兵马未动，频谱先行

王 坦

（国家无线电监测中心，北京 100037）

兵马未动，频谱先行

王 坦

（国家无线电监测中心，北京 100037）

日前，中国4G高调发牌，三大运营商一同上马TD-LTE，给全世界TD产业注入了一针强心剂。率先为TD-LTE分配频谱资源并发布牌照，体现了我国主导TD-LTE的雄心壮志。“兵马未动，粮草先行。”4G发牌尘埃尚未落定，5G的频谱战略研究已火速拉开帷幕。当下，频谱资源的战略地位日益凸显，供需矛盾愈演愈烈。

资源走俏，或成为5G发展核心问题

众所周知，频谱资源如同矿藏、森林、土地，是国家所有的战略性资源，是国家主权的体现，是推动国民经济发展、保障社会安全、实现社会各行业信息化的重要资源。从嫦娥探月、北斗定位、高铁控制、飞机导航、天气预报、广播电视、寻呼对讲，到抢险救灾、水上营救等，都离不开频谱资源的支撑承载。在军事方面，外军评论认为：“未来信息化战争中,电磁频谱将是一种无形的战斗力”，“21世纪将是电磁频谱战的时代”。

当前，世界发展格局正面临深刻变革。为抢占新时期经济、科技制高点，各国均以构建下一代信息基础设施为契机，出台频谱战略或计划。这是因为无线电频谱资源蕴涵的巨大经济价值已日益显现，仅以我国频谱产值为例，当前我国频谱直接产值已占GDP的3.5%，而间接产值保守估计已达15%。

频谱资源是推动移动通信与信息产业发展的核心资源。国际电信联盟（ITU）把为2020年移动通信寻找新的频谱资源，列为2015年世界无线电通信大会（WRC-15）的首要议题，并已经启动面向2020年以后的移动通信愿景研究。

业务量猛增是“祸首”

当前，国际国内移动通信研究者普遍认为，5G将存在巨大频谱供给缺口。究其根本原因，在于未来移动通信业务量所面临的爆炸式增长（见图1）。国际电联相关研究组报告显示，2020年世界范围内平均业务量，将是2011年的约40～80倍。

图1 移动业务量增长趋势

由于我国人口基数大、移动通信发展起步相对较晚，业界普遍认为流量增长速度将显著高于发达国家与国际平均水平。据中国通信标准化协会（CCSA）研究表明，我国2020年移动业务量相较2010年将提高约500～800倍。国家无线电监测中心（以下简称监测中心）基于运营商现网统计数据，通过灰度预测模型，也给出了500余倍的研究结论（注：灰色预测模型广泛应用于工业、社会、经济等领域，通过鉴别系统因素之间发展趋势的相异程度，寻找系统变动的规律，在业务量预测方面具有较好的适用性）。

面对未来“洪水猛兽”般的移动数据业务需求，一方面，需要从5G技术演进、网络建设等方面寻找出路；另一方面，还需要增加相应的频谱资源。后者往往被业界认为是最直接、最有效的手段。

各具特色，殊途同归

面向2020年的下一代移动通信，到底需要多少频谱？为了实现频谱资源的科学管理，需要对用频行业的需求做出合理估计，既要保障合理需求，又要避免盲目规划导致资源浪费。为移动通信预测频谱需求，既是解决当下问题的必要步骤，也可以为其他行业未来论证频谱需求工作提供参考。

在国际层面，专注于国际移动通信系统（IMT）研究的国际电联5D工作组（ITU-RWP5D）推出了一套建议方法，对世界范围的频谱需求进行了大体测算，并给出了1340～1960MHz的总量需求预测。此外，美国、俄罗斯、全球移动通信系统协会（GSMA）等国家和机构的有关部门也纷纷提出了自己的方法。

在我国，IMT的频谱需求预测也受到了广泛的关注，相关研究层出不穷。国际电联WRC-15议题国内研究团队表明，我国2020年频谱需求预测结论为1490～1810MHz，CCSA、工信部电信研究院等机构也开展了相关研究。大体上，这些研究主要基于国际方法的改进。

现有研究表明，纵观全国，频谱需求缺口最大的地区通常是城市热点地区。据此，为了更好地结合我国移动通信运营现状，由监测中心牵头，在IMT-2020（5G）推进组框架下，提出了一套适合我国国情的频谱需求测算方法。据悉，该方法收录于即将发布的《我国未来移动通信频谱需求测算白皮书（2020年）》中，测算结果大致为1350～1810MHz。

表1 各种预测方法对比

白皮书所提出的“基于热点地区的频谱需求测算方法”，相比现有方法，更“接地气”，其基于“频谱需求瓶颈在城区”的问题核心，抓住了矛盾的主要方面，通过选取频谱需求缺口突出的城市地区，使用我国运营商现网第一手数据来测算需求，有助于给出更加精确的需求“上限”。在该次测算中，选择了北京市最具代表性的地区之一——西单金融街地区作为样本，详细调研了近年来该地区运营商基站分布、忙时业务量等数据现状，进行了科学合理的测算。此外，该方法还具有延续性，可供我国运营商评估现有频谱使用情况、论证阶段频谱需求使用。

总的来说，各类频谱需求测算方法在建模上虽“各具特色”，在结论上，我国2020年总需求也大体与国际接轨，可谓“殊途同归”。现阶段，无线电管理部门为移动通信规划的频谱资源总计687MHz，已分配（含批复试验频率）共计约425MHz。按照上述研究结论，频谱需求赤字数量不可小觑。在各行业对频谱资源争夺日趋激烈的今天，这将给无线电管理部门的未来工作带来极大的挑战。

