用戶日益增長(zhǎng)的無線通信需求與有限的無線頻率資源間的矛盾持續(xù)加大，如何解決頻譜緊缺問題成為全球運(yùn)營(yíng)商共同的命題。有效利用零散頻譜，以便最大化提升頻譜利用率的方法值得探討。

　　盡管相比3G系統(tǒng)，未來4G(IMT-Advanced)系統(tǒng)的頻譜資源利用率有了很大提高，但用戶日益增長(zhǎng)的無線通信需求與有限的無線頻率資源之間的矛盾依然持續(xù)加大，這已成為擺在全球移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商面前的共同的命題。

　　特別對(duì)于中國(guó)移動(dòng)，目前已擁有全球最多的用戶，隨著用戶需求的增長(zhǎng)，已分配頻譜將不能滿足需求。專家指出，未來中國(guó)移動(dòng)將面臨頻譜短缺的問題。

　　發(fā)展用戶、升級(jí)技術(shù)，都要建立在相對(duì)充裕的頻率資源的基礎(chǔ)上，針對(duì)這一決定產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程的關(guān)鍵問題，中國(guó)移動(dòng)研究院已開展了一系列研究和測(cè)試工作�！锻ㄐ女a(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))記者了解到，中國(guó)移動(dòng)研究院無線技術(shù)研究所近期根據(jù)4G要求，針對(duì)三種典型場(chǎng)景在北京市選取了三個(gè)測(cè)量地點(diǎn)，實(shí)地測(cè)量了北京地區(qū)典型場(chǎng)景的頻譜占用度。

　　三類場(chǎng)景頻譜測(cè)試

　　部分國(guó)家及地區(qū)的測(cè)量結(jié)果表明，由于采用固定頻譜分配方式，許多已分配頻段的實(shí)際利用率很低，與頻譜短缺的現(xiàn)象形成矛盾。為緩解、解決頻譜短缺，未來需要在部分頻段上改變傳統(tǒng)的固定頻譜分配方式，采用動(dòng)態(tài)頻譜分配。而開展全面、細(xì)致的頻譜測(cè)量工作是制定動(dòng)態(tài)頻譜分配的相關(guān)頻譜管理政策的基礎(chǔ)，這正是北京地區(qū)頻譜占用度測(cè)試項(xiàng)目的出發(fā)點(diǎn)。

　　北郵信息網(wǎng)絡(luò)中心地處北三環(huán)，周圍多高校，人流量較大；雍和宮諾西網(wǎng)絡(luò)中心地處北二環(huán)雍和宮附近，地勢(shì)較開闊，人流量不大；昌平北郵宏福校地處昌平，周圍主要是農(nóng)業(yè)用地，人口密度稀疏；中國(guó)移動(dòng)研究院選擇了這三個(gè)分別代表密集城區(qū)、城區(qū)、郊區(qū)三類場(chǎng)景的地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。

　　據(jù)中國(guó)移動(dòng)研究院無線技術(shù)研究所專家向記者介紹，本次測(cè)試在每個(gè)測(cè)試地點(diǎn)，對(duì)七個(gè)頻段進(jìn)行了每天24小時(shí)、持續(xù)一周以上的測(cè)量。測(cè)量方法為功率測(cè)量法。頻點(diǎn)占用度可通過連續(xù)測(cè)量某個(gè)頻點(diǎn)一段時(shí)間，頻點(diǎn)上的瞬時(shí)信號(hào)功率超過門限的時(shí)間占總測(cè)量時(shí)間的百分比計(jì)算。為描述整個(gè)頻段的占用程度，本次測(cè)量采用頻段占用度描述，即將頻段內(nèi)的所有頻點(diǎn)占用度的平均值作為該頻段的占用度。

　　“功率測(cè)量法簡(jiǎn)單易行，但靈敏度不高，會(huì)影響一些頻段的測(cè)量結(jié)果�！鄙鲜鰧＜遗e例說明：例如在GSM上行頻段上，由于終端的發(fā)射功率較小且天線架設(shè)位置較高，不易測(cè)到終端信號(hào)，因此測(cè)得的上行頻段占用度很低。為準(zhǔn)確測(cè)量上行頻段占用度，需要使用靈敏度更高的測(cè)量方法。而對(duì)于CDMA系統(tǒng)，則需要在信號(hào)解擴(kuò)之后再進(jìn)行測(cè)量。

大多頻段占用度低于5%

　　測(cè)量結(jié)果表明，已分配頻譜的總體利用率很低，大部分頻段的占用度低于5%，有些頻段甚至完全空閑。同時(shí)，頻譜實(shí)際使用情況在頻率、時(shí)間、地理位置上呈現(xiàn)高度的不均衡性。

　　密集城區(qū)一周頻段占用度的測(cè)試結(jié)果顯示，占用度較高的頻率主要集中在410-954MHz頻段，GSM下行頻段占用度最高，廣播頻段、集群系統(tǒng)下行和ISM頻段次之，其他頻段的占用度則極低。其中GSM頻段資源塊的占用度明顯高于廣播頻段。GSM頻段占用度大于0.1的資源塊約占總數(shù)的62%，廣播頻段占用度大于0.1的約為8%。

　　此外，頻譜占用也隨時(shí)間而變化，例如密集城區(qū)一天內(nèi)廣播頻段的頻點(diǎn)占用度方面，部分頻段在夜間基本未被使用，部分頻段在24小時(shí)內(nèi)占用度都很低，有較大占用空白。

