用戶日益增長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運(yùn)營商面前的共同的命題。

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

　　發(fā)展用戶、升級技術(shù)，都要建立在相對充裕的頻率資源的基礎(chǔ)上，針對這一決定產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程的關(guān)鍵問題，中國移動研究院已開展了一系列研究和測試工作�！锻ㄐ女a(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者了解到，中國移動研究院無線技術(shù)研究所近期根據(jù)4G要求，針對三種典型場景在北京市選取了三個測量地點(diǎn)，實(shí)地測量了北京地區(qū)典型場景的頻譜占用度。

　　三類場景頻譜測試

　　部分國家及地區(qū)的測量結(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，采用動態(tài)頻譜分配。而開展全面、細(xì)致的頻譜測量工作是制定動態(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；中國移動研究院選擇了這三個分別代表密集城區(qū)、城區(qū)、郊區(qū)三類場景的地點(diǎn)進(jìn)行測試。

　　據(jù)中國移動研究院無線技術(shù)研究所專家向記者介紹，本次測試在每個測試地點(diǎn)，對七個頻段進(jìn)行了每天24小時、持續(xù)一周以上的測量。測量方法為功率測量法。頻點(diǎn)占用度可通過連續(xù)測量某個頻點(diǎn)一段時間，頻點(diǎn)上的瞬時信號功率超過門限的時間占總測量時間的百分比計(jì)算。為描述整個頻段的占用程度，本次測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。

　　“功率測量法簡單易行，但靈敏度不高，會影響一些頻段的測量結(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，不易測到終端信號，因此測得的上行頻段占用度很低。為準(zhǔn)確測量上行頻段占用度，需要使用靈敏度更高的測量方法。而對于CDMA系統(tǒng)，則需要在信號解擴(kuò)之后再進(jìn)行測量。

大多頻段占用度低于5%

　　測量結(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，頻譜實(shí)際使用情況在頻率、時間、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小時內(nèi)占用度都很低，有較大占用空白。

　　而對比三個典型場景，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)。雖然三個測量地點(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)測量點(diǎn)的頻點(diǎn)占用度明顯高于城區(qū)測量點(diǎn)。這是因?yàn)榍罢唠x北京電視臺的廣播站很近。

　　關(guān)注動態(tài)頻譜分配技術(shù)

　　對北京地區(qū)典型場景的頻譜占用度的實(shí)地測量，使中國移動掌握了國內(nèi)各頻段實(shí)際占用的基本情況，并支撐了其開展后續(xù)的動態(tài)頻譜分配的相關(guān)研究�！暗�此次工作僅對部分頻段、部分典型場景中的部分地點(diǎn)做了測量和分析。為全面掌握我國頻譜使用狀況，給主管部門制定動態(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)致的頻譜測量及管理政策研究工作�！眳⑴c測試的專家向記者表示。

　　如何解決頻譜短缺問題，同時增強(qiáng)我國通信企業(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)上早已成為我國通信業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的問題。我國的“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”國家科技重大專項(xiàng)中也包含了對這一關(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4G可用頻段資源上存在非對稱頻譜、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)的評估驗(yàn)證平臺，并向國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通信網(wǎng)”國家科技重大專項(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)將針對運(yùn)營商擁有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)動態(tài)調(diào)整非對稱頻譜使用，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　動態(tài)頻譜資源管理技術(shù)

　　動態(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“頻譜空洞”的時間分布特性、占用帶寬、噪聲電平等信號特征的分析和對新信號的調(diào)制識別、信號參數(shù)測量等，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，就要對該通信信道進(jìn)行不間斷檢測，一旦發(fā)現(xiàn)有外部信號存在(該外部信號可能是授權(quán)用戶信號，也可能是干擾信號)，立即進(jìn)行頻譜搬移，主動讓出該信道，并尋找新的“頻譜空洞”分配，建立通信；頻譜移動是指認(rèn)知無線電用戶根據(jù)檢測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)