面對3G和未來3G+、甚至4G，中國面臨著800MHz的頻譜“缺口”，在各國對頻譜爭奪日趨激烈的今天，如何最大化地有效利用現(xiàn)有頻譜？創(chuàng)新相關技術(shù)？
從3G、3G+到4G，無線寬帶移動技術(shù)的飛速跨越正日益受到頻譜資源緊缺的挑戰(zhàn)。無線電管理局副局長謝飛波此前在公開場合指出，在最新頒布的物權(quán)法中，無線電頻譜資源已經(jīng)與土地、礦山、森林等共同被列為最重要的國家戰(zhàn)略性資源。
各國對頻譜資源需求的爭奪日趨激烈。以上一屆世界無線電通信大會為例，工業(yè)和信息化部通信科技委副主任、中國國家無線電頻率規(guī)劃專家咨詢委員會主任陳如明給出記者一系列數(shù)字：在2007年10月舉辦的WRC-07大會歷時四周，共有160多個國家地區(qū)的3000多名代表參加，就28個議題進行了1100多次會議激烈辯論和艱巨的談判、妥協(xié)和折衷，才最終取得較滿意結(jié)果?！癢RC-07的一個突出特點是對無線電頻率資源爭奪異常激烈，尤其是對包括TD-SCDMA所需頻率的IMT全球頻率劃分的1.4議題，吸引了三分之一的與會者積極參加，可見各國對IMT全球頻率的關注程度。”陳如明表示。
在2011年世界無線電通信大會(WRC-11)到來之前，針對如何提高頻譜資源利用率和實現(xiàn)頻譜資源的“精細化”管理，各國正在緊張備戰(zhàn)。
突破頻譜“瓶頸”
我國預測研究結(jié)果表明，除已規(guī)劃的505MHz頻率資源以外，到2020年，為滿足未來移動通信發(fā)展的需求，我國移動通信無線電頻譜資源還額外需要約800MHz。而WRC-07將450-470MHz、698-790MHz、2300-2400MHz和3400-3600MHz共412MHz附加頻譜資源確定為全球或國家IMT使用頻段，與800MHz相比尚存頻譜缺口。
此外，國家無線電監(jiān)測中心頻譜工程處處長周興國指出，在我國，450-470MHz是大量專用對講機系統(tǒng)使用頻段；698-790MHz是廣播電視主用頻段，中國規(guī)劃在2015年后啟用；2300-2400MHz已規(guī)劃為3GTDD使用頻段；3400-3600MHz是固定衛(wèi)星業(yè)務的擴展頻段，尚需研究與固定衛(wèi)星系統(tǒng)兼容共存問題。因此，對于ITU新增的412MHz附加頻譜資源，扣除已在3G系統(tǒng)考慮之內(nèi)的2300-2400MHz，中國僅增加了312MHz，再考慮我國實際頻率使用情況，有限的無線電頻譜資源極有可能成為未來移動通信系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。
與此同時，無線電頻率資源劃分呈現(xiàn)出新趨勢。無線電管理局局長張勝利分析指出，WRC-07體現(xiàn)了世界無線電頻率資源劃分的六大矛盾：一是地面業(yè)務與空間業(yè)務之間頻譜資源爭奪的矛盾，對我國來說二者同等重要，應均衡發(fā)展；二是發(fā)達國家與發(fā)展中國家在頻率資源占用方面的矛盾；三是國際區(qū)域之間頻譜資源如何利用的矛盾；四是國家與國家之間頻譜資源使用的矛盾；五是相鄰國家如何消除相互干擾，更好地使用頻譜資源的矛盾；六是國內(nèi)各個業(yè)務部門之間頻譜資源使用的矛盾。
如何最有效地利用有限的資源，同時開發(fā)新的資源，成為無線電頻譜領域的重要課題。WRC-11將討論涉及電信、廣電等領域的33項議題，為氣象衛(wèi)星、航空移動、水上通信、無線電定位等無線電應用新增業(yè)務使用頻段。目前，無線電管理局按照WRC-11議程草案，已確立了國內(nèi)大會準備工作框架和隊伍。
