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突破频谱“瓶颈” LTE或受益“数字红利”


作者:赛迪网-通信产业报 来源:RFID世界网 2009-04-14 08:27:22

摘要:在2011年世界无线电通信大会(WRC-11)到来之前,针对如何提高频谱资源利用率和实现频谱资源的“精细化”管理,各国正在紧张备战。

关键词:700MHz[1篇]  频段[30篇]  UHF[211篇]  超宽带([0篇]  UWB[39篇]  Wi-Fi[106篇]  

  面对3G和未来3G+、甚至4G,中国面临着800MHz的频谱“缺口”,在各国对频谱争夺日趋激烈的今天,如何最大化地有效利用现有频谱?创新相关技术?  

  从3G、3G+到4G,无线宽带移动技术的飞速跨越正日益受到频谱资源紧缺的挑战。无线电管理局副局长谢飞波此前在公开场合指出,在最新颁布的物权法中,无线电频谱资源已经与土地、矿山、森林等共同被列为最重要的国家战略性资源。  

  各国对频谱资源需求的争夺日趋激烈。以上一届世界无线电通信大会为例,工业和信息化部通信科技委副主任、中国国家无线电频率规划专家咨询委员会主任陈如明给出记者一系列数字:在2007年10月举办的WRC-07大会历时四周,共有160多个国家地区的3000多名代表参加,就28个议题进行了1100多次会议激烈辩论和艰巨的谈判、妥协和折衷,才最终取得较满意结果。“WRC-07的一个突出特点是对无线电频率资源争夺异常激烈,尤其是对包括TD-SCDMA所需频率的IMT全球频率划分的1.4议题,吸引了三分之一的与会者积极参加,可见各国对IMT全球频率的关注程度。”陈如明表示。  
  在2011年世界无线电通信大会(WRC-11)到来之前,针对如何提高频谱资源利用率和实现频谱资源的“精细化”管理,各国正在紧张备战。  

突破频谱“瓶颈”  

  我国预测研究结果表明,除已规划的505MHz频率资源以外,到2020年,为满足未来移动通信发展的需求,我国移动通信无线电频谱资源还额外需要约800MHz。而WRC-07将450-470MHz、698-790MHz、2300-2400MHz和3400-3600MHz共412MHz附加频谱资源确定为全球或国家IMT使用频段,与800MHz相比尚存频谱缺口。  

  此外,国家无线电监测中心频谱工程处处长周兴国指出,在我国,450-470MHz是大量专用对讲机系统使用频段;698-790MHz是广播电视主用频段,中国规划在2015年后启用;2300-2400MHz已规划为3GTDD使用频段;3400-3600MHz是固定卫星业务的扩展频段,尚需研究与固定卫星系统兼容共存问题。因此,对于ITU新增的412MHz附加频谱资源,扣除已在3G系统考虑之内的2300-2400MHz,中国仅增加了312MHz,再考虑我国实际频率使用情况,有限的无线电频谱资源极有可能成为未来移动通信系统发展的瓶颈。  

  与此同时,无线电频率资源划分呈现出新趋势。无线电管理局局长张胜利分析指出,WRC-07体现了世界无线电频率资源划分的六大矛盾:一是地面业务与空间业务之间频谱资源争夺的矛盾,对我国来说二者同等重要,应均衡发展;二是发达国家与发展中国家在频率资源占用方面的矛盾;三是国际区域之间频谱资源如何利用的矛盾;四是国家与国家之间频谱资源使用的矛盾;五是相邻国家如何消除相互干扰,更好地使用频谱资源的矛盾;六是国内各个业务部门之间频谱资源使用的矛盾。  

  如何最有效地利用有限的资源,同时开发新的资源,成为无线电频谱领域的重要课题。WRC-11将讨论涉及电信、广电等领域的33项议题,为气象卫星、航空移动、水上通信、无线电定位等无线电应用新增业务使用频段。目前,无线电管理局按照WRC-11议程草案,已确立了国内大会准备工作框架和队伍。  

共存共用成趋势  

  据悉,WRC-11将主要就固定业务、移动业务和广播业务之间的业务融合与重新定义展开讨论,并调整国际频谱规则的整体框架。同时,由于无线电频谱中的低频段已非常拥挤,未来的无线电频率开发正向高频段发展,这一趋势在WRC-11的议题上也得以体现。此外,未来移动通信论坛预计,频谱共用将成为重点议题,包括4G与原有3G系统的关系如何,如何解决IMT与固定卫星系统、广播系统甚至雷达系统等的共用问题。  

  目前,我国正在进行电视系统数字化进程,由于引入了数字电视广播,UHF(700MHz)频段可以被大量空闲出来。为有效利用UHF频段进行无线通信,同时不影响现有广播电视业务,动态利用UHF并实现无线通信系统与广播电视系统的共存成为目标。而对于3400-3600MHz,由于历史上该频段一直用于卫星和微波系统共用,在应用于IMT系统时,系统间的兼容技术还存在众多难点。  

