充分利用頻譜資源,推動專網通信發展

2019-06-27 00:01:54 移動通信2019年3期

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”的涌現和行業專網逐步衍生出寬帶化的需求,專網通信對頻譜資源的需求越發旺盛,專網通信頻譜資源供需矛盾日益突出。為了更好地解決專網頻譜資源結構性緊缺的問題,提出綜合考慮、統籌安排專網頻率使用規劃,利用多維空間滿足行業用頻需求,采用“共網建設模式”和利用公網資源解決專網頻率資源不足的問題。在專網頻率許可方面,提出采用行政和市場化兩種手段相結合的方式推動專網建設。

【關鍵詞】專網;頻譜資源;共網建設

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,推動專網通信發展[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,是具有重要戰略意義的稀缺資源”。當前隨著制造強國、網絡強國建設持續深入推進,以移動互聯網、物聯網、云計算、大數據、人工智能為代表的新一代信息技術與實體經濟深度融合,信息通信的泛在化、寬帶化、移動化趨勢越發明顯。各種無線電業務和頻率臺站需求持續增長,無線電頻率資源結構性緊缺問題日益突出,頻率規劃和調整難度越來越大。只有科學合理規劃頻率資源,利用先進技術提高頻譜利用率,才能滿足各行各業對頻譜資源的需求。

在專網通信領域,為了使專網通信有效滿足相關行業和單位的使用需求,一方面需要在現有頻譜規劃的基礎上統籌協調、統一規劃,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,解決專網頻譜短缺的難題;另一方面需考慮利用公網資源解決專網通信帶寬不夠,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,通過優化頻譜使用效率解決頻譜資源稀缺問題。

2? ?統籌規劃專網頻率

我國專網通信頻率使用規劃一般分為窄帶系統和寬帶系統。其中,窄帶系統頻率規劃包括350 MHz警用集群系統,800 MHz集群系統規劃用于政府、機場、石油、軌道交通等行業,其他如230 MHz數傳系統、150 MHz/400 MHz對講系統等,以上規劃都屬于窄帶專網。窄帶專網可以傳輸語音和數據,在公安、武警、鐵路、交通、機場、石油、電力等部門廣泛使用,具有很好的應用效果。

隨著信息化的發展,傳統的窄帶專網已不能滿足眾多應用行業的需求,專網用戶產生寬帶需求[1]。為支持寬帶專網發展,工信部先后于2015年發布了《工業和信息化部關于1447-1467兆赫茲(MHz)頻段寬帶數字集群專網系統頻率使用事宜的通知》和《工業和信息化部關于重新發布1785-1805MHz頻段無線接入系統頻率使用事宜的通知》等規定,規劃了1.4 GHz頻段并重新規劃了1.8 GHz頻段,用于建設寬帶專網。其中,1.4 GHz頻段主要用于政務和公共安全、應急通信等;1.8 GHz頻段主要用于電力、石油、交通等行業專網。2018年根據《工業和信息化部關于調整223-235MHz頻段無線數據傳輸系統頻率使用規劃的通知》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、動態頻譜共享技術,由窄帶向寬帶過渡與演進,并積極引導電力行業用戶逐步使用國家為其新調整規劃的230 MHz頻段。

近期,工信部又發布了《工業和信息化部關于加強1447-1467MHz和1785-1805MHz頻段無線電頻率使用管理的通知》,明確提出統籌規劃和許可專網系統無線電頻率,優化無線電頻譜資源使用。在優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能夠滿足相關行業和單位使用需求的,原則上不應采用1.4GHz和1.8GHz頻段專網系統”;能多單位多行業共用的專網盡量采用共網模式建設等多種方式提高頻譜資源使用效率。

綜上所述,專網頻率需綜合考慮、統籌安排使用規劃,同時優化頻譜資源使用,并根據相關文件精神,準確把握頻率使用許可對象。

3? ?利用多維空間滿足行業對頻譜的需求

在行業需求的帶寬資源方面,寬帶專網1.4 GHz和1.8 GHz頻段現共有40 MHz帶寬資源,若分別分配給不同行業和部門,則不能完全滿足公安、公共安全、應急等行業應用需求。因此,需統籌規劃和許可無線電頻率,多個行業、單位能共用頻率的,原則上不將頻率許可給單一的行業或單位。同時,需充分考慮專網系統應用模式,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、空域多個維度實現頻譜共享。

例如,根據理論分析和工程實踐,若1.8 GHz TD-LTE專網不受1 805 MHz—1 830 MHz頻段GSM公眾移動通信系統的干擾,兩系統隔離度需大于86 dB,即建議兩系統基站天線水平間隔距離大于400 m即可共存。不同TD-LTE專網系統間若不產生鄰頻或同頻干擾,建議不同專網系統基站進行時鐘同步,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,實現系統間共存。

