寬帶無線業(yè)務(wù)快速發(fā)展 頻率供需矛盾日益突出
近3年來移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)高速增長趨勢，截至2015年6月底全球移動用戶達(dá)72億戶,，移動用戶滲透率達(dá)99%,；2015年第二季度全球移動數(shù)據(jù)流量增長15%，與2014年同期相比增長55%,。特別是4G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署,，截至2015年第二季度LTE用戶已達(dá)7.4億戶。隨著寬帶無線業(yè)務(wù)的快速增長,，對頻率資源的需求大幅增加,，根據(jù)ITU預(yù)測，2020年國際移動通信（IMT）頻率需求將達(dá)到1340MHz~1960MHz,，我國2020年移動通信頻率需求為1490MHz~1810MHz,。未來頻率資源的供需矛盾將非常突出。
頻率共享是解決供需矛盾的重要手段
頻譜資源作為一種稀缺資源是無線電通信的基礎(chǔ),，頻率供給不足將影響各類無線電業(yè)務(wù)的發(fā)展,。目前全球6GHz以下的絕大部分頻率已分配給多個(gè)無線電業(yè)務(wù)使用，隨著寬帶無線業(yè)務(wù)頻率需求的增加,，除了為IMT規(guī)劃更高頻段資源外,，一個(gè)重要的方向就是加強(qiáng)已分配頻率的高效使用。而頻率資源具有時(shí)間、空間等多維度屬性,，加強(qiáng)頻率資源在時(shí)間和空間等維度的共享使用成為解決供需矛盾的重要手段,。
——認(rèn)知無線電等頻率動態(tài)使用技術(shù)使頻率動態(tài)共享成為可能
自2000年起，學(xué)術(shù)界就開展了以認(rèn)知無線電（CRS）為代表的動態(tài)頻率使用技術(shù)研究,。目標(biāo)是研制出一種智能無線通信系統(tǒng),，能夠感知外界環(huán)境，通過實(shí)時(shí)改變傳輸功率,、載波頻率和調(diào)制方式等系統(tǒng)參數(shù),，高效使用空閑的頻率資源。經(jīng)過十多年的研究,，動態(tài)頻率使用的關(guān)鍵技術(shù)已有較大進(jìn)展,。在2012年的世界無線電通信大會上各國圍繞CRS開展了熱烈的討論�,？紤]到技術(shù)成熟度,、頻率原有用戶保護(hù)以及業(yè)務(wù)模式等問題，目前各國還沒有大規(guī)模使用認(rèn)知無線電系統(tǒng),，但部分國家基于CRS理念在一些頻段開展了頻率動態(tài)共享,。
——免許可頻段的廣泛應(yīng)用體現(xiàn)了頻率共享的巨大潛力
免許可頻段使用是頻率共享的典型模式。全球各國為工業(yè),、科學(xué)研究和醫(yī)療規(guī)劃了多個(gè)免許可證頻段,，開放給不同無線通信系統(tǒng)共享。以2.4GHz頻段為例,，WLAN,、藍(lán)牙、ZigBee和RFID等多個(gè)無線通信系統(tǒng)和技術(shù)共享該頻段,。2.4GHz頻段已成為全球利用率很高的頻段之一,。截至2014年全球僅運(yùn)營商部署的WLAN熱點(diǎn)就超過7100萬個(gè)，根據(jù)思科的統(tǒng)計(jì),，2014年全球移動終端流量的45%分流到WLAN網(wǎng)絡(luò),。截至2014年9月我國運(yùn)營商部署的WLAN公共熱點(diǎn)達(dá)602萬個(gè)，主要使用2.4GHz和5.8GHz頻段共208.5MHz頻率,，分流近50%的智能終端流量,。免許可頻段的高效使用充分說明頻率共享的巨大潛力。
——低效利用頻段成為頻率共享的候選頻段
從資源利用效率角度出發(fā),，低效利用頻段是頻率共享的重要候選頻段,。由于技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用模式的差異性，部分無線電業(yè)務(wù)只在局部區(qū)域使用,，導(dǎo)致頻率在時(shí)間和空間等維度的利用效率較低,。2014年歐盟通過對24個(gè)國家400MHz~6GHz頻段開展頻率清查,，發(fā)現(xiàn)了八段低效使用頻率，其中部分頻段將以共享方式進(jìn)行部署使用,。美國計(jì)劃拿出低效使用的政府所屬頻率,，以共享方式用于其他無線電業(yè)務(wù)。
多個(gè)國家積極推動頻譜共享的部署使用
隨著頻率供需矛盾的日益突出,，傳統(tǒng)的頻率獨(dú)享使用模式顯現(xiàn)出其弊端,，多個(gè)國家正在積極推動各類頻率共享的部署使用。從2010年的電視白頻譜到近期2.3GHz,、3.5GHz頻段移動通信業(yè)務(wù)與其他業(yè)務(wù)動態(tài)共享,，都顯示出各國試圖通過頻率共享的方式減小頻率供給壓力。
——部分國家開展了電視白頻譜的共享使用
