5G时代频谱资源国际话语权的竞争浅析

何廷润，林鹏博

（1. 国家无线电频谱管理研究所，陕西 西安 710061；2. 总参信息化部驻西安地区军事代表室，陕西 西安 710068）

1 引言

2020年已成为全球公认的5G演进目标，而5G的成败决定于能否制定全球统一的5G标准，能否突破颠覆性的技术创新以及能否实现跨行业的深入合作，而同等重要的是能否获取更多的适用频谱资源的支持。鉴于移动通信发展历史中国际上争夺频谱资源话语权的斗争此起彼伏，因此关注和研究5G频谱资源国际话语权的掌控十分重要。

2 5G时代频谱资源的战略价值

2015年6月，国际电信联盟（ITU）正式公布5G命名为IMT-2020以及2020年完成5G标准的固化。同时也明确了5G的主要性能指标，包括5G网络将至少有20Gbps的速率，在1km2的范围内为超过100万台物联网设备提供超过100Mbps的平均数据传输速度。尤其是定义了5G的主要应用场景，包括增强版的移动宽带、大规模机器通信和高可靠、低时延通信3个关键方向。5G不仅要将端到端时延缩短到1ms，还要保障通信网络99.999%的可靠性。

移动通信发展的历史证明，每一次历史性的演进在为人类经济社会发展带来巨大动力的同时，也必然面对频谱利用技术和频谱资源开发的严峻挑战。因此，2015年世界无线电通信大会（WRC-15）的首要议题（1.1议题）确定为“审议为作为主要业务的移动业务做出附加频谱划分，并确定国际移动通信（IMT）的附加频段及相关规则条款，以促进地面移动宽带应用的发展”。总之，5G时代需要充足的频谱资源作为保障，而将移动宽带频谱划分及相关规则条款列为WRC-15的首位议题，并且先于5G标准的固化的安排，足显5G时代频谱资源的战略价值。

3 移动通信主导标准的频谱资源话语权 回顾

纵观世界移动通信发展史，与移动通信标准相伴而生的是对频谱资源配置话语权的争夺与控制，这同样反映了一个国家和地区的重大政治和经济利益。

上世纪九十年代初，美国是第一代模拟移动通信的霸主，当年摩托罗拉系统与装备风行全球，其频谱配置独享800/900MHz优质频段畅行无阻。之后，在第二代移动通信（2G）的标准之争中，欧洲结成同盟，最后取得第二代移动通信标准（GSM）的控制权，使欧洲在移动通信领域取得了巨大成功，GSM成为风靡全球的移动通信标准，也成为800/900MHz和1 800MHz优质频段的垄断者。与此相反，第一代非常强大的美国却渐渐式微，美国的CDMA标准几乎成为市场的陪衬，频谱配置也反映了同样规律。以我国为例，因为在频段选择上只能走跟随路线，在国际上基本没有话语权，我国在第二代移动通信频谱分配中，GSM在900MHz和1 800MHz频段共只获得150MHz频谱，而CDMA 仅在800MHz 频段分配了2 0MHz 频谱，两者之比为7.5:1。

本世纪初，进入了第三代移动通信（3G）时代，我国以T D-SCDMA 标准冲破了欧美长期把持的标准壁垒，成为在百年通信史上第一个由中国人提出并被国际所接受的系统性的通信标准。同时，经过艰苦努力也获得了部分频谱资源配置的主导权。我国为TDSCDMA在1 800MHz、2 100MHz和2 300MHz频段分配了155MHz频谱，开创了国际先例。

但是，围绕3G频谱话语权的斗争远未结束。当时，在国际频谱划分中，主要将TDD定位为FDD的补充，使TDD频谱分配一直处于弱势地位。在2007年世界无线电通信大会（WRC-07）之后，ITU累计为移动通信划分了约1 200MHz的频谱资源，其中在已经明确分配的约570MHz频谱中，FDD频谱为480MHz，分布在700—2 690MHz范围内；TDD分配只局限在1 900—1 920MHz、2 010—2 025MHz和2 570—2 620MHz的85 MHz 频段内，FDD 与TDD 己有频谱的比例约为6:1。更为严峻的是在低频段领域，ITU明确的1GHz以下用于IMT 的频段主要为450—470 MHz 和698—806/862MHz（数字红利频段）。当时，国际上针对450—470MHz的7种规划建议方案全部用于FDD。在698—806/862MHz频段，美国2008年初已完成了规划和拍卖，开始将部分频段用于FDD宽带移动业务，其频率规划已经被ITU草案接纳。欧洲在此频段也在推动基于美国的FDD规划方案，因此由于缺乏国际话语权，TD的低频段频谱一直处于空白状态，进一步拉大了与FDD的差距，形成了TD国际化的重大障碍。

