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2013/1/6 10:19

创新管理方式 解决频谱供需矛盾

人民邮电报  金耀星

截至2012年6月底,全球共有213个HSPA商用网络、95个LTE商用网络(其中FDD网络86个)。据欧文公司预测:到2016年年底,HSPA与LTE用户数将分别达到26亿和7.18亿。我国“十二五”规划也明确了LTE商用目标,并正在加快推进4G网络的试商用。

由于频谱的规划与分配一般应较频谱使用提前5年以上,世界各国尤其是发达国家的电信监管部门正在或计划向电信运营商分配相关的频谱资源,以期满足无线宽带网络的发展需求。

相对于码号等资源来说,频谱资源是物理的、有限的、不可再生的稀缺资源。由于“无线的带宽是有限的”,移动通信需求的急速增长正在与有限的频谱资源形成尖锐矛盾。

从欧美等国的实践看,为鼓励频谱有效利用,虽然采用了拍卖、选秀(主要考虑服务质量的承诺、网络部署的进度、技术创新等要素)、业务与技术中立(将业务与技术体制的选择权交给企业)、统一频谱(减少差异)、允许频谱交易、监控空闲与低效频段等频谱管理模式。但总体来说,传统的频谱分配方式是不可持续的即不能满足未来的频谱需求。

在改变频谱资源管理观念、实现频谱管理跨越式发展、促进经济的高速增长以及创新等方面,目前正在国外兴起的频谱动态共享管理创新模式,以及利用模拟电视数字化释放的“数字红利频谱”的政策走向,值得国内参考。

供需矛盾:流量增长远超预期 频谱缺口或达700MHz

移动通信流量的爆发式增长远超预期。2007年世界无线电大会(WRC-07)上公布的一份对2020年的预测报告称,2015年以前,世界大部分地区的语音流量将持续占主导地位。然而,事实是2008年后智能移动终端的爆炸式发展加上3G、HSPA/HSPA+、LTE移动宽带网络的相互促进,2010年移动数据流量即已超过了移动语音流量,比国际电联(ITU)的预测整整提前了5年。根据ITU-R的预测,2010年移动数据总流量为1000PB,而实际是7000PB,是预测的7倍。

近4年来,智能终端与移动数据流量每年均递增100%左右,预计未来5年还将再增7倍。据统计,智能手机产生的流量大约是非智能手机的60倍,而平板电脑则是非智能手机的500倍!到2020年,移动设备的数量将从目前的50亿发展到500亿。

社会对频谱资源的需求达到了前所未有的强烈。鉴于云服务、多媒体内容共享、社交网络视频点播、视频通话等应用的发展,并在考虑未来LTE对频谱的有效利用以及现有网络建设与管理技术的条件下,美国联邦通信委员会(FCC)预测,到2020年,在已分配频谱资源的基础上,缺口为500MHz,而ITU的预测则为700MHz。为此,2010年美国总统奥巴马发表了题为“释放无线宽带革命”的总统备忘录,要求美国政府于10年内在保证国家和公众安全的前提下,增加500MHz可用频率。

如果频谱资源的供应不增加,则为了满足对移动宽带的需求,就需要增大无线基站的布局密度,而后者会极大地增加运营商的建设成本。在有些热点地区,事实上是无法实现的。

相对于需求的发展,频谱规划严重滞后。由于频谱规划需要一定的周期,2012年WRC会议提出利用3年时间编制2015~2020年的频谱规划方案,提交2015年WRC会议讨论。

