用户日益增长的无线通信需求与有限的无线频率资源间的矛盾持续加大，如何解决频谱紧缺问题成为全球运营商共同的命题。有效利用零散频谱，以便最大化提升频谱利用率的方法值得探讨。

　　尽管相比3G系统，未来4G(IMT-Advanced)系统的频谱资源利用率有了很大提高，但用户日益增长的无线通信需求与有限的无线频率资源之间的矛盾依然持续加大，这已成为摆在全球移动运营商面前的共同的命题。

　　特别对于中国移动，目前已拥有全球最多的用户，随着用户需求的增长，已分配频谱将不能满足需求。专家指出，未来中国移动将面临频谱短缺的问题。

　　发展用户、升级技术，都要建立在相对充裕的频率资源的基础上，针对这一决定产业发展进程的关键问题，中国移动研究院已开展了一系列研究和测试工作。《通信产业报》(网)记者了解到，中国移动研究院无线技术研究所近期根据4G要求，针对三种典型场景在北京市选取了三个测量地点，实地测量了北京地区典型场景的频谱占用度。

　　三类场景频谱测试

　　部分国家及地区的测量结果表明，由于采用固定频谱分配方式，许多已分配频段的实际利用率很低，与频谱短缺的现象形成矛盾。为缓解、解决频谱短缺，未来需要在部分频段上改变传统的固定频谱分配方式，采用动态频谱分配。而开展全面、细致的频谱测量工作是制定动态频谱分配的相关频谱管理政策的基础，这正是北京地区频谱占用度测试项目的出发点。

　　北邮信息网络中心地处北三环，周围多高校，人流量较大；雍和宫诺西网络中心地处北二环雍和宫附近，地势较开阔，人流量不大；昌平北邮宏福校地处昌平，周围主要是农业用地，人口密度稀疏；中国移动研究院选择了这三个分别代表密集城区、城区、郊区三类场景的地点进行测试。

　　据中国移动研究院无线技术研究所专家向记者介绍，本次测试在每个测试地点，对七个频段进行了每天24小时、持续一周以上的测量。测量方法为功率测量法。频点占用度可通过连续测量某个频点一段时间，频点上的瞬时信号功率超过门限的时间占总测量时间的百分比计算。为描述整个频段的占用程度，本次测量采用频段占用度描述，即将频段内的所有频点占用度的平均值作为该频段的占用度。

　　“功率测量法简单易行，但灵敏度不高，会影响一些频段的测量结果。”上述专家举例说明：例如在GSM上行频段上，由于终端的发射功率较小且天线架设位置较高，不易测到终端信号，因此测得的上行频段占用度很低。为准确测量上行频段占用度，需要使用灵敏度更高的测量方法。而对于CDMA系统，则需要在信号解扩之后再进行测量。

大多频段占用度低于5%

　　测量结果表明，已分配频谱的总体利用率很低，大部分频段的占用度低于5%，有些频段甚至完全空闲。同时，频谱实际使用情况在频率、时间、地理位置上呈现高度的不均衡性。

　　密集城区一周频段占用度的测试结果显示，占用度较高的频率主要集中在410-954MHz频段，GSM下行频段占用度最高，广播频段、集群系统下行和ISM频段次之，其他频段的占用度则极低。其中GSM频段资源块的占用度明显高于广播频段。GSM频段占用度大于0.1的资源块约占总数的62%，广播频段占用度大于0.1的约为8%。

　　此外，频谱占用也随时间而变化，例如密集城区一天内广播频段的频点占用度方面，部分频段在夜间基本未被使用，部分频段在24小时内占用度都很低，有较大占用空白。

　　而对比三个典型场景，在GSM下行频段，北邮明光村校区和雍和宫的占用度高于北邮宏福校区。而在集群通信下行频段，雍和宫的占用度则明显高于北邮明光村校区和北邮宏福校区。虽然三个测量地点在470-806MHz频段的频段占用度相当，但频点占用图显示频段内的占用度差异很大。密集城区测量点的频点占用度明显高于城区测量点。这是因为前者离北京电视台的广播站很近。

　　关注动态频谱分配技术

　　对北京地区典型场景的频谱占用度的实地测量，使中国移动掌握了国内各频段实际占用的基本情况，并支撑了其开展后续的动态频谱分配的相关研究。“但此次工作仅对部分频段、部分典型场景中的部分地点做了测量和分析。为全面掌握我国频谱使用状况，给主管部门制定动态频谱分配的相关政策提供技术支撑，后续还需开展大量、细致的频谱测量及管理政策研究工作。”参与测试的专家向记者表示。

　　如何解决频谱短缺问题，同时增强我国通信企业参与并引领下一代无线通信系统的标准化和产业化的能力，事实上早已成为我国通信业界重点关注的问题。我国的“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项中也包含了对这一关键技术的探讨，例如“IMT-Advanced频谱聚合技术研发”分项，即针对4G可用频段资源上存在非对称频谱、跨频带离散频谱资源等频谱分布现状，要求研究单位实现自适应频谱感知、动态频谱管理等高效频谱聚合技术，提高4G系统的频谱资源利用效率，完成频谱聚合技术的评估验证平台，并向国家无线电管理部门和ITU等组织提供4G频谱分配及使用的建议。

　　清华大学信息科学与技术国家实验室副主任王京向记者指出，“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项基本涵盖了LTE/LTE+的技术创新点，更多的新兴技术将有效优化无线移动通信系统性能。“例如频谱聚合技术将提高系统的频谱利用率，该技术将针对运营商拥有2G、3G、4G多频段离散频谱资源的现状，打包使用零散频段，尤其可以自适应动态调整非对称频谱使用，例如某一频段可以合用于TD-LTE和LTEFDD的下行传输，类似这样的技术将更加缩小TD-LTE和LTEFDD的差异性。”王京表示。

　　链接　动态频谱资源管理技术

　　动态频谱资源管理包括频谱分析、频谱决策、频谱监视、频谱搬移和频谱共享等方面。频谱分析主要完成对“频谱空洞”的时间分布特性、占用带宽、噪声电平等信号特征的分析和对新信号的调制识别、信号参数测量等，以便进行后续解调解码和协议分析；频谱决策是指在完成频谱扫描和频谱分析的基础上，根据服务质量(QoS）要求，为当前传输选择适合的运行频段，确定通信载频、通信体制、通信参数和发射电平；频谱监视是指双方在建立通信后，就要对该通信信道进行不间断检测，一旦发现有外部信号存在(该外部信号可能是授权用户信号，也可能是干扰信号)，立即进行频谱搬移，主动让出该信道，并寻找新的“频谱空洞”分配，建立通信；频谱移动是指认知无线电用户根据检测出的可用频谱情况切换运行频率；频谱共享主要是解决多个认知用户间如何不冲突地选择频谱从而保证频谱利用率最大化。(江苏泰州市无线电管理办公室 刘浏 窦沛沛)