另一场关于频谱话语权的争夺发生在TD 与WiMAX 之 间。在3 G 标 准（包 括GSM、CDMA 2000 和TD-SCDMA）固化7年后，2007年10月的世界无线通信大会全体会议上，在美国的压力下，无视存在反对意见而投票通过了美国WiMAX并列成为全球3G标准（TDD）。此前，WiMAX虽然己存在多年，但一直未获得ITU的频谱授权，使之徘徊在主流3G标准之外，因此WiMAX进入3G大家庭，首先意味着其加入了与TD在频谱资源领域的争夺，进而更是意味着与TD市场的竞争。当然，由于LTE的快速崛起与发展，导致了WiMAX后来寻求与TD融合的战略转型，但最终还是没有成功。总而言之，WiMAX缺乏频谱国际话语权是其失败的重要原因之一。

4G时代，频谱资源的稀缺问题更为凸显。从全球LTE的部署频段来看，LTE FDD商用网络主要部署频段为：1.8GHz（1 755—1 785MHz/1 850—1 880MHz）、2.6GHz（2 500—2 690MHz）、700MHz（699—716MHz、777—787MHz、1 930—1 990MHz）以及800MHz（832—862MHz），尤其是1.8GHz已成为全球运营商选择的主流频段。但T D-LTE 与3G 时代相比，其频谱资源话语权显著提升。2010年10月，我国发布了2.6GHz TDD频率规划，将IMT核心频段2 500—2690MHz共计190MHz带宽的频率资源规划为时分双工（TDD）方式的工作频率，供TD-LTE使用，在国际上取得先机。目前，亚太区域有多个国家在此频段已经部署TDD系统，2008年10月在我国的建议下，WP5D接受2 300—2 400MHz频段全频段划分给TDD系统的方案。从全球来看，TD-LTE的使用频段也主要集中在2.6GHz和2.3GHz。但是，在国内己在1H z 以下低频段和2 GHz 频段为FDD 规划了390 MHz 频率。规划的TDD 频段皆在2 GHz 及以上频段，己有155MHz，加上2.6GHz频段的190MHz频率共345MHz，与己规划的FDD频谱之比为1.1:1，极为接近。但在低频段领域，TD仍处于空白状态，与FDD相比有较大差距。以700MHz频谱为例，当前全球的发展节奏不一，划分标准多样，区域差异性较大。目前，全球采用700MHz频段b12、b13、b14、b17、b28和800MHz频段b20部署的FDD LTE网络达131张，占LTE部署总量的36.4%。

4 争夺5G频谱资源话语权

5G来临，新一轮频谱资源话语权之争又将上演。但是，与2G、3G和4G时代多标准竞争不同，5G时代形成全球统一标准已成共识。因此，5G时代主导权的竞争将主要涉及两个方面，一是5G标准制订过程中研究和提出技术路径（如5G空口、网络架构、频谱使用、基站实现等），在研究方向和研究重点方面拥有更多话语权；二是与国家战略利益相符的频谱资源配置话语权。

正如前述，5G时代频谱资源的需求将大幅增加，频谱资源供给将面临更严峻的挑战。因此，国际电信联盟（ITU）将为5G寻找新的频谱资源列为WRC-15大会的首要议题。5G重点考虑6GHz以下潜在候选频段（主要面向WRC-15），下一步将考虑6GHz以上高频段（面向WRC-19及以后）。WRC-15相关议题的国内研究小组对我国移动通信频谱需求进行了预测研究，至2020年我国仍需1 490—1 810MHz频谱资源。同时，针对5G大流量、高密度的需求，要有300MHz以上的连续频谱作为支持。我国认为最好在4GHz—6 GHz 频段内寻找到适合的频谱，同时为了在6 GHz以上频段开展频率规划研究工作，皆需要在WRC-15大会上积极争取。目前，我国拟向ITU提出新的适合频率为1 427—1 525MHz、3 300—3 400MHz、4 400—4 500MHz和4 800—4 990MHz，同时辅以2G/3G的零散频段，以及非授权频段等。