  兼职未来移动通信论坛第三工作组组长的周兴国指出,移动通信系统的技术发展趋势应与其他业务系统兼容共存,有效利用无线电频谱资源的要求包括,更高的频谱利用率指标,可在任意可用频段内部署实施,支持可变信道带宽性能,具备与现存业务系统兼容共存使用频谱的能力,应用非对称频谱的能力,以及灵活调整双工间隔能力。实现这些要求的新技术也已在业内进行了初步探讨与研究,如无线电频率兼容共存技术、动态频谱分配技术、灵活频谱应用技术、软件无线电(SDR)与感知无线电(CR)技术、超宽带()系统技术。  

  此外,相对UWB以超宽带共用频谱资源实施宽带高速视频连接,超窄带(UNB)通信具备极高的频谱利用效率,并可在任何闲置的窄频谱缝隙传输宽带高速音视频信息,具有独特的资源管理与市场应用诱惑力,相应频谱资源的规划支持正在积极展开。陈如明向记者举例,除原有使用/试验的频段(如13.56kHz、433kHz、910MHz、2.4GHz、5.8GHz)外,我国又新规划了840-845MHz(国内自主创新应用)及920-925MHz(国际化应用)这一UHF(超高频)频段作RFID应用;对UWB亦完成了新的频率规划,主用频带为4.2-4.8GHz及6.0-9.0GHz。对于4.2-4.8GHz频段,到2010年12月31日前,UWB无线电发射设备的全向辐射功率限值可以为-41dBm/MHz,此后,该频段的UWB设备必须采用干扰感知检测与干扰避让(DAA,DetectionAndAvoidance)等干扰缓解技术,以达到-70dBm/MHz规定限值要求,该技术的有效性应得到国家无线电管理机构的认定。  

LTE能否受益“数字红利”频段?  

  从2008年全球电信行业发展看,海外频率管制呈现自由化趋势。以“数字红利”(指模拟电视转换成数字电视后所空出的470-862MHz频段)为例:较低频段可实现更佳的覆盖和楼内穿透性,满足众多运营商的要求,由于现有和新增的移动宽带网络正快速地消耗着目前所分配的频段,同时运营商也迫切需要为广大农村地区提供覆盖连接,因此,“数字红利”被美国、欧洲等全球运营商视为宝贵的资源。  

  在北美,在历经65天、261轮的拍卖后,美国700MHz频率拍卖尘埃落定,拍卖总额195.92亿美元中,美国最大的两家电信运营商Verizon和AT&T共出价160亿美元。但参与竞拍的Google更引人注目。在出价46亿美元达到美国联邦通信委员会(FCC)的底价后未再出价,“输”给了Verizon。拍卖结果使美国未来电信市场格局的变数大为减少,竞争格局变化不大。FCC原期望电信运营商之外的公司能竞拍得到频率并在全国范围内提供宽带无线服务,在DSL和有线电视网络之外建立第三条宽带管道。  

  虽然消费者的选择余地未能明显增加,但Google等互联网公司在拍卖前的游说将起到一定效果,因为按照拍卖规则,部分全国频段竞拍获胜者必须面向所有设备和软件应用开放网络,之后AT&T和Verizon纷纷公布了网络开放计划,允许各方手机在它们的网络中使用,而非局限于运营商选定的手机。  

  在欧洲,“数字红利”频段包含当前790-862MHz间的电视频段,该频段有望在2009-2012年期间进行拍卖,而这正与移动运营商计划部署LTE的时间不谋而合。而部分厂商的低频段LTE产品也已面世,如去年年底,在摩托罗拉实验室和位于伊利诺斯州中部的一处户外,基于摩托罗拉LTE无线实验网和LTEeNode-B平台,通过LTE原型终端设备,摩托罗拉实现了业内首次在700MHz频段的LTE空中接口数据通话。  

  英国电信管制机构Ofcom已表示,在拍卖“数字红利”的问题上,英国将和其他欧盟国家保持一致。重新分配频段的费用预计将达9000万英镑至2亿英镑,此次变动使得频谱拍卖延期,原计划将在今年利用新释放频段推出的各项服务也被迫将推出时间顺延至2010年。此外,英国政府还建议包括网络运营商在内的行业企业应共同促成一系列交易,以重新分配2G频谱,并将其用于发展移动宽带和图像等3G业务。  

  此外,白色信道也引人注意。白色信道即未授权频率,利用传统电视频道之间预留的防干扰的频率资源,随着美国电视服务数字化,将有更多的间隙频率资源被解放出来。Google、微软等公司组成白色信道联盟,采用认知无线电等防干扰技术,其样机已提交FCC的实验室进行过多次测试。使用白色空间信道接入互联网比Wi-Fi更为稳定。因为白色信道所在频段较低,比目前免牌照的WiFi所在的2GHz频段传播效果好得多,只需原Wi-Fi的AP数量的四分之一到五分之一,因此这会极大地减少网络建设的成本,并且还能使连接速度提高不少。该决定将引发新一代产品的使用,“第二WiFi”有望诞生。  

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