頻率是無線移動通信技術發展的基礎資源，為滿足5G增強移動寬帶(eMBB)、海量機器間通信（mMTC）、低時延高可靠通信（uRLLC）場景需求，需要配置高、中、低頻段更多頻率資源，中低頻段具有較強穿透力可以提供廣域連續的網絡覆蓋，高頻段豐富的頻譜資源可以提供超大容量和超高速率。毫米波在助力5G能力拓展和應用落地主要具有以下優勢：一是毫米波頻譜資源充足，能夠緩解全球中低頻段頻譜資源枯竭的困境；二是毫米波連續大帶寬能夠達到5G的最優性能，滿足目標應用場景對容量、性能等方面的要求；三是毫米波具有天線體積小、設備輕量化等特點，更易於網絡部署；四是毫米波波束窄、方向性好，能夠提升定位精度。
國際統一頻段是5G移動通信標準化、產業化、規模化發展的前提條件。為了推進5G毫米波頻段在全球或區域協調一致，國際電信聯盟（ITU）在2019年世界無線電通信大會（WRC-19）設立了1.13議題，針對24.25-86GHz頻段範圍的11個候選頻段開展研究和協商，包括8個移動業務為主要劃分的頻段（24.25-27.5GHz、37-40.5GHz、42.5-43.5GHz、45.5-47 GHz、47.2-50.2 GHz、50.4-52.6 GHz、66-76GHz和81-86GHz）和3個尚未劃分為移動業務的頻段（31.8-33.4GHz、40.5-42.5GHz和47-47.2GHz）開展共存研究，具體如下圖所示。
圖1 WRC-19 1.13議題候選頻段
會上，各國代表就5G毫米波頻譜使用達成共識：全球範圍將24.25-27.5GHz、37-43.5GHz、66-71GHz共14.75GHz帶寬的毫米波頻率標識用於5G及國際移動通信系統（IMT）未來發展；在45.5-47GHz頻段，部分國家在頻率劃分腳註中標識用於IMT；在47.2GHz-48.2GHz頻段，2區（美洲區）國家以及部分其它國家和地區在頻率劃分腳註中標識用於IMT，具體如下表所示。
表1 WRC-19 1.13議題主要結論
通過WRC-19的決議，大量連續帶寬的毫米波頻率可以用於5G技術，為5G相關產業鏈的發展成熟奠定基礎，加速全球5G系統部署和商用步伐。
5G系統國際標準化組織3GPP將5G頻段分為FR1頻段和FR2頻段，其中FR1頻率範圍是450MHz-6GHz，又稱Sub-6GHz頻段，FR2頻率範圍是24.25GHz-52.6GHz，又稱毫米波頻段。FR1、FR2頻段進一步細分為多個子頻段，確定雙工方式（FDD/TDD）方式，用不同頻段號進行代表。5G毫米波頻段的子頻段劃分如下表所示。
表2 3GPP毫米波頻段
其中n257頻段與n258、n261存在部分重疊，具體如下圖所示。
圖2 3GPP毫米波頻段分布
Sub-6GHz和毫米波頻段的射頻標準按照不同版本（Release）的形式進行分階段升級迭代。Rel-15對Sub-6GHz和毫米波頻段同步進行了標準化，定義了24.25GHz-52.6GHz範圍內多個毫米波頻段。針對毫米波頻段，3GPP制定了以大規模多天線技術為基礎的解決方案和相關的系統信息設計等，並且定義了基於管理的相關功能，滿足5G毫米波頻段的基本部署需求。目前已經商用的Sub 6GHz、毫米波頻段5G網絡廣泛基於Rel-15版本。
Rel-16針對毫米波頻段，在R15的基礎上重點關注毫米波系統的工作效率，並引入集成接入及回傳（IAB）、增強型波束管理、室內定位等。同時啟動了52.6GHz以上毫米波技術的研究，目前Rel-16的標準已經凍結。
正在進行標準化工作的Rel-17將毫米波頻段拓展至52.6-71GHz，同時引入更多支持毫米波的5G增強特性，並拓展毫米波5G系統的應用場景。
5G毫米波頻段中，24.25-29.5GHz（又可簡稱為26/28GHz頻段）的研究和諮詢工作在美國、歐盟等典型國家和地區內起步較早，頻段相對較低、產業基礎更好，各國優先規劃該頻段的全部或部分頻率。根據全球移動供應商協會（GSA）的2021年5月的統計，目前共有28個國家和地區已經完成或正在進行5G毫米波頻段的許可，其中26/28GHz頻段的主要國家許可情況如下圖所示。
圖3 部分國家/地區完成了26/28GHz頻段頻率許可
（數據來源：GSA）
根據GSA 2021年5月的統計，全球範圍內共有112個運營商已持有26/28GHz 5G毫米波許可，其中27個運營商已經或正在實際部署26/28GHz 5G毫米波網絡。39GHz頻段（37-40GHz）共有27個運營商持有許可，主要是集中在美國。與C波段（3.3-4.2GHz）172個運營商持有許可、113個部署網絡的情況相比，5G毫米波網絡仍處於起步階段。全球運營商在重點5G頻譜的工作進展情況統計具體如下圖所示。
圖4 全球運營商在重點5G頻譜的工作進展情況
（數據來源：GSA）
