NO.60 | 2019.10.31
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5G頻譜釋照前所需的頻譜整備及干擾預防護計畫_檢測暨網通技術組 謝善雄經理

2019年7月行政院拍板,第五代行動通信(5G)頻譜釋照作業,除將釋出前次4G未釋出的1800MHz頻段外,並將增列3500MHz中頻段及28000MHz毫米波(mmWave)頻段,頻寬總計達2790MHz,為先前釋出頻寬590MHz的四倍以上。根據國家通訊傳播委員會(以下簡稱NCC)之規劃,於9月起受理業者申請參與競標,並以12月10日正式啟動5G競標拍賣為目標,預計於明年元月完成第一波5G釋照。

  本次開放的第一波5G商用頻譜3500MHz頻段中,於3528MHz至3570MHz之間已有既設電臺使用,分別為固定衛星通信業務(Fixed-Satellite Service, FSS)及固定通信業務(點對點微波)。為避免5G頻譜釋出影響既有業務合法使用之權益,有必要採取5G與既有業務的共存分析,若存在可能造成干擾之情事,則須有因應措施,以保障既有業者的使用權益;並確保5G釋照後,得標業者能取得頻譜資源,展開5G網路布建。

  在提供民眾或企業5G商用行動網路服務前,必須找出能與既有業務共存之方式並研究適當的干擾防護措施。衛星接收訊號強度大約為-119dBm,由於基地臺鄰近ST-2衛星接收天線,如其衍生之帶外輻射(spurious emission)功率(目前規範限值為-13dBm/MHz以下)溢漏至衛星工作頻段,對於訊號功率低於-120dBm/36MHz(未經天線增益放大前)之衛星訊號,將造成同頻干擾;另外,當基地臺同時發射多頻段,不同頻段所產生的互調變 (Inter-Modulation)現象,亦可能造成同頻干擾情況。一旦干擾發生,恐將影響衛星接收站之服務品質。國際間已有其他國家遭遇相似問題,並投入大量資源研究及開發預防干擾之方法與機制;爰此,NCC指定本中心辦理此項研究計畫。

  為了掌握5G基地臺與既設電臺之間可能產生的電波干擾限制為何,須先進行5G與既有業務之干擾評估,再進一步研析不同情境可能造成之影響。藉由各式測試情境組成:以不同尺寸之衛星接收天線(1.2m、1.8m、2.4m、3m及3.7m),對應至不同相對高度(0m、-3m及3m)之5G基地臺,評估5G基地臺干擾影響狀況,並將結果提供NCC做為審核補助衛星地面接收站與微波站業者之依據。透過購置帶通濾波器(BPF) 與強化天線結構,依改善措施之施工作業流程進行設備的安裝與測試,定義出5G基地臺與衛星接收站所需協調區之範圍,如下圖1所示(黃色區域即為預定協調區之範圍)。

圖1:5G基地臺與衛星接收站架設協調區示意圖
(圖片來源:本中心提供)

  若電信業者申請在預定協調區域內架設基地臺,必須先經過干擾評估程序,即便已獲NCC許可,仍須確認衛星接收站是否會出現干擾情況,並於必要時採取降低干擾之改善措施。

  此外,考量持續監理的需求,須建立管理國內受影響的C頻段(含extend C)衛星地面接收站及微波站基本資料的資料庫,這些基本資料包含:站台經緯度、海拔高度、天線尺寸、接收角度、接收頻率、天線型式(正焦、偏焦、單極化、雙極化、4極化)、數量、用途,及需強化結構承載BPF衛星地面接收天線之數量等。將此資料庫結合電子地圖,建置C頻段衛星地面接收站及微波站之電子圖資查詢系統,提供衛星地面接收站干擾保護協調區,作為核發5G基地臺建置許可之依據。

  無線頻譜為非常珍貴、稀有之國家資源,3.5GHz頻譜整備計畫為提高頻譜使用效益及頻譜可用性的配套措施,以期讓頻譜資源發揮最大效益,既讓3.5G中頻段頻譜能運用於5G行動通訊網路,亦能降低對衛星收視戶的影響,達成頻譜使用共存、共容之效。