没有资料传输作业后才可以使用。此举是为了保护非授权装置之间都具有公平使用频谱资源的权利,同时减少与既有特许执照服务相互冲突。

除了这些大致上的规定以外,尚有非常低功率装置、AWC 实作细节、终端装置是否能改变角色作为 AP 使用,如何避免低功率装置被拿到户外使用…… 等技术实行细节尚待完备,但 6GHz 频段(5.925GHz~7.125GHz)供非授权、免特许执照使用已经底定,台湾 NCC 无线传输规定通常也遵循 FCC 规则,有机会连带开放 6GHz。

Unlicensed Use of the 6 GHz Band; Expanding Flexible Use in Mid-Band Spectrum Between 3.7 and 24 GHz Report and Order

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