充分利用頻譜資源，推動專網(wǎng)通信發(fā)展

闞潤田 杜昊

【摘? 要】隨著新一輪科技革命的到來，特別是“大智移云”的涌現(xiàn)和行業(yè)專網(wǎng)逐步衍生出寬帶化的需求，專網(wǎng)通信對頻譜資源的需求越發(fā)旺盛，專網(wǎng)通信頻譜資源供需矛盾日益突出。為了更好地解決專網(wǎng)頻譜資源結(jié)構(gòu)性緊缺的問題，提出綜合考慮、統(tǒng)籌安排專網(wǎng)頻率使用規(guī)劃，利用多維空間滿足行業(yè)用頻需求，采用“共網(wǎng)建設(shè)模式”和利用公網(wǎng)資源解決專網(wǎng)頻率資源不足的問題。在專網(wǎng)頻率許可方面，提出采用行政和市場化兩種手段相結(jié)合的方式推動專網(wǎng)建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】專網(wǎng);頻譜資源;共網(wǎng)建設(shè)

中圖分類號：TN014

文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1006-1010（2019）03-0024-04

引用格式：闞潤田，杜昊. 充分利用頻譜資源，推動專網(wǎng)通信發(fā)展[J]. 移動通信， 2019，43（3）： 24-27.

[Abstract]?With the arrival of the new round of scientific and technical revolution， especially the emergence of "Big Data，Artificial Intelligence，Mobile Internet and Cloud Computing"， more spectrum resources for the private networks are required . In order to solve the problem of the structural shortage of spectrum resources for private networks， the viewpoints are proposed that to comprehensively allocate the spectrum for private networks， using multi-dimensional space to meet the demands of spectrum resources for certain industry， taking advantage of the mode of construction of common networks and using public network resources to solve the problem. In the aspect of frequency license for private networks， it is proposed to use the way of combining administrative approaches and marketization to promote the development of private networks.

[Key words]private networks; spectrum resources; construction of common networks

1? ?引言

《國家無線電管理規(guī)劃（2016-2020年）》中明確提出“無線電頻譜資源屬于國家所有，是具有重要戰(zhàn)略意義的稀缺資源”。當前隨著制造強國、網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)持續(xù)深入推進，以移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)與實體經(jīng)濟深度融合，信息通信的泛在化、寬帶化、移動化趨勢越發(fā)明顯。各種無線電業(yè)務(wù)和頻率臺站需求持續(xù)增長，無線電頻率資源結(jié)構(gòu)性緊缺問題日益突出，頻率規(guī)劃和調(diào)整難度越來越大。只有科學(xué)合理規(guī)劃頻率資源，利用先進技術(shù)提高頻譜利用率，才能滿足各行各業(yè)對頻譜資源的需求。

在專網(wǎng)通信領(lǐng)域，為了使專網(wǎng)通信有效滿足相關(guān)行業(yè)和單位的使用需求，一方面需要在現(xiàn)有頻譜規(guī)劃的基礎(chǔ)上統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、統(tǒng)一規(guī)劃，合理配置頻譜資源，最大限度地提高頻譜資源使用效率和效益，解決專網(wǎng)頻譜短缺的難題;另一方面需考慮利用公網(wǎng)資源解決專網(wǎng)通信帶寬不夠，頻率資源不足的問題。此外，提倡使用頻譜利用率更高的技術(shù)，通過優(yōu)化頻譜使用效率解決頻譜資源稀缺問題。

2? ?統(tǒng)籌規(guī)劃專網(wǎng)頻率

我國專網(wǎng)通信頻率使用規(guī)劃一般分為窄帶系統(tǒng)和寬帶系統(tǒng)。其中，窄帶系統(tǒng)頻率規(guī)劃包括350 MHz警用集群系統(tǒng)，800 MHz集群系統(tǒng)規(guī)劃用于政府、機場、石油、軌道交通等行業(yè)，其他如230 MHz數(shù)傳系統(tǒng)、150 MHz/400 MHz對講系統(tǒng)等，以上規(guī)劃都屬于窄帶專網(wǎng)。窄帶專網(wǎng)可以傳輸語音和數(shù)據(jù)，在公安、武警、鐵路、交通、機場、石油、電力等部門廣泛使用，具有很好的應(yīng)用效果。