在頻域維度,提倡利用頻譜共享技術提高頻率利用率。頻譜共享技術一般分為靜態頻譜共享和動態頻譜共享,靜態頻譜共享一般適用于3G/4G網絡的頻譜共享。動態頻譜共享實現了不同制式網絡根據自身業務狀況,動態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兩個頻段采取靜態頻率共享,具體使用分室內室外[2]。其中,5 250 MHz—5 350 MHz頻段只能在室內使用,同時又采用了動態頻率選擇和功率自動控制功能,采取動態共享的方式,提高頻譜利用率。

綜上,在準確把握專網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、合理設置指標限值等科學方式,精細化頻譜使用,可以最大限度地滿足行業需求。

4? ?專網發展趨勢

4.1? 公專融合方式

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

4.2? 共網建設模式

“共網建設模式”是一種專網建設解決方案。即在每個城市可以建設一個接入網、N個核心網,既節省頻譜資源,也滿足了專網的調度需要。相關部門可牽頭協調政務、公安等部門統一建網。同時,1.4 GHz頻段寬帶專網一般應和現有的基于窄帶的專網結合應用,建成寬窄帶融合的專用網絡。對于共網建設中涉及到的經營問題,如何協調用戶、如何盈利和持續發展,目前雖還沒有清晰的商業模式,建議將共網交由第三方企業運營,從市場化的角度進行探索。

從全球范圍來看,共網模式也屬主流[4]。比較典型的案例是美國國家應急通信專網FirstNet(First Responders Network),其目標是解決公安、消防、醫療等行業在應急通信方面各自為戰、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、擴展性好的專用網絡。美國公網運營商AT&T于2017年競標成功FirstNet,基于700 MHz頻段開展4G網絡建設。截至2018年6月21日,美國52個州/地區全部加入FirstNet,共有超過1 000家的公共安全機構成為FirstNet的客戶。同時,AT&T還計劃在700 MHz頻段建設5G網絡,將共網模式進行到底。此模式可對我國在專網建設方面給予參考。

4.3? 5G對專網影響

2018年12月10日工業和信息化部向中國電信、中國移動、中國聯通發放了5G試驗頻率使用許可。5G試驗頻率許可的發放,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,向產業界發出了明確的信號,將進一步推動我國5G產業鏈的成熟與發展。軟件定義、切片結構、垂直行業應用是5G的重要特點[5],充足的頻譜支撐是5G技術研究和發展的一個重要基礎。伴隨著5G商用過程中涉及的物聯網、車聯網等垂直行業應用,專網建設可充分利用5G的垂直行業應用,通過公網來實現專網的建設和應用,5G網絡更易實現專網建設的“公專融合”。

4.4? 專網頻譜資源配置的探索

在專網頻譜資源配置方面,應將行政和市場化兩種手段相結合。針對寬帶專網,除必須預留部分無線電頻率用于公共安全等業務使用外,可優先鼓勵采用招標、拍賣的方式開展頻率使用許可。國際上,市場化配置是公網領域常用的方式,在專網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,搞好專網建設。

5? ?結束語

隨著新一輪科技革命的到來,特別是在大數據、智能化、移動互聯網和云計算的趨勢下,專網對寬帶化應用的需求將越來越強烈,同時窄帶仍將在語音、數據等層面承擔重要作用。未來一段時間內,通過統籌規劃和頻譜精細化管理,可以在頻域、時域、空域多個維度實現頻譜共享,滿足專網建設的行業需求。同時,通過積極鼓勵“公網對講”系統的發展,充分利用公網資源建設專網通信系統;通過“寬窄帶融合”、“公專網融合”的手段,解決專網頻段短缺這一重要難題。在應用中逐漸摸索,形成更成熟的商業模式,進而推動行業發展走向一個嶄新的時代,可以說,專網建設大有可為。

參考文獻:

[1] 闞潤田. 1.4G頻段建共網可滿足專網調度需求[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] 電子發燒友網. 中國電信在京發布天翼對講CTChat3.0新平臺[EB/OL]. (2019-01-16)[2019-01-23]. http://www.elecfans.com/tongxin/20190116852872.html.

[4] 闞潤田. 共網模式建設意義重大,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. 率先發布5G系統頻率規劃意義深遠[EB/OL]. (2017-12-20)[2019-01-23]. http://www.ccidcom.com/xinwenku/20171220/Xg3bL4Qy5WHs3TahA15ehd7l7zeow.html.

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