同时,国外有研究表明:传统的频谱资源管理方式,将难以满足快速发展的频谱资源需求。

解决方式:动态分享提高效率 红利频谱潜力巨大

——动态频谱分享模式

2012年7月20日,美国总统科技顾问小组(PCAST) 向奥巴马总统提交的一份报告指出,对频谱予以清理、拍卖的传统做法成本高耗时长,是不可持续的。

该报告建议,应充分利用频谱动态共享技术,改变细分、独占的频谱划分模式,将频谱划分成较宽的、便于共享的频带(blocks);充分利用小蜂窝、频率感知等技术;同时关注发射设备和接收设备的技术标准;改变全国性、长久性频谱牌照的单一主体获取模式,试行短期的、小额的频谱牌照,以大大扩大频谱资源获取主体的数量,鼓励大规模创新;政府要改变从频谱拍卖中获取收入的观念(事实上美国政府目前整体频谱拍卖收入趋近于零),应从释放大量频谱后经济总量的高速增长中获得收益;并建立审核与激励机制,启动试点项目、试点城市与试点服务,使得频谱的供给满足甚至超越频谱的需求,以促进经济的高速增长和技术创新。

该报告设想,采用上述频谱动态共享机制,有效带宽可望增加1000MHz,远大于500MHz的增量需求。美国有望建成世界上第一个“共享频谱高速公路”。

该报告建议的目标是具有长期性的,完成上述频谱管理体制的转变至少需要大约20年,但据称在1~3年内即可验证其政策与技术的有效性(验证频段为3550MHz~3650MHz)。

虽然该报告并没有运营商、设备制造商以及芯片厂商的深度参与,存在一定的争议,但其提出的问题以及建议依然是富有建设性的。

——数字红利频谱

所谓数字红利(Digital Divident)频谱是指由模拟电视的数字化改造所释放的低频优质频段,亚太地区的数字红利频谱范围大致是698MHz~806MHz(简称“红利频谱”或“700MHz”)。据GSMA的研究,如政府将红利频谱用于移动宽带,则到2020年,亚太地区的GDP将增加近7300亿美元,税收将增加1300多亿美元。

由于700MHz良好的低频绕射性能,对于移动通信的广覆盖、低成本、终端高速运动极为有利,被认为是在偏远地区铺设移动宽带网以及室内分布系统的好选择。在部分国家(如德国),LTE是从农村先开始发展的。充分利用红利频谱,将极大地降低无线宽带建设成本和社会成本。

迄今已有美国、澳大利亚以及欧盟国家等10多个国家完成了模拟电视数字化。2011年美国出台的《无线宽带计划》,明确将红利频谱分配给无线宽带使用;欧盟要求各个成员国2012年起全部实现从模拟电视向数字电视的转换,并释放红利频谱用于无线宽带。

据有关专家统计,目前我国数字红利频谱的实际利用率仅不到10%,这与极为紧缺的频谱资源现状形成了强烈对比。

建言:充分利用频谱资源 促进经济高速增长

据统计,移动通信的渗透率每提高10%,对GDP的拉动作用将达到1.1%。要充分认识信息化在建设创新型社会和经济发展中的先导性和基础性作用以及频率资源作为建设“无所不在”网络的基础性作用。

要像关注土地资源一样充分关注频谱资源的闲置问题,尽快规划释放数字红利频谱,并将其作为国家宽带战略配套政策的一部分。在移动宽带急剧发展的今天,要充分认识频谱资源的闲置与土地资源的闲置一样,会产生昂贵的经济发展机会成本。应尽快将广电部门模拟转数字过程中释放出来的数字红利频谱用于移动宽带发展即尽快规划红利频谱,使之早日用于移动通信。尽快启动农村地区的无线宽带广覆盖以及远程教育、远程医疗等民生应用,以缩小城乡数字鸿沟。

实现频谱管理模式的跨越式发展,建立中国“共享频谱高速公路”。我国尚未施行频谱拍卖制度。从发达国家的经验看,频谱拍卖并不是最佳的更不是唯一的频谱发放模式。我们应充分利用后发优势,跟踪国外频谱管理的最新动态,开展相应的国际标准的研究与试点。在2015年的WRC会议(WRC-15)之前,完成未来4G时代有效的频谱规划。实现频谱管理模式的跨越式发展,使频谱供给满足甚至超越频谱需求,建立中国式的“共享频谱高速公路”。

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