隨著信息化的發(fā)展，傳統(tǒng)的窄帶專網(wǎng)已不能滿足眾多應(yīng)用行業(yè)的需求，專網(wǎng)用戶產(chǎn)生寬帶需求[1]。為支持寬帶專網(wǎng)發(fā)展，工信部先后于2015年發(fā)布了《工業(yè)和信息化部關(guān)于1447-1467兆赫茲（MHz）頻段寬帶數(shù)字集群專網(wǎng)系統(tǒng)頻率使用事宜的通知》和《工業(yè)和信息化部關(guān)于重新發(fā)布1785-1805MHz頻段無線接入系統(tǒng)頻率使用事宜的通知》等規(guī)定，規(guī)劃了1.4 GHz頻段并重新規(guī)劃了1.8 GHz頻段，用于建設(shè)寬帶專網(wǎng)。其中，1.4 GHz頻段主要用于政務(wù)和公共安全、應(yīng)急通信等;1.8 GHz頻段主要用于電力、石油、交通等行業(yè)專網(wǎng)。2018年根據(jù)《工業(yè)和信息化部關(guān)于調(diào)整223-235MHz頻段無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)頻率使用規(guī)劃的通知》的要求，230 MHz頻段在12 MHz帶寬中劃出7 MHz帶寬采用載波聚合、動態(tài)頻譜共享技術(shù)，由窄帶向?qū)拵н^渡與演進，并積極引導(dǎo)電力行業(yè)用戶逐步使用國家為其新調(diào)整規(guī)劃的230 MHz頻段。

近期，工信部又發(fā)布了《工業(yè)和信息化部關(guān)于加強1447-1467MHz和1785-1805MHz頻段無線電頻率使用管理的通知》，明確提出統(tǒng)籌規(guī)劃和許可專網(wǎng)系統(tǒng)無線電頻率，優(yōu)化無線電頻譜資源使用。在優(yōu)化頻譜資源使用方面，通知中提出“采用有線方式或公眾移動通信系統(tǒng)能夠滿足相關(guān)行業(yè)和單位使用需求的，原則上不應(yīng)采用1.4GHz和1.8GHz頻段專網(wǎng)系統(tǒng)”;能多單位多行業(yè)共用的專網(wǎng)盡量采用共網(wǎng)模式建設(shè)等多種方式提高頻譜資源使用效率。

綜上所述，專網(wǎng)頻率需綜合考慮、統(tǒng)籌安排使用規(guī)劃，同時優(yōu)化頻譜資源使用，并根據(jù)相關(guān)文件精神，準確把握頻率使用許可對象。

3? ?利用多維空間滿足行業(yè)對頻譜的需求

在行業(yè)需求的帶寬資源方面，寬帶專網(wǎng)1.4 GHz和1.8 GHz頻段現(xiàn)共有40 MHz帶寬資源，若分別分配給不同行業(yè)和部門，則不能完全滿足公安、公共安全、應(yīng)急等行業(yè)應(yīng)用需求。因此，需統(tǒng)籌規(guī)劃和許可無線電頻率，多個行業(yè)、單位能共用頻率的，原則上不將頻率許可給單一的行業(yè)或單位。同時，需充分考慮專網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用模式，采用地理隔離、時隙同步等方式進一步提高頻譜資源使用效率。通過頻譜精細化管理，可以在頻域、時域、空域多個維度實現(xiàn)頻譜共享。

例如，根據(jù)理論分析和工程實踐，若1.8 GHz TD-LTE專網(wǎng)不受1 805 MHz—1 830 MHz頻段GSM公眾移動通信系統(tǒng)的干擾，兩系統(tǒng)隔離度需大于86 dB，即建議兩系統(tǒng)基站天線水平間隔距離大于400 m即可共存。不同TD-LTE專網(wǎng)系統(tǒng)間若不產(chǎn)生鄰頻或同頻干擾，建議不同專網(wǎng)系統(tǒng)基站進行時鐘同步，通過配比相同子幀、時隙的方式，在滿足空間隔離條件的情況下，實現(xiàn)系統(tǒng)間共存。

