中國(guó)移動(dòng)技術(shù)部周猛：低頻段頻譜規(guī)劃應(yīng)注重平衡

C114特約記者 FuTURE論壇秘書處 楊璟珂

訪國(guó)際電聯(lián)ITU-R WP5D 未來移動(dòng)通信頻率分配研究組主席、中國(guó)移動(dòng)技術(shù)部副處長(zhǎng)周猛

2007年世界無(wú)線電大會(huì)對(duì)IMT頻段進(jìn)行了劃分，隨后國(guó)際各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織便開展了相關(guān)移動(dòng)通信低頻段規(guī)劃工作，美國(guó)、歐洲等無(wú)線電管理部門甚至完成了頻段的拍賣和指配。ITU-R 專門從事3G/4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及頻率分配的5D研究組從去年2月份開始成立了專門的研究組，從事有關(guān)電聯(lián)劃分建議草擬工作。2009年ITU開始了4G標(biāo)準(zhǔn)征集，征集工作于2009年10月結(jié)束，而與此同時(shí)針對(duì)于IMT頻段的規(guī)劃工作也將隨之塵埃落定。在2009年10月ITU-R WP5D第6次會(huì)議上，將出臺(tái)頻譜規(guī)劃方案建議。

頻譜資源是無(wú)線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，充分的頻譜資源是移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展的保證，根據(jù)國(guó)際電聯(lián)和各國(guó)無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)的相關(guān)規(guī)定，頻率由劃分到使用有如下的幾個(gè)步驟：國(guó)際劃分、國(guó)內(nèi)劃分、國(guó)內(nèi)規(guī)劃、國(guó)內(nèi)分配、使用。新技術(shù)新業(yè)務(wù)的頻率規(guī)劃具有超前性，一般需要十幾年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。因此這次頻譜規(guī)劃將影響到未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前各國(guó)的部署情況如何？這次頻譜規(guī)劃的焦點(diǎn)在哪？這次頻譜規(guī)劃將帶來哪些影響？帶著這些問題我們采訪了國(guó)際電聯(lián)ITU-R WP5D 未來移動(dòng)通信頻率分配研究組主席、中國(guó)移動(dòng)技術(shù)部副處長(zhǎng)周猛。

1GHz以下的頻段爭(zhēng)奪激烈

周猛介紹，WRC07新分配給陸地移動(dòng)通信業(yè)務(wù)四段頻率450～470 MHz、698-762MHZ頻段、2300～2400 MHz、3.4～3.6GHz。5D研究組頻譜分配研究組針對(duì)這四段新增頻率都在組織研究。目前爭(zhēng)論較為集中的是1GHz以下的P波段。這是因?yàn)橛捎陔姴▊鞑サ奶匦?，傳播特性好的低端?yōu)質(zhì)頻率可以大大減少建網(wǎng)成本，提升技術(shù)與產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。以在2GHz和700MHz兩個(gè)頻段的路徑損耗為例，采用700MHz頻段所用的站點(diǎn)僅僅是2GHz的33%，正因?yàn)槿绱耍鲊?guó)、各陣營(yíng)對(duì)于1GHz以下頻段的爭(zhēng)奪最為激烈。

從目前看來，很多國(guó)家和地區(qū)也已經(jīng)對(duì)這段頻譜進(jìn)行了部署與劃分。1GHz以下用于IMT的頻段主要為450～470MHz和698～806MHz。從國(guó)際上來看CDMA450陣營(yíng)大力推動(dòng)450～470MHz頻段用于CDMA450，這個(gè)陣營(yíng)主要包括阿朗、華為、高通、北電、CDMA450協(xié)會(huì)以及瑞典部分應(yīng)用CDMA450的國(guó)家，愛立信則推動(dòng)該頻段用于未來FDD通信系統(tǒng)，并得到了其所在國(guó)瑞典的支持；對(duì)于698～806MHz頻段，美國(guó)美洲、歐洲已開始或正在開始將部分頻段用于移動(dòng)業(yè)務(wù)，美國(guó)已完成了規(guī)劃和拍賣，其安排已經(jīng)被ITU草案接納，而歐洲也在推動(dòng)這個(gè)頻段的FDD規(guī)劃。周猛分析目前國(guó)際情況，表示當(dāng)前對(duì)于1GHz以下的頻譜規(guī)劃草案基本都傾向于FDD，針對(duì)450～470MHz的7種規(guī)劃建議方案全部用于FDD，并且已被ITU草案報(bào)告R.1036采納。這種情況對(duì)于TDD來說，前景并不樂觀。