為了充分利用空閑的廣播電視頻段（電視白頻譜,，TVWS）,，部分國家采用基于地理數(shù)據(jù)庫的認(rèn)知無線電技術(shù)開展了廣播電視業(yè)務(wù)和無線通信業(yè)務(wù)的頻率共享。IEEE針對TVWS制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)802.11af,。2010年美國FCC明確了電視白頻譜的使用規(guī)定,，無線通信設(shè)備以免許可方式使用TVWS，但需要連接到授權(quán)數(shù)據(jù)庫報(bào)告其使用位置,，獲取可用信道,。隨后加拿大、新加坡,、英國和新西蘭等國家也制定了各自TVWS的規(guī)定，通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)TVWS的不同區(qū)域多個(gè)業(yè)務(wù)共享,。目前TVWS主要用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的寬帶接入,。
——美國推進(jìn)頻率高速公路計(jì)劃，加強(qiáng)3.5GHz頻段的共享使用
2009年美國的國家寬帶戰(zhàn)略中就提出要為寬帶無線通信釋放500MHz的頻率資源,。在后續(xù)執(zhí)行過程中,，F(xiàn)CC及NTIA發(fā)現(xiàn)為移動通信分配獨(dú)享的頻率資源難度較大。2012年7月,，美國總統(tǒng)科技顧問委員會（PCAST）公布了關(guān)于發(fā)揮國家頻譜的全部潛能以刺激經(jīng)濟(jì)增長的報(bào)告,。報(bào)告提出建立頻譜高速公路，支持通過共享方式高效利用政府所屬的頻譜,，建議確定1000MHz的頻譜采用區(qū)塊劃分與其他行業(yè)實(shí)現(xiàn)共享,。根據(jù)PCAST建議，F(xiàn)CC計(jì)劃在3.5GHz頻段的3650MHz~3700MHz開展移動網(wǎng)絡(luò)和國防系統(tǒng)的頻率共享,。FCC提出三個(gè)層面的接入形式,，包括原有用戶接入、受保護(hù)的接入（也稱作優(yōu)先接入）和通用授權(quán)接入（GAA）,。FCC根據(jù)3.5GHz頻道已有的軍用系統(tǒng)劃定了禁用區(qū)域,，要求運(yùn)營商采用小蜂窩的方式,，基于FCC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的共享框架開展頻率共享。3.5GHz共享價(jià)值在于提升運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)容量,，特別是室內(nèi)場景的網(wǎng)絡(luò)承載能力,。
——歐盟在2.3GHz頻段采用LSA模式開展頻率共享
2014年歐洲郵電管理委員會（CEPT）開始研究LSA的管理框架以及在2300MHz~400MHz頻段上通過LSA發(fā)展無線寬帶應(yīng)用的可能性。歐盟委員會在其五年無線電頻譜政策計(jì)劃中提出要在歐盟范圍內(nèi)制定統(tǒng)一的頻譜共享計(jì)劃,，2.3GHz頻段是最優(yōu)先用于共享的頻段,。歐洲的2.3GHz頻段共享針對移動網(wǎng)絡(luò)和軍用系統(tǒng)。由于2.3GHz頻段內(nèi)原有用戶對頻段的使用特點(diǎn),，使得該頻段在地理和時(shí)間維度上出現(xiàn)頻譜空閑的情況,，運(yùn)營商可以通過協(xié)調(diào)動態(tài)地使用該頻段。在具體應(yīng)用場景當(dāng)中,，根據(jù)原有用戶使用情況劃分不同等級的共享區(qū)域,，運(yùn)營商采用宏蜂窩、微蜂窩,、皮蜂窩等形式使用2.3GHz頻段,。通過2.3GHz頻段的共享使用，一方面提升運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)容量和室內(nèi)覆蓋,，另一方面實(shí)現(xiàn)歐洲大陸同一頻段的移動漫游,。
加強(qiáng)我國頻率資源共享的思考
我國也在積極推進(jìn)頻率共享。2013年發(fā)布的“寬帶中國”戰(zhàn)略明確將頻率共用共享納入政策措施當(dāng)中,。2300MHz~2400MHz頻段雷達(dá)與移動通信的頻率共享,。但我國在動態(tài)頻率共享使用方面尚處于探索階段。隨著未來我國頻率供給壓力加大,，頻率共享也是解決我國頻率供需矛盾的重要手段之一,。需要積極跟蹤國外頻率共享的發(fā)展情況，加強(qiáng)頻率共享相關(guān)技術(shù)研究,，借鑒免許可頻段使用經(jīng)驗(yàn),，結(jié)合我國實(shí)際情況，從頻譜共享模式,、共享架構(gòu),，創(chuàng)新的頻譜共享技術(shù)以及頻譜共享過程中可能面臨的法律問題等幾個(gè)方面開展研究，在可能的頻段進(jìn)行頻譜動態(tài)共享探索,。