　　而對(duì)比三個(gè)典型場(chǎng)景，在GSM下行頻段，北郵明光村校區(qū)和雍和宮的占用度高于北郵宏福校區(qū)。而在集群通信下行頻段，雍和宮的占用度則明顯高于北郵明光村校區(qū)和北郵宏福校區(qū)。雖然三個(gè)測(cè)量地點(diǎn)在470-806MHz頻段的頻段占用度相當(dāng)，但頻點(diǎn)占用圖顯示頻段內(nèi)的占用度差異很大。密集城區(qū)測(cè)量點(diǎn)的頻點(diǎn)占用度明顯高于城區(qū)測(cè)量點(diǎn)。這是因?yàn)榍罢唠x北京電視臺(tái)的廣播站很近。

　　關(guān)注動(dòng)態(tài)頻譜分配技術(shù)

　　對(duì)北京地區(qū)典型場(chǎng)景的頻譜占用度的實(shí)地測(cè)量，使中國(guó)移動(dòng)掌握了國(guó)內(nèi)各頻段實(shí)際占用的基本情況，并支撐了其開展后續(xù)的動(dòng)態(tài)頻譜分配的相關(guān)研究。“但此次工作僅對(duì)部分頻段、部分典型場(chǎng)景中的部分地點(diǎn)做了測(cè)量和分析。為全面掌握我國(guó)頻譜使用狀況，給主管部門制定動(dòng)態(tài)頻譜分配的相關(guān)政策提供技術(shù)支撐，后續(xù)還需開展大量、細(xì)致的頻譜測(cè)量及管理政策研究工作。”參與測(cè)試的專家向記者表示。

　　如何解決頻譜短缺問題，同時(shí)增強(qiáng)我國(guó)通信企業(yè)參與并引領(lǐng)下一代無線通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化的能力，事實(shí)上早已成為我國(guó)通信業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的問題。我國(guó)的“新一代寬帶無線移動(dòng)通信網(wǎng)”國(guó)家科技重大專項(xiàng)中也包含了對(duì)這一關(guān)鍵技術(shù)的探討，例如“IMT-Advanced頻譜聚合技術(shù)研發(fā)”分項(xiàng)，即針對(duì)4G可用頻段資源上存在非對(duì)稱頻譜、跨頻帶離散頻譜資源等頻譜分布現(xiàn)狀，要求研究單位實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)頻譜感知、動(dòng)態(tài)頻譜管理等高效頻譜聚合技術(shù)，提高4G系統(tǒng)的頻譜資源利用效率，完成頻譜聚合技術(shù)的評(píng)估驗(yàn)證平臺(tái)，并向國(guó)家無線電管理部門和ITU等組織提供4G頻譜分配及使用的建議。

　　清華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室副主任王京向記者指出，“新一代寬帶無線移動(dòng)通信網(wǎng)”國(guó)家科技重大專項(xiàng)基本涵蓋了LTE/LTE+的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，更多的新興技術(shù)將有效優(yōu)化無線移動(dòng)通信系統(tǒng)性能�！袄�如頻譜聚合技術(shù)將提高系統(tǒng)的頻譜利用率，該技術(shù)將針對(duì)運(yùn)營(yíng)商擁有2G、3G、4G多頻段離散頻譜資源的現(xiàn)狀，打包使用零散頻段，尤其可以自適應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)整非對(duì)稱頻譜使用，例如某一頻段可以合用于TD-LTE和LTEFDD的下行傳輸，類似這樣的技術(shù)將更加縮小TD-LTE和LTEFDD的差異性�！蓖蹙┍硎�。

　　鏈接　動(dòng)態(tài)頻譜資源管理技術(shù)

　　動(dòng)態(tài)頻譜資源管理包括頻譜分析、頻譜決策、頻譜監(jiān)視、頻譜搬移和頻譜共享等方面。頻譜分析主要完成對(duì)“頻譜空洞”的時(shí)間分布特性、占用帶寬、噪聲電平等信號(hào)特征的分析和對(duì)新信號(hào)的調(diào)制識(shí)別、信號(hào)參數(shù)測(cè)量等，以便進(jìn)行后續(xù)解調(diào)解碼和協(xié)議分析；頻譜決策是指在完成頻譜掃描和頻譜分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)服務(wù)質(zhì)量(QoS）要求，為當(dāng)前傳輸選擇適合的運(yùn)行頻段，確定通信載頻、通信體制、通信參數(shù)和發(fā)射電平；頻譜監(jiān)視是指雙方在建立通信后，就要對(duì)該通信信道進(jìn)行不間斷檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)有外部信號(hào)存在(該外部信號(hào)可能是授權(quán)用戶信號(hào)，也可能是干擾信號(hào))，立即進(jìn)行頻譜搬移，主動(dòng)讓出該信道，并尋找新的“頻譜空洞”分配，建立通信；頻譜移動(dòng)是指認(rèn)知無線電用戶根據(jù)檢測(cè)出的可用頻譜情況切換運(yùn)行頻率；頻譜共享主要是解決多個(gè)認(rèn)知用戶間如何不沖突地選擇頻譜從而保證頻譜利用率最大化。(江蘇泰州市無線電管理辦公室 劉瀏 竇沛沛)