共存共用成趨勢
據(jù)悉，WRC-11將主要就固定業(yè)務、移動業(yè)務和廣播業(yè)務之間的業(yè)務融合與重新定義展開討論，并調(diào)整國際頻譜規(guī)則的整體框架。同時，由于無線電頻譜中的低頻段已非常擁擠，未來的無線電頻率開發(fā)正向高頻段發(fā)展，這一趨勢在WRC-11的議題上也得以體現(xiàn)。此外，未來移動通信論壇預計，頻譜共用將成為重點議題，包括4G與原有3G系統(tǒng)的關系如何，如何解決IMT與固定衛(wèi)星系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)甚至雷達系統(tǒng)等的共用問題。
目前，我國正在進行電視系統(tǒng)數(shù)字化進程，由于引入了數(shù)字電視廣播，UHF(700MHz)頻段可以被大量空閑出來。為有效利用UHF頻段進行無線通信，同時不影響現(xiàn)有廣播電視業(yè)務，動態(tài)利用UHF并實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)與廣播電視系統(tǒng)的共存成為目標。而對于3400-3600MHz，由于歷史上該頻段一直用于衛(wèi)星和微波系統(tǒng)共用，在應用于IMT系統(tǒng)時，系統(tǒng)間的兼容技術(shù)還存在眾多難點。
兼職未來移動通信論壇第三工作組組長的周興國指出，移動通信系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢應與其他業(yè)務系統(tǒng)兼容共存，有效利用無線電頻譜資源的要求包括，更高的頻譜利用率指標，可在任意可用頻段內(nèi)部署實施，支持可變信道帶寬性能，具備與現(xiàn)存業(yè)務系統(tǒng)兼容共存使用頻譜的能力，應用非對稱頻譜的能力，以及靈活調(diào)整雙工間隔能力。實現(xiàn)這些要求的新技術(shù)也已在業(yè)內(nèi)進行了初步探討與研究，如無線電頻率兼容共存技術(shù)、動態(tài)頻譜分配技術(shù)、靈活頻譜應用技術(shù)、軟件無線電(SDR)與感知無線電(CR)技術(shù)、超寬帶(UWB)系統(tǒng)技術(shù)。
此外，相對UWB以超寬帶共用頻譜資源實施寬帶高速視頻連接，超窄帶(UNB)通信具備極高的頻譜利用效率，并可在任何閑置的窄頻譜縫隙傳輸寬帶高速音視頻信息，具有獨特的資源管理與市場應用誘惑力，相應頻譜資源的規(guī)劃支持正在積極展開。陳如明向記者舉例，除原有使用/試驗的頻段(如13.56kHz、433kHz、910MHz、2.4GHz、5.8GHz)外，我國又新規(guī)劃了840-845MHz(國內(nèi)自主創(chuàng)新應用)及920-925MHz(國際化應用)這一UHF（超高頻）頻段作RFID應用；對UWB亦完成了新的頻率規(guī)劃，主用頻帶為4.2-4.8GHz及6.0-9.0GHz。對于4.2-4.8GHz頻段，到2010年12月31日前，UWB無線電發(fā)射設備的全向輻射功率限值可以為-41dBm/MHz，此后，該頻段的UWB設備必須采用干擾感知檢測與干擾避讓(DAA，DetectionAndAvoidance)等干擾緩解技術(shù)，以達到-70dBm/MHz規(guī)定限值要求，該技術(shù)的有效性應得到國家無線電管理機構(gòu)的認定。
LTE能否受益“數(shù)字紅利”頻段？
從2008年全球電信行業(yè)發(fā)展看，海外頻率管制呈現(xiàn)自由化趨勢。以“數(shù)字紅利”(指模擬電視轉(zhuǎn)換成數(shù)字電視后所空出的470-862MHz頻段)為例：較低頻段可實現(xiàn)更佳的覆蓋和樓內(nèi)穿透性，滿足眾多運營商的要求，由于現(xiàn)有和新增的移動寬帶網(wǎng)絡正快速地消耗著目前所分配的頻段，同時運營商也迫切需要為廣大農(nóng)村地區(qū)提供覆蓋連接，因此，“數(shù)字紅利”被美國、歐洲等全球運營商視為寶貴的資源。
在北美，在歷經(jīng)65天、261輪的拍賣后，美國700MHz頻率拍賣塵埃落定，拍賣總額195.92億美元中，美國最大的兩家電信運營商Verizon和AT&T共出價160億美元。但參與競拍的Google更引人注目。在出價46億美元達到美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的底價后未再出價，“輸”給了Verizon。拍賣結(jié)果使美國未來電信市場格局的變數(shù)大為減少，競爭格局變化不大。FCC原期望電信運營商之外的公司能競拍得到頻率并在全國范圍內(nèi)提供寬帶無線服務，在DSL和有線電視網(wǎng)絡之外建立第三條寬帶管道。
雖然消費者的選擇余地未能明顯增加，但Google等互聯(lián)網(wǎng)公司在拍賣前的游說將起到一定效果，因為按照拍賣規(guī)則，部分全國頻段競拍獲勝者必須面向所有設備和軟件應用開放網(wǎng)絡，之后AT&T和Verizon紛紛公布了網(wǎng)絡開放計劃，允許各方手機在它們的網(wǎng)絡中使用，而非局限于運營商選定的手機。
在歐洲，“數(shù)字紅利”頻段包含當前790-862MHz間的電視頻段，該頻段有望在2009-2012年期間進行拍賣，而這正與移動運營商計劃部署LTE的時間不謀而合。而部分廠商的低頻段LTE產(chǎn)品也已面世，如去年年底，在摩托羅拉實驗室和位于伊利諾斯州中部的一處戶外，基于摩托羅拉LTE無線實驗網(wǎng)和LTEeNode-B平臺，通過LTE原型終端設備，摩托羅拉實現(xiàn)了業(yè)內(nèi)首次在700MHz頻段的LTE空中接口數(shù)據(jù)通話。
英國電信管制機構(gòu)Ofcom已表示，在拍賣“數(shù)字紅利”的問題上，英國將和其他歐盟國家保持一致。重新分配頻段的費用預計將達9000萬英鎊至2億英鎊，此次變動使得頻譜拍賣延期，原計劃將在今年利用新釋放頻段推出的各項服務也被迫將推出時間順延至2010年。此外，英國政府還建議包括網(wǎng)絡運營商在內(nèi)的行業(yè)企業(yè)應共同促成一系列交易，以重新分配2G頻譜，并將其用于發(fā)展移動寬帶和圖像等3G業(yè)務。
此外，白色信道也引人注意。白色信道即未授權(quán)頻率，利用傳統(tǒng)電視頻道之間預留的防干擾的頻率資源，隨著美國電視服務數(shù)字化，將有更多的間隙頻率資源被解放出來。Google、微軟等公司組成白色信道聯(lián)盟，采用認知無線電等防干擾技術(shù)，其樣機已提交FCC的實驗室進行過多次測試。使用白色空間信道接入互聯(lián)網(wǎng)比Wi-Fi更為穩(wěn)定。因為白色信道所在頻段較低，比目前免牌照的WiFi所在的2GHz頻段傳播效果好得多，只需原Wi-Fi的AP數(shù)量的四分之一到五分之一，因此這會極大地減少網(wǎng)絡建設的成本，并且還能使連接速度提高不少。該決定將引發(fā)新一代產(chǎn)品的使用，“第二WiFi”有望誕生。
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