美國、日本、韓國是5G毫米波商用推進較快的典型國家。美國聯邦通信委員會（FCC）於2016年7月14日通過了將24GHz以上頻譜用於無線寬帶業務的法令，共規劃了10.85GHz帶寬的頻率資源用於5G業務，具體包括27.5-28.35GHz、38.6-40GHz共計2.25GHz許可頻段，37-38.6GHz共1.6GHz混合許可頻段和64-71GHz共7GHz免許可頻段。2017年11月，FCC發布法令繼續為5G毫米波增加了24.25-24.45GHz、24.75-25.25GHz和47.2-48.2GHz共1.7GHz帶寬的頻譜。目前，美國已完成24GHz、28GHz、37GHz、39GHz以及47GHz頻段的頻譜拍賣，為5G毫米波商用提供了充裕的頻率資源。運營商方面，Verizon、AT&T和T-Mobile最早在2019年上半年開始部署28/39GHz 5G商用網絡，主要用於FWA固定無線接入場景，後續逐步拓展到室外宏基站覆蓋的eMBB業務場景，包括體育場館、機場、高價值街區等。但是當時由於缺乏中頻5G覆蓋層，僅靠毫米波網絡難以實現連續覆蓋，用戶體驗不佳，目前相關運營商的建網重心已轉向5G中頻段。
日本總務省（MIC）於2016年7月發布了面向2020年無線電政策，提出面向2020年的5G商用頻譜計劃，其中毫米波頻率將主要聚焦於28G（27.5-29.5GHz）頻段。2017年中旬起，MIC聯合運營商NTT Docomo、KDDI和Softbank在東京及部分農村地區開展了5G外場試驗，其中涵蓋了28GHz頻段。目前，日本已經完成了3.6-4.2GHz、4.4-4.9GHz以及27.5-29.5GHz全國5G頻段的頻率許可。NTT Docomo於2020年9月開始提供5G毫米波服務，其5G毫米波網絡覆蓋了164個地點。Softbank於2021年3月起在日本推出5G毫米波服務，初期提供移動熱點設備，後續將開放智慧型手機服務。
韓國未來創造科學部（MSIP）與2017年1月公布K-ICT頻率規劃，開始推動26.5-29.5GHz頻段的5G毫米波商用。規劃提出，27.5-28.5GHz（1GHz）在2018年進行釋放，26.5-27.5GHz和28.5-29.5GHz（共計2GHz）視5G產業鏈發展情況，不晚於2021年前進行釋放。韓國於2018年6月如期完成了26.5-28.9GHz頻段的頻譜拍賣，國內三大運營商粉筆獲得了800MHz帶寬的毫米波頻譜。其中，SKT獲得了28.1-28.9GHz頻段，KT獲得了26.5-27.3GHz頻段，LGU+獲得了27.3-28.1GHz頻段。2020年12月初，LGU+與LG電子、高通三方基於5G商用智慧型手機在國立金烏工科大學（KIT）部署了韓國首個5G毫米波網絡，支持校園內日常連接、遠程教學等應用場景，實現了5G毫米波+智慧校園的融合應用。
根據全球移動通信系統協會（GSMA）對全球近期5G頻譜拍賣情況的統計，毫米波頻譜拍賣價格遠低於5G中頻段頻譜。截至2021年3月，5G毫米波平均價格為0.429美元/GHz/人口/年，而C波段平均價格為0.012美元/MHz/人口/年。在同等帶寬的情況下，前者平均拍賣價格是後者的近28倍。美國最近完成的C波段5G頻譜拍賣價格更是達到驚人的0.069美元/MHz/人口/年。典型國家5G毫米波頻段和C波段頻譜拍賣價格如下圖所示。
圖5 典型國家5G毫米波頻段和C波段頻譜拍賣價格
（數據來源：GSMA）
毫米波覆蓋距離小、部署相對靈活的特點，更適合於工業網際網路、行業專網等區域性和室內5G應用場景。部分國家或地區已經實行區域5G頻率（Local 5G）的許可模式，將區域頻率許可與不動產權（使用權）或用益物權結合，限定頻率使用範圍，頻率申請者不再限於移動運營商，推動5G獨立專網部署，探索頻率管理模式創新。典型國家的區域性5G毫米波頻率規劃和許可情況如下表所示。
表3 典型國家的區域性5G毫米波頻率規劃和許可情況
目前，我國毫米波頻譜的具體規劃雖未正式發布，但國家和產業界高度重視相關工作推進。我國工業和信息化部於2017年6月8日發布了公開徵求意見函，徵集24.75-27.5GHz、37-42.5GHz或其他毫米波頻段在5G系統使用及規劃的意見和建議。2021年7月13日，十部門聯合印發《5G應用「揚帆」行動計劃（2021-2023年）》，文中提出「加強5G頻率資源保障，適時發布5G毫米波頻率規劃，探索5G毫米波頻率使用許可實行招標制度，研究制定適合我國的5G工業專用頻率使用許可模式和管理規則」等。
結合國外5G毫米波頻譜的規劃、許可和5G毫米波網絡商用情況，我國推動毫米波頻段5G發展有幾點思考。一是結合我國毫米波產業成熟情況和5G發展需要，適時發布5G毫米波頻率規劃；三是針對我國電信市場特點，探索採用招標方式許可5G毫米波頻率，高效配置頻率資源；三是探索頻率許可模式創新，結合毫米波使用特點，研究區域許可模式的可行性。