在頻域維度，提倡利用頻譜共享技術(shù)提高頻率利用率。頻譜共享技術(shù)一般分為靜態(tài)頻譜共享和動態(tài)頻譜共享，靜態(tài)頻譜共享一般適用于3G/4G網(wǎng)絡(luò)的頻譜共享。動態(tài)頻譜共享實現(xiàn)了不同制式網(wǎng)絡(luò)根據(jù)自身業(yè)務(wù)狀況，動態(tài)申請和釋放頻譜資源，大幅提升整體頻譜利用率。目前，我國在2 300 MH—2 400 MHz、5150 MHz—5 250 MHz兩個頻段采取靜態(tài)頻率共享，具體使用分室內(nèi)室外[2]。其中，5 250 MHz—5 350 MHz頻段只能在室內(nèi)使用，同時又采用了動態(tài)頻率選擇和功率自動控制功能，采取動態(tài)共享的方式，提高頻譜利用率。

綜上，在準確把握專網(wǎng)頻率使用許可對象的前提下，通過加強無線電頻率管理，同時通過地理隔離、時隙同步、合理設(shè)置指標限值等科學(xué)方式，精細化頻譜使用，可以最大限度地滿足行業(yè)需求。

4? ?專網(wǎng)發(fā)展趨勢

4.1? 公專融合方式

在專網(wǎng)建設(shè)方面，可充分利用公網(wǎng)的資源，采用“公專融合”的組網(wǎng)方式。公網(wǎng)對講系統(tǒng)中國電信的“天翼對講調(diào)度系統(tǒng)”就是一個很好的融合范例。近期該系統(tǒng)發(fā)布了新升級的CTChat3.0平臺[3]。新平臺在原有的單呼、組呼、多媒體共享等業(yè)務(wù)功能的基礎(chǔ)上，增添了多路群組守候、實時錄音、實時視頻、可視化調(diào)度等功能，從而可提供更為豐富的客戶體驗。同時新平臺基于3GPP國際技術(shù)標準架構(gòu)，除了可為終端廠家、合作伙伴開放標準化的對講能力、調(diào)度能力外，也可與業(yè)內(nèi)其他方案商平臺對接，形成融合場景的解決方案。同時服務(wù)方式也更立體，原天翼對講2.0平臺為標準平臺，為客戶提供的服務(wù)相對固定，平臺升級后，服務(wù)更加多元化，可為有個性化需求、安全性要求更高的客戶建設(shè)專有集群調(diào)度平臺，也可為細分行業(yè)的客戶定制子平臺進行個性化服務(wù)。此外，中國移動和中國聯(lián)通也都有自己的公網(wǎng)對講系統(tǒng)。在不同時空范圍內(nèi)，有效發(fā)揮公網(wǎng)和專網(wǎng)的各自優(yōu)勢。

4.2? 共網(wǎng)建設(shè)模式

“共網(wǎng)建設(shè)模式”是一種專網(wǎng)建設(shè)解決方案。即在每個城市可以建設(shè)一個接入網(wǎng)、N個核心網(wǎng)，既節(jié)省頻譜資源，也滿足了專網(wǎng)的調(diào)度需要。相關(guān)部門可牽頭協(xié)調(diào)政務(wù)、公安等部門統(tǒng)一建網(wǎng)。同時，1.4 GHz頻段寬帶專網(wǎng)一般應(yīng)和現(xiàn)有的基于窄帶的專網(wǎng)結(jié)合應(yīng)用，建成寬窄帶融合的專用網(wǎng)絡(luò)。對于共網(wǎng)建設(shè)中涉及到的經(jīng)營問題，如何協(xié)調(diào)用戶、如何盈利和持續(xù)發(fā)展，目前雖還沒有清晰的商業(yè)模式，建議將共網(wǎng)交由第三方企業(yè)運營，從市場化的角度進行探索。

從全球范圍來看，共網(wǎng)模式也屬主流[4]。比較典型的案例是美國國家應(yīng)急通信專網(wǎng)FirstNet（First Responders Network），其目標是解決公安、消防、醫(yī)療等行業(yè)在應(yīng)急通信方面各自為戰(zhàn)、劃界而治的難題，建成一張覆蓋范圍廣、互操作性強、可靠性高、擴展性好的專用網(wǎng)絡(luò)。美國公網(wǎng)運營商AT&T于2017年競標成功FirstNet，基于700 MHz頻段開展4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。截至2018年6月21日，美國52個州/地區(qū)全部加入FirstNet，共有超過1 000家的公共安全機構(gòu)成為FirstNet的客戶。同時，AT&T還計劃在700 MHz頻段建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，將共網(wǎng)模式進行到底。此模式可對我國在專網(wǎng)建設(shè)方面給予參考。

