3.1.1 从1G到5G：移动通信频谱发展
频谱在各代移动通信技术发展中不断演进。1G的典型频段为800～900MHz，传输速率为2.4Kbps，带宽为30KHz。主要用户是AMPS、NMT和TACS。
2G主要频段包括 GSM850/900/1800/1900，GSM850的频段范围为824～894MHz，GSM900的频段范围为890～960MHz，GSM1800的频段范围为1710～1880MHz，GSM1900的频段范围为1850～1990MHz。GSM900/1800频段主要由欧洲和中国使用，GSM850/1900频段主要由美国使用。2G的数据速率可达10Kbps，最高带宽可达1.5MHz。GPRS是GSM网络向第三代移动通信系统过渡的一项2.5G通信技术，GPRS可支持的数据速率为20Kbps。EDGE也是一项2.5G通信技术，支持数据速率可达200Kbps，最高带宽可达200KHz。
3G频段标准为 WCDMA 800/850/900/1800/1900/2100MHz。其中，美国主要使用WCDMA850/1900/1700频段，欧洲使用 WCDMA 2100频段。3G涉及 WCDMA、UMTS和CDMA 2000技术的引入和使用。WCDMA和UMTS可实现的带宽为5MHz，CDMA2000可实现的带宽为1.25MHz。HSUPA/HSDPA和EVDO等不断发展的技术已经形成了3G和4G之间的中间一代，称为3.5G，数据速率提高到5～30 Mbps。LTE中的 OFDMA与SC-FDMA技术，WIMAX中的SOFDMA技术的发展形成了3.75G，此时数据速率达到100～200Mbps，LTE中的频段为1.8GHz与2.6GHz，带宽为1.4～20MHz。WIMAX中的频段为3.5GHz与5.8GHz，在3.5GHz时的带宽为3.5～7MHz，在5.8GHz时的带宽为10MHz。3G的信息传输速率比2G网络明显提升，这也使得移动互联网得以实现。
4G的典型频段标准按照双工的模式可以分为 TDD-LTE与 FDD-LTE。其中，LTE的FDD部分频段分为B1～B31，FDD-LTE上行频段范围为1755～1765MHz，下行频段范围为1850～1860MHz。TDD部分为B33～B44，TD-LTE上行频段范围为555～2575MHz，下行频段范围为2300～2320MHz。在国内使用的频段范围包括 B1/B3/B5/B8/B34/B38/B39/B40/B41。中国移动用TD-LTE网络，所用频段为2320～2370MHz，2575～2635MHz在Band40（2300～2400MHz）与Band41（2496～2690MHz）的范围内。中国联通主要使用LTE-FDD，其上行频段范围为1955～1980MHz，下行频段范围为2145～2170MHz落在 Band1（上行为1920～1980MHz，下行为2110～2170MHz）。中国电信也主要用LTE-FDD，上行频段范围为1755～1785MHz，下行频段范围为1850～1880MHz，属于Band3（上行为1710～1785MHz，下行为1805～1880MHz）。4G的主要技术为LTE-A与WIMAX中的SOFDMA。LTE-A支持的频段为1.8GHz与2.6GHz，WIMAX支持的频段为2.3GHz、2.5GHz与3.5GHz。LTE-A中的上行数据速率为1.5Gbps，下行数据速率为3Gbps，带宽为1.4MHz到20MHz。WIMAX的数据速率为100～200Mbps，带宽为3.5MHz、7MHz、5MHz、10MHz与8.75MHz。
ITU-R M.2083-0指出，在2020年后，没有一个单个的频率范围可以满足部署IMT系统所需的所有准则，特别是在地形和人口密度差异很大的国家中。因此，要满足IMT系统的容量和覆盖要求，需要多个频率范围。WRC-15议程项目1.1重点关注低于6GHz的移动宽带频谱，但是5G的部分实际应用需要达到6GHz以上的频率。5G中不仅只包含毫米波，低于6G的频率对于实现5G的容量和范围、提供跨时间和空间的一致 QoS、支持广域的M2M与支持超可靠的服务将很重要。
3GPP定义了两个5G NR的FR，5G频段如图3.1所示。其中，FR1定义的频率范围为450～6000MHz，由于该频段在6GHz以下，因此也通常称为是Sub-6G。FR2定义的频率范围为24250～52600MHz，该范围属于毫米波。5G NR包含了部分LTE频段，也新增了一些频段。5G NR的频段号以“n”开头，目前3GPP制定的FR1频段范围内包括FDD、TDD、SDL与SUL的双工模式，FR2频段范围内为TDD的双工模式。5G期望获得高达10Gbps的网络速度、大于100Mbps的小区边缘速率和小于1ms的延迟，为了达到以上性能，5G将在高达100GHz的频带中工作。
图3.1 5G频段范围
从移动通信的频谱划分来看，1G到5G移动通信频谱的发展趋势为频段逐渐增高，带宽逐渐增大，传输速率逐渐增快，这也带来了更好的体验。因此，6G频谱必然将向着更高与更宽的频段发展，以满足日益增长的应用需求。