隨著蜂窩物聯網的規模發展、VR技術的日趨成熟、高速移動寬帶需求的提出，國內外開展了5G的研究和探索，其中的頻譜資源分配是5G應用的基礎。
一、4G方興，5G已來
當下，隨著移動網際網路的高速發展，4G流量已成為很多用戶手機通信套餐中的「標配」，4G已深入人們日常生活中的諸多方面，如手機支付（如支付寶）、社交（如微信）、手遊（如王者榮耀）等等，為移動用戶提供便捷快速的上網服務。截止2018年12月底，中國移動的4G用戶數超過了7億，且國內的4G還處於上升發展期。
蜂窩物聯網的大規模發展，對移動通信網絡提出了超多用戶（即超多連接）並行接入的需求。工業自動化、高速運動的車聯網等應用場景，提出了高可靠、低時延（毫秒級）的需求。超高清視頻等大數據量實時傳輸的應用場景提出了高帶寬的要求（Gbps數量級），如醫療影像雲業務（即遠程醫療中一種典型應用）有超高清視頻的實時遠程傳輸的需求；又如未來隨著VR/AR（虛擬實境/增強現實）技術的成熟與應用，將對大容量多媒體數據的低時延遠程下載和實時交互響應提出需求。4G移動通信網絡已不能滿足如上的應用需求，因而近期國內外的電信運營商、電信設備商積極開展5G網絡的相關試驗、試點工作。
二、5G應用體系架構和應用需求
目前3GPP（3rd Generation Partnership Project）定義了5G的三大應用場景：eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（增強型機器類通信，即大規模物聯網業務）和URLLC（超高可靠超低時延通信，如時延為0.5毫秒級別），這些場景分別對應如以AR/VR為代表的超高清多媒體通信、規模蜂窩物聯網、車聯網及工業製造等應用場景，如下為5G應用體系架構的示意圖。
1、網絡深覆蓋
5G網絡在分配頻段時，需要考慮好居民樓、商務樓等高層建築的室內覆蓋；同時在用戶密集區域（如CBD中央商務區），需要滿足熱點區域、盲覆蓋的終端高速上網需求，實現深度覆蓋。
2、支持大規模物聯網的多樣化接入
目前，國內電信運營商均已開始部署蜂窩物聯網（以窄帶為主），滿足很多小數據量（單用戶通信速率不超過10kbps）應用場景的傳輸需求，如在中國移動某省已部署的蜂窩物聯網，上下行分別使用原GSM（900M）的200KHZ空閒頻段，實現多終端的並發接入。目前LTE的單個物理資源塊（180KHZ）可作為獨立子載波以部署窄帶物聯網；同時可提供1.4M頻譜帶寬（承載6個物理資源塊共1.08MHZ）以滿足1Mbps較高速率的非窄帶物聯網終端的接入需求，未來這些可平滑過渡到5G網絡，基於5G網絡的大帶寬資源和新技術（如多址接入、多跳網格等），可滿足大規模物聯網終端多樣化通信速率的接入需求。
3、車聯網等業務的接入需求
未來的5G網絡將使用高頻頻段（超過6GHz）和中低頻頻段（低於6GHz），為滿足車聯網等業務的接入需求，在保證高速率通信（單用戶Gbps）的前提下，又要考慮車輛的移動性，因而使用高頻段5G網絡的覆蓋距離將很受限，特別是上行通信，車載5G終端的發射功率（對比5G基站）較小，車輛容易駛出5G基站的覆蓋區，因而5G網絡需要考慮上下行解耦（上行採用中低頻段，下行可用中高頻段）和D-D（Device To Device，即終端直連）技術，來滿足車聯網為代表的業務場景的大移動寬帶的需求。
綜上，5G頻譜的規劃、頻段的分配以及NR（新空口）採用的技術，需要綜合考慮多種應用場景的多樣化需求。如國內的中國移動等電信運營商均已開展了5G的試點工作，可面向如上三種場景中試點應用5G技術。
三、5G頻譜資源的規劃與研究
1、國內外5G頻譜資源的規劃
目前，國內3GHz以內的頻譜資源主要被2G、3G和4G網絡所佔用，主要包括GSM900、GSM1800、CDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA、FDD LTE和TD-LTE網絡，5G可用的頻譜主要規劃於3GHz以上的頻段資源。
2017年11月，工信部正式發布了國內5G系統可用的工作頻段，集中於中頻頻段，包括：
（1）3300 MHz—3400MHz，該頻段原則上限於室內使用。
（2）3400 MHz—3600MHz和4800 MHz—5000MHz，作為5G系統的工作頻段。
已確定的頻段（共計500MHz帶寬）主要為了滿足5G初期試點、試商用的需求，對比已成熟商用的TD-LTE（210MHz帶寬）和FDD LTE（70MHz帶寬），5G的頻譜資源較為豐富。5G中頻頻段的確定，推動了晶片、終端、測試儀表、基站設備等領域的商業化進程，促進了整個5G產業鏈的成熟度，也加速了國內5G的商用進度。國外電信運營商在規劃使用的5G中頻頻段也主要集中於3.1GHz—4.9GHz之間，與國內的3.5GHz、4.9GHz頻段相應，保障了未來5G終端的國際漫遊。
中頻頻段資源滿足了5G業務的較遠距離覆蓋、用戶移動性等基本需求，而高頻頻段由於擁有更大帶寬的頻譜資源，可滿足近距離覆蓋區域內的超高速率的通信需求。目前，國內5G規劃的高頻頻段主要包括26GHz（24.75GHz—27.5GHz）和39GHz（37GHz—42.5GHz），用於5G的研發和試點；其中的26GHz頻段與歐洲採用的高頻頻段（24.25GHz—27.5GHz）基本相同。美國規劃的5G高頻段主要為：27.5GHz—28.5GHz、37.5GHz—40GHz；韓國的為26.5GHz—29.5GHz；日本的為27.5GHz—29.5GHz。由此可見，美國、日本和韓國在5G高頻段規劃將主要使用28GHz。
如下圖為國內已規劃5G頻段的分布示意圖，在5G試驗階段，也有廠商在如15GHz的高頻頻段開展外場測試工作。
2、低頻段資源重用的研究分析
5G網絡所用的頻率較高，對比4G，5G基站的覆蓋範圍較小（如使用超過30GHz頻率的毫米波，為保障多用戶的高速率通信，其覆蓋距離可能不到百米），因而電信運營商的網絡部署將面臨周期長、投資高（站點多）等問題。為了實現5G網絡的遠距離覆蓋，如歐洲電信運營商有規劃700MHz低頻頻段（低於1GHz的頻段）用於5G覆蓋，因而，未來5G將會應用高低頻、高中頻混合模式。在國內，隨著3G的逐步退網（升級到4G）、2G部分頻段的空出，800MHz/900MHz/1.8GHz/2.1GHz等空閒的頻段未來均可用於5G網絡的遠距離覆蓋，如CDMA頻段（825MHz—880MHz）、CDMA2000頻段（1920MHz—1935MHz、2110MHz—2125MHz）等等。