增加TDD頻段有利于增強(qiáng)有限頻率資源的利用率和安排的靈活性

面對(duì)有限的頻譜資源，頻譜利用率一直是空口傳輸技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要指標(biāo)。如何將頻譜資源發(fā)揮其更大的效用，成為移動(dòng)通信學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的話題，而這也是TDD的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)近年來日益凸顯的重要原因。

周猛介紹，在頻譜利用方面，由于TDD不需要雙工間隔，因此可以將全部頻段都用于傳輸業(yè)務(wù)，頻譜利用率達(dá)到100%。而對(duì)于FDD來說，由于收發(fā)同時(shí)進(jìn)行，必須要采用雙工間隔來避免發(fā)射機(jī)對(duì)接收機(jī)的干擾，這無(wú)疑會(huì)對(duì)頻譜使用造成一定的浪費(fèi)。對(duì)于450-470MHz頻點(diǎn)，如果用于FDD，雙工間隔至少為5MHz，其頻譜利用率最多只有75%。

而在頻譜靈活性方面，TDD也比FDD頻帶配置更為靈活。FDD需要成對(duì)頻譜，且配置固定，因此受雙工間隔限制，450-470MHz頻段用于FDD規(guī)劃只能限于窄帶寬應(yīng)用；而TDD則可根據(jù)可用頻譜量，靈活配置帶寬，對(duì)于LTE系統(tǒng)已經(jīng)支持了1.4/3.0/5/10/15/20MHz等多種帶寬，如果分配給TDD系統(tǒng)使用，則可以支持1.4-20MHz帶寬的靈活應(yīng)用，極大了方便了運(yùn)營(yíng)商根據(jù)場(chǎng)景和需求選擇合適的帶寬，優(yōu)化該頻段的利用。此外UHF頻段都有其它業(yè)務(wù)占用，增加了FDD規(guī)劃的復(fù)雜性，而TDD規(guī)劃的靈活性則為該頻段規(guī)劃提供了解決方案。

TDD頻段匱乏已久

周猛介紹，由于歷史條件的限制，目前國(guó)際劃分中TDD方式的頻譜資源比較匱乏，定位在FDD補(bǔ)充的位置上。在WRC-07之后，ITU累計(jì)為移動(dòng)通信劃分了約1200MHz的頻譜資源，從頻譜規(guī)劃和全球3G運(yùn)營(yíng)情況上來看，3G頻譜的國(guó)際規(guī)劃以FDD為主，TDD方式的頻譜規(guī)劃明顯較少，在已經(jīng)明確分配的約570MHz頻段中，F(xiàn)DD頻譜約為480MHz分布在700MHz-2690MHz范圍內(nèi)，TDD約分配只局限在1900～1920MHz、2010～2025MHz和2570～2620MHz的85MHz頻段。兩者之比約為6：1，且TDD通信方式主要安排在2GHz頻段以上的S波段。而這種形勢(shì)，對(duì)TDD持續(xù)發(fā)展是非常不利的。