但是，争夺5G时代频谱资源话语权首先需要国家相关战略的支持。以美国为例，美国总统奥巴马于2010年发布了“释放无线宽带革命”计划，以总统指令的方式推行国家宽带战略。在此战略指导下，美国将提升频谱支持能力置于国家高度的战略之中，继而美国商务部发布《将500MHz频谱用于无线宽带的计划与时间表》，确定了大约2 200MHz候选频段、协调时间表以及相应的激励措施。2012年FCC发布《2012-2016年FCC战略规划》，目标之一就是频谱资源效益最大化，其子目标是：制定与执行灵活的以市场为导向的频谱资源分配政策，提高频谱资源利用率。同年7月，美国总统科技顾问小组（PCAST）向奥巴马总统提交了1 000MHz（2 700—3 700MHz）的宽带频谱共享报告，建议改变细分、独占的频谱划分模式，建立大带宽、微小区的频谱共享结构。在上述战略支持下，美国在过去5年中已经释放的授权和非授权商用无线通信频谱达245 MHz。其中，已经释放了3 550—3 650MHz频段的100MHz频谱，2 000—2 020MHz和2 180—2 200MHz频段（AWS-4）的40MHz频谱，以及1 695—1 710MHz、1 755—1 780MHz和2 155—2 180MHz频段（AWS-3）的65MHz频谱，并预计未来五年仍将释放大约同等数量的频谱。在我国，2013年8月国务院发布了《“宽带中国”战略及实施方案的通知》，明确提出“尽快研究确定国家宽带无线发展各阶段的频谱需求，梳理无线频谱分布和利用状况。加快研究频谱规划方案，制定频谱中长期规划，明确无线频谱综合利用的时间表和路线图。”但是，至今我国频谱路线图仍无明显进展。

其次，国家立法的保障。以美国为例，早在2009年1月美国众议院通过的《2009美国复苏与再投资法案》中，就指示FCC制定一份国家宽带计划，在未来十年使频谱分配和使用具有更大的透明度。2010年6月，奥巴马总统签署了《释放无线宽带革命》备忘录，要求在未来10年内将500MHz频谱转用于移动无线宽带。由上可见，美国宽带战略频谱路线图是以国会立法和总统签署频谱法令为基石而逐步推进与落实，也为频谱路线图实施中的利益协调奠定了法律基础。在我国，宽带战略发布己近两年，不但关于频谱立法方面依旧空白，而且己颁布22年的《中华人民共和国无线电管理条例》的修订版也遥遥无期，缺乏立法支持的频谱战略难以出台。

再次，5G频谱规划将涉及大量军民频谱协调。以美国为例，美国商务部发布《将500 MHz 频谱用于无线宽带的计划与时间表》报告中，确定了大约2 200MHz候选频段。其中，涉及联邦政府使用的频谱1 473.9MHz，占候选频谱总量的65%。在联邦政府使用的频谱中，涉及美军用频1 373.9MHz，占候选频谱总量的60.7%。在这些美军用频中包含了如远程空中监视和航程空中交通管制、高功率远程监视雷达、空地视频遥测、航空遥测、空中战斗训练系统、战术无线电中继、战术点对点通信系统、制导武器系统和机器人控制、空军卫星控制网络和卫星地面链路子系统、对空监视和精密进场雷达、固定&移动通信等业务用频。以上用频目标的调整，将涉及美国从总部到各军兵种的方方面面，更是对美国政府强势介入频谱资源军民协调的严峻考验。

由此可见，在美国推进无线宽带战略中，美军频谱资源受到的冲击最大，也对美国军民频谱协调提出了更加严峻的挑战。正如2014年初美国防部发布新的电磁频谱管理战略计划所确认，军方需要采取积极主动措施来保护军用无线电频谱不被蚕食，以保持军队完成其作战任务所需要频谱支持能力不被削弱。

综上，在5G频谱资源话语权的争夺中，我国尚有大量的基础工作需要弥补和加强，而且更需要国家战略层面的支持。

5 结束语

进入5G时代，我国己形成强大的标准与技术团队，并与欧盟、日韩等国协同，成为5G标准的主要力量。但是，在5G频谱资源领域，我国仍处于弱势地位，如果不能在国家频谱立法、国家频谱路线图和频谱管理与支持能力建设方面急起直追，我国将面临丧失争夺5G频谱资源话语权的风险。

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