4.3? 5G對專網(wǎng)影響

2018年12月10日工業(yè)和信息化部向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通發(fā)放了5G試驗頻率使用許可。5G試驗頻率許可的發(fā)放，有力地保障了各電信運營商開展5G試驗所必須的頻率資源，向產(chǎn)業(yè)界發(fā)出了明確的信號，將進一步推動我國5G產(chǎn)業(yè)鏈的成熟與發(fā)展。軟件定義、切片結(jié)構(gòu)、垂直行業(yè)應(yīng)用是5G的重要特點[5]，充足的頻譜支撐是5G技術(shù)研究和發(fā)展的一個重要基礎(chǔ)。伴隨著5G商用過程中涉及的物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)應(yīng)用，專網(wǎng)建設(shè)可充分利用5G的垂直行業(yè)應(yīng)用，通過公網(wǎng)來實現(xiàn)專網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用，5G網(wǎng)絡(luò)更易實現(xiàn)專網(wǎng)建設(shè)的“公專融合”。

4.4? 專網(wǎng)頻譜資源配置的探索

在專網(wǎng)頻譜資源配置方面，應(yīng)將行政和市場化兩種手段相結(jié)合。針對寬帶專網(wǎng)，除必須預(yù)留部分無線電頻率用于公共安全等業(yè)務(wù)使用外，可優(yōu)先鼓勵采用招標、拍賣的方式開展頻率使用許可。國際上，市場化配置是公網(wǎng)領(lǐng)域常用的方式，在專網(wǎng)無線電頻譜資源配置中引入競爭機制將是有益探索，有利于充分利用頻譜資源，搞好專網(wǎng)建設(shè)。

5? ?結(jié)束語

隨著新一輪科技革命的到來，特別是在大數(shù)據(jù)、智能化、移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算的趨勢下，專網(wǎng)對寬帶化應(yīng)用的需求將越來越強烈，同時窄帶仍將在語音、數(shù)據(jù)等層面承擔(dān)重要作用。未來一段時間內(nèi)，通過統(tǒng)籌規(guī)劃和頻譜精細化管理，可以在頻域、時域、空域多個維度實現(xiàn)頻譜共享，滿足專網(wǎng)建設(shè)的行業(yè)需求。同時，通過積極鼓勵“公網(wǎng)對講”系統(tǒng)的發(fā)展，充分利用公網(wǎng)資源建設(shè)專網(wǎng)通信系統(tǒng);通過“寬窄帶融合”、“公專網(wǎng)融合”的手段，解決專網(wǎng)頻段短缺這一重要難題。在應(yīng)用中逐漸摸索，形成更成熟的商業(yè)模式，進而推動行業(yè)發(fā)展走向一個嶄新的時代，可以說，專網(wǎng)建設(shè)大有可為。

參考文獻：

[1] 闞潤田. 1.4G頻段建共網(wǎng)可滿足專網(wǎng)調(diào)度需求[EB/OL]. （2016-12-03）[2019-01-23]. http：//mini.eastday.com/a/161203154437824.html.

[2] 闞潤田. 5G時代，頻譜共享是大趨勢[EB/OL]. （2016-09-22）[2019-01-23]. https：//rf.eefocus.com/article/id-pinpugongxiang.

[3] 電子發(fā)燒友網(wǎng). 中國電信在京發(fā)布天翼對講CTChat3.0新平臺[EB/OL]. （2019-01-16）[2019-01-23]. http：//www.elecfans.com/tongxin/20190116852872.html.

[4] 闞潤田. 共網(wǎng)模式建設(shè)意義重大，頻譜資源需合力分配[EB/OL]. （2018-07-17）[2019-01-23]. http：//www.elecfans.com/d/711389.html.

[ 5 ] 闞潤田. 率先發(fā)布5G系統(tǒng)頻率規(guī)劃意義深遠[EB/OL]. （2017-12-20）[2019-01-23]. http：//www.ccidcom.com/xinwenku/20171220/Xg3bL4Qy5WHs3TahA15ehd7l7zeow.html.