规绳矩墨，统筹规划

随着我国工业化和信息化融合不断加深，频谱供需矛盾日益凸显，为移动通信寻找可用频段的难度也在持续加大。日前，工业和信息化部发布了新版《中华人民共和国无线电频率划分规定》（以下简称《划分规定》），自2014年2月1日起施行。未来IMT候选频段的规划，需要满足以下原则：《划分规定》中已划分（或以脚注形式标示）给移动业务；依照无线电管理相关法规，充分保护同等地位现有业务的使用；能够进一步促进频谱资源高效、合理的利用等。

对此，监测中心将从以下三方面积极推进相关工作。在国内，与相关用频部门一起，研究中国使用国际已标示为IMT频谱的可能性，并着重对应用模式、频谱使用规划、业务间的兼容共存条件及协调程序等进行研究。在国际上，充分结合国内实际，提出自己的需求，同时积极关注WRC-15有关议题中所涉及的10余个候选频段，维护国家利益。在未来，针对6GHz以上的高频段，如6～7GHz，28GHz等频段，从使用状况、兼容性、频段特性等多角度论证分析，寻求潜在IMT频谱资源。

资源与技术，两条腿走路

“1000倍的流量增长、100倍的连接器件数目提升、10Gb/s的峰值速率、10～100Mb/s的用户体验速率保障、更小的时延和更高的可靠性、更高的频谱效率和能耗效率”，面对5G这些新的目标和需求增长点，依靠现有技术演进或革命性技术研发单打独斗，或将不再可行。更高频段、更大带宽、更灵活的频谱使用方式将成为未来移动通信发展的必然趋势。在解决技术问题的同时，妥善处理好资源总量与结构问题，谋篇布局，未雨绸缪，才是王道。面对新形势，作为频谱资源技术管理的“国家队”，监测中心将全面落实全国工业和信息化工作会议精神，进一步加强战略部署与规划、推动政策发展与标准建设，在全面跟踪研究5G关键技术的基础上，继续专注于IMT频谱需求与候选频段的研究工作，为推进两化深度融合、提升信息产业支撑能力以及5G的持续健康发展提供科学、合理、有效的保障。

泰克公司在集成方面实现重大突破

泰克公司日前推出MDO3000系列混合域示波器。作为包括频谱分析仪、逻辑分析仪、协议分析仪、任意函数发生器和数字万用表的终极集成示波器，MDO3000能够取代设计工作台上的各种昂贵和专用设备，提供对几乎全部嵌入式设计进行测试和调试所需的各种工具。此外，泰克MDO 3000是完全可定制的，使客户能够选择现在和以后需要的功能和性能。由于现代嵌入式设计的复杂性和无线技术的发展，为设计工程师配备高效调试和故障查除需要的所有工具变得越来越昂贵。MDO3000从根本上改变了这种情况，它提供了六种独立仪器的功能，避免了使用独立仪器的高昂成本。

“集成式多合一示波器在许多层面都极具吸引力”，泰克公司主流示波器总经理Dave Farrell表示，“除了节省成本，MDO 3000还能为工程师节省工作台空间，利用对多种仪器的相同基本控制来改善可用性，以及确保工程师需要的所有工具都在其眼前。如果您的示波器已经包含频谱分析仪和函数发生器，那么就不需要再寻找这些设备了。”

最新研究显示，逾25%的示波器用户现在每个星期都要多次使用频谱分析仪，超过40%的嵌入式设计项目都包括某种形式的无线功能。MDO3000系列带有集成频谱分析仪的示波器，设计工程师现在能够在同一台仪器上进行时域和频域分析。MDO3000混合域示波器具备一流的性能和特性，提供了使用单台仪器的方便性且并未影响性能。此外，在选择MDO3000系列示波器时，工程师可以从完成其项目需要的最低性能和功能等级的产品起步，然后在需要升级时立即进行现场升级。MDO3000集成了6种仪器、1台示波器，从而达到无限的用途。

同时，泰克还推出两款多通道电源，这两款电源带有GPIB接口，进一步丰富了吉时利的线性可编程直流电源产品线。通过GPIB接口，在研发和生产测试应用中，这两款电源可以更好地满足控制和通信灵活性的要求。2220G-30-1双通道电源和2230G-30-1三通道电源具有更高的输出精度和更低的价格。这些具有GPIB接口的稳压电源扩展了吉时利2200系列单通道、双通道和三通道电源产品线，是泰克公司众多测试测量仪器的补充。

博通推出5G Wi-Fi 2x2 MIMO

博通近日宣布推出业界首款应用于智能手机的5G Wi-Fi（802.11ac）2x2 MIMO单芯片解决方案（SoC）BCM 4354，以帮助制造商将现有1x1 MIMO智能手机的Wi-Fi性能提高一倍，并使无线应用的系统电源效率提高25%。2月24至27日，博通公司在西班牙巴塞罗那举行的世界移动通信大会（MWC）上展示了这款移动创新产品。

扬智助力船井机顶盒

商扬智科技近日宣布其支持ATSC地面电视广播标准的机顶盒芯片，成功导入日本消费电子商品公司船井电机机顶盒，此项合作方案可为墨西哥市场提供绝佳性价比的优质机顶盒产品，目前墨西哥全国共有2 700万收视户，而数字电视普及率仅为22%，预定2015年全国完成数字电视信号转换。