周猛表示目前傳播特性較好的低端P頻段（<1GHz）基本上都分配給FDD系統(tǒng)，例如2G的GSM和CDMA等。因此，對(duì)于FDD系統(tǒng)而言有足夠的低端頻率可以用于解決農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)的覆蓋問題。而對(duì)于起步較晚，發(fā)展相對(duì)滯后的TDD系統(tǒng)，目前尚沒有任何低端頻段可用。如果用現(xiàn)有的2GHz頻段來解決低密度地區(qū)的覆蓋問題將大大增加網(wǎng)絡(luò)部署成本。這種頻率分配的不均衡性已經(jīng)構(gòu)成了對(duì)技術(shù)發(fā)展的限制和制約，嚴(yán)重影響了TDD技術(shù)的發(fā)展和普及,特別是不利于吸引更多的國(guó)際力量壯大TDD陣營(yíng)。而在周猛看來WRC-07新標(biāo)識(shí)頻譜劃分是彌補(bǔ)這種不平衡的難得機(jī)遇。

TD的發(fā)展需要更多的頻段

周猛提到，與國(guó)際的主流劃分相比，中國(guó)在頻率規(guī)劃中充分考慮了對(duì)TDD技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的支持。在國(guó)內(nèi)已為3G規(guī)劃的共565MHz之中，TDD共計(jì)獲得155MHz頻率，F(xiàn)DD獲得了共計(jì)350MHz。TDD所占比例已有了很大的上升。但是，TDD劃分頻段除2010-2025MHz可用外，其他頻段均尚存在一定的問題，例如：1880-1900MHz室外站受到PHS的雜散干擾；1900-1920MHz被PHS所占用；2300-2400MHz需要協(xié)調(diào)無(wú)線電定位業(yè)務(wù)有序退出等。

周猛指出，TD-SCDMA目前只能使用2GHz的頻段，限制了單站覆蓋能力的提升，使廣域覆蓋的建網(wǎng)成本居高不下，這對(duì)于TD-SCDMA及后續(xù)LTE建設(shè)覆蓋全國(guó)大網(wǎng)、降低落后地區(qū)的移動(dòng)通信的用戶成本，是一個(gè)阻礙。同時(shí)頻率的多寡及優(yōu)劣也是影響產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行TD-SCDMA及后續(xù)LTE投入的重要風(fēng)向標(biāo)。

因此周猛認(rèn)為，對(duì)于TD-SCDMA及后續(xù)的TD-LTE來說，推動(dòng)TDD獲取低頻段一方面是提高TD-SCDMA及其LTE網(wǎng)絡(luò)能力的需要，而另一方面則是推動(dòng)TD-SCDMA及其LTE產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，同時(shí)加快國(guó)際化進(jìn)程的需要。[!--empirenews.page--]

周猛說，近年來雖然TD-SCDMA在國(guó)內(nèi)取得了快速的發(fā)展，但是從國(guó)際角度來講還處在起步階段，國(guó)際產(chǎn)業(yè)界觀察張望、感興趣的多，然而投入實(shí)施得少。近年來，在中國(guó)政府和中國(guó)移動(dòng)等企業(yè)推動(dòng)下，TD-SCDMA與TD-LTE在技術(shù)上與FDD方式差距不斷縮小接近，全球頻率劃分中頻段多寡及其優(yōu)劣也逐漸上升成為TD-SCDMA及其LTE產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要影響因素，因此科學(xué)前瞻的頻率劃分方案將是動(dòng)員國(guó)際產(chǎn)業(yè)各界投入資源共同開展相關(guān)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化、運(yùn)營(yíng)應(yīng)用的鮮明旗幟，對(duì) TD-SCDMA及TD-LTE的國(guó)際化進(jìn)程將起到非常有效的推動(dòng)作用。

TDD使用低頻段完全可行

P頻段用于TD-SCDMA及后續(xù)演進(jìn)系統(tǒng)，對(duì)技術(shù)、設(shè)備實(shí)現(xiàn)的可行性需要進(jìn)行客觀全面的評(píng)估。周猛介紹，TD-SCDMA的同源系統(tǒng)SCDMA（大靈通），在400M頻段已經(jīng)規(guī)模應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)規(guī)模用于農(nóng)村覆蓋，在基站和終端射頻器件及天線形態(tài)上都積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

而從目前FDD/TDD LTE的共硬件平臺(tