频谱精细化管理初探

1 概述

无线电频谱资源作为实现信息传输的重要载体，在促进经济社会发展、维护社会稳定等重要方面发挥了积极作用。进入21世纪以来，在技术创新和应用需求的双重驱动下，无线电技术取得飞速发展，呈现出移动化、宽带化、多媒体化的特征，对频谱资源的需求大幅增长，而频谱资源的有限性使得供需矛盾日益突出。无线电技术的革新和频谱管理手段的优化是提高频谱效率进而缓解供需矛盾的重要手段。

本文从频谱管理技术支撑人员的视角来探讨频谱精细化管理的体现、途径等问题。

2 频谱精细化管理的具体体现

“管资源、管台站、管秩序，服务经济社会发展、服务国防建设、服务党政机关，突出做好重点无线电安全保障工作”是刘利华副部长关于无线电管理工作的高度总结和概括，明确了无线电管理工作的核心任务、目标取向和重点工作。而频谱管理是整个无线电管理工作的核心内容，频谱精细化管理是现代管理模式和无线电管理的高度融合。

精细化管理是一种理念、一种文化，是社会分工的精细化，以及服务质量的精细化对现代管理的必然要求，是建立在常规管理的基础上，将常规管理引向深入的基本思想和管理模式，是一种以实现资源最大化利用为主要目标的管理方式。

纵观无线电管理几十年历程，频谱管理模式正逐步由粗放式管理向精细化管理迈进，体现在日常工作的方方面面：

（1）信息化对频谱精细化管理的促进作用：随着信息化的不断深入，无线电管理部门建立了按业务分类的频率和台站等数据库，有效地辅助了频谱管理工作。

（2）频率规划和分配工作的渐进性：相比早期的频率规划和分配，现在许多重点频段规划和分配正式出台前，通过典型地区试验、扩大规模试验、试商用、正式商用等步骤逐步扩大频率使用规模，这样渐进式的应用可验证频率规划和分配方案的合理性，有效降低干扰风险，也确保规划和分配的有效性。

（3）频率使用期限的规范化：频率规划和分配使用时间的规定更加契合行业发展规律。以公众移动通信为例，早期的频率分配文件在时间使用节点上没有相关规定，而现在频率分配文件规定使用周期一般为10年，这与移动通信的发展周期相匹配，确保了规划和分配的时效性。

（4）频率分配主体的明晰化：根据业务和系统的特点，赋予国家和地方无线电管理部门频率审批的权限。如公众移动通信分配权限为国家无线电管理部门，而集群通信系统分配权限则根据其使用区域的不同分别由国家或地方无线电管理部门分配。

（5）频率分配、指标制定和台站设置的整体化考虑：根据业务和系统特点，将频率分配、指标制定、台站设置相结合，规范频率的使用。如雷达站的设置和管理， IMT系统射频指标和台站要求规范等，都体现了频率分配、技术指标、台站规范相结合的思路。

由此可见，精细化管理的思路已经体现在当前频谱管理的各个方面，并且在实现系统兼容、合理利用频谱资源、促进行业发展等方面发挥了重要的作用。随着无线电技术的发展与市场需求的增加，逐步推进和深入精细化管理工作仍然是未来频率工作的重要方面。

3 频谱精细化管理实现途径的思考

按照需求→供给→评估的科学技术路线，结合日常频谱管理实际工作，频谱精细化管理的实现主要体现在频谱需求预测分析精细化、频率规划和分配精细化、频谱价值综合评估精细化等环节。

3.1 频谱需求预测分析精细化

频谱需求预测分析是基于历史数据，综合考虑未来各种影响因素，结合行业发展情况，采用合适的科学分析方法，提出切合实际的频谱需求目标，为行业的中长期发展提供资源储备。频谱需求预测是整个频谱工程的基础工作，是无线电管理部门制定中长期规划的依据。合理的需求分析是保证各行业用频和发展的前提，是频率合理有效利用的基础，因此，在无线电管理由粗放式向精细化迈进过程中，推动频谱需求预测分析的精细化尤为重要。

目前，频谱需求预测研究工作大部分都是基于国际电信联盟框架下开展的，已经取得了一定成果。但是，其研究工作的周期短、涉及面较窄，并且主要着眼于国际环境，研究成果不能完全契合我国相关行业的发展需求，对无线电管理工作的支撑存在局限性。另外，在国内，公众移动通信、航空航天、广播电视、气象、铁路、科学研究等行业针对本行业特征，也逐步开展了自身的频谱需求预测工作。然而，长期以来，由于不同行业的频谱需求在需求量、紧迫性、经济社会效益等各方面的差异性，现有的预测分析相互孤立，预测方法离散化、封闭化、偏袒化，与实际需求不匹配，不能反映行业发展的真实诉求。

因此，频谱需求预测分析工作在紧跟国际电信联盟相关研究的同时，更要立足国内各行各业的发展需求，形成完善的频谱精细化需求预测分析系统。具体而言，通过对各行业应用的研究和分析，寻找共性，体现差异，建立与各行业相匹配的分析方法，同时，立足于各行业自身的发展规划，在国家无线电管理部门指导下，论证出合理、完善、科学的频谱需求。以公众移动通信需求为例，首先，在参考和借鉴ITU、FCC等机构的预测方法基础上，根据国内通信行业部署特点，深入挖掘适合我国国情的预测方法；其次，统计国内通信行业业务量历史数据，根据特定的模型预测未来业务量增长情况；再次，根据国内无线通信网络规划与部署现状，合理推断未来网络的承载能力，从而形成不同时间段的频谱管理数据；最后，考虑到频谱资源的共享性，国家无线电管理部门需要统筹行业需求，从统一、开放、长远的角度分阶段制定频谱需求战略。

3.2 频率规划和分配精细化

频率规划是根据无线电频率划分规定，将某一频段内的某项业务的频率在地域或时间上的使用预先作出的统筹安排，以实现频率资源的有效利用并避免频率间的有害干扰。频率分配是规定无线电频率或频道由一个或多个部门，在指定的区域内供地面或空间无线电通信业务在指定条件下使用。规划和分配是实现频谱资源合理配置的重要手段，因此，将精细化管理的思路引入频率规划和分配能够保障频谱管理，实现频谱资源的高效利用。

无线电频谱资源具有空间、时间和频率的三维特性，传播不受行政区域、国家边界的限制。同时，就某一频率或频段而言，在一定的区域、一定的时间、一定的条件下，它是有限的。传统的频率规划和分配主要是利用频谱资源的频率这个维度按照行业和应用进行配置，属于静态、孤立的分配方式。由于不同行业的频率使用在应用场景、使用区域、占用度等方面都有一定差异性，例如部分无线电定位业务的雷达使用区域相对离散而且数量较少，而公众移动通信业务站址密集；广播业务占用度较低，而公众移动通信占用度较高，这些都是差异的体现。若规划和分配时不考虑这种因素，会大大降低频谱资源的使用效率。精细化规划和分配就是逐步改变过去不分差异、一刀切的做法，从频率、地点、时间三维综合统筹规划和分配资源。现在的频率规划和分配的工作也正体现着这种精细化管理的思路。例如：在2300MHz～2400MHz频段，考虑到移动业务中70%语音业务来自室内，发起于室内的数据业务占比90%，因而，将其中部分频段分配给TD-SCDMA系统室内使用，既解决了与现有无线电定位业务的共存问题，又在一定程度上满足了移动业务的业务需求，这体现了频率在空间维度的精细化管理；5GHz频段的无线接入系统应用动态频率选择技术实现了与雷达系统的共用，体现了频率在时间维度的精细化管理。

频率规划和分配管理的精细化主要体现在加强空间和时间维度的操作性。具体而言，在频率使用上主要利用其在空间上的有限性，通过距离隔离、室内外隔离等空间隔离手段实现兼容共存，尤其在区域分散、台站较少的无线电系统使用的频率上，在保证原有系统正常工作同时，可引入其他系统，比如部分频段的雷达系统、部分频段的卫星通信系统，在保证兼容性基础上可考虑引入IMT等系统；扩展频率规划和分配的时间维度主要是利用动态频谱管理的思想，其中认知无线电是实现动态频谱管理的一种重要方式，通过感知频谱自动搜寻并利用已授权频段的空闲频谱，使非授权用户系统机会式地利用授权用户系统的频谱，实现不可再生频谱资源的再利用，克服传统的“条块分割”式静态频谱使用政策下频谱资源利用的不均衡性，提高频谱使用效率。在国际上，许多国家逐渐探索这种动态的频率分配模式，我国可以在充分考虑国内频谱使用情况下，借鉴相关管理经验。

为了实现频率规划和分配精细化管理对无线电系统间的电磁兼容提出更精细化的要求，无线电管理部门也需要推动频谱检测、动态频谱分配等新技术的革新和应用。

3.3 频谱价值综合评估精细化

无线电频谱资源同矿藏和土地一样是国家稀缺的战略资源，对国民经济和社会健康发展发挥着不可忽视的作用，具有巨大的经济和社会价值。因此，建立合理的频谱价值评估体系是实现无线电精细化管理的重要组成部分。频谱价值评估体系可以反馈到前期研究中，进一步完善和修正研究成果，使整个频谱工程研究形成科学研究体系，从而实现频谱价值的最大化。

目前，已经有部分研究对频率为一个国家带来的经济和社会效益进行了分析。但这些研究方法主要是从宏观的角度出发的，如频率资源投入所产生的无线应用产业在国家经济中的比重等。我国对频率的评估大多数停留在技术手段，比如用占用度等指标评估频谱效率，而没有进一步通过频谱效率等指标进而评估其价值以引导资源配置。我国也曾经在2001年对3.5GHz频段地面固定无线接入系统进行招标，对频谱分配的新模式进行探索。这是我国通过市场化实现频谱经济价值的重要探索，为频谱管理可能的市场化发展方向作出的有益尝试。无线电频谱资源的社会价值体现在社会各个方面，如公众移动通信、广播电视、铁路运输、海洋渔业、公共安全等领域，满足人们日益增长的物质文化需求，因此，对其社会价值的评估主要从频谱资源应用领域所承担的社会责任、发挥的社会效益等角度进行分析。

无线电频谱资源经济价值的评估主要是从国民经济所占的比重对GDP的贡献率来衡量。无线电频谱资源的经济价值主要表现在两个层面：宏观方面，无线电频谱资源作为经济要素，其经济价值是指投入到生产经济活动中所产生的价值；微观方面，无线电作为使用价值产品，经济价值体现是相应的部门为使用频谱资源所付出的费用。针对宏观价值评估，主要是评估无线电频谱支撑的产业所带来的利益和价值，比如分配给我国具有自主知识产权的TD-SCDMA系统频率，促进了相关产业，带来了巨大的经济价值；针对微观价值评估，目前主要是按照不同频段、不同业务进行台站收费，没有完全发挥频谱经济价值最大化。因此，在部分频段可以逐步探索频谱拍卖、频谱交易、频谱定价等市场化分配机制，寻求适合我国国情的频谱分配政策，从而更好地挖掘频谱资源的经济价值，促进频谱的高效利用。

4 支撑频谱管理的技术精细化思考

无线电监测和无线电台站管理是支撑无线电频谱管理的重要技术手段，随着频谱精细化管理的推进，对无线电监测和无线电台站管理也提出了精细化的要求。

无线电监测是指采用先进的测试仪表和设备，对无线电台站发射的基本参数系统地进行测量，对声音信号进行监听，对发射标志识别确定，对频率利用率和频道占用度进行统计，分析信号使用情况，以便合理、有效地使用频率。无线电监测精细化主要体现在两方面，一是无线电监测网的精细化部署，二是无线电监测性能的提升。具体而言，随着中国城市化进程的加快以及无线电行业广泛应用，对监测网的覆盖能力等方面有了新的要求，为了适应这种发展需求，监测网络规划要求更加精细化，以适应行业的发展需求。对于无线电监测能力，由于频谱分配和使用维度的扩展，需要加强无线电监测在信号识别、动态频谱监测等方面的能力，这就要求将先进的信号处理技术应用到无线电监测工作中。总之，无线电监测的精细化发展可以有效推动频谱资源的有效利用，使得频谱监测和频谱管理深度融合。

无线电台站管理包括台站数据管理和设备管理两个重要方面。台站数据管理包括无线电台站日常管理、台站数据收集和分析、无线电频率台站信息国际通报等。随着无线电台站数量的剧增，台站数据管理需要引入精细化管理的理念，保证台站数据资料的全面性和准确性，规范台站数据实施标准。无线电设备管理是对无线电设备在进入市场前进行测试、认证，是世界各国无线电管理部门的通行做法，是从源头减少无线电干扰，保证频谱资源科学、合理、有效、统一使用的重要技术管理手段。随着新技术、新业务的产生，对设备管理提出了更高的要求，需要加强设备认证工作的标准化，提高对新技术的检测能力和准确性。总之，无线电台站管理包括台站数据管理和设备管理的精细化发展是频谱精细化管理的基础和保障。

5 结论

在推动无线电精细化管理的进程中，无线电管理部门应从我国频谱资源管理现状出发，充分考虑国内频谱需求和使用情况，逐步探索频谱精细化管理方法，从而提高频谱资源使用效率，有效保障用频需求，推动我国无线电管理工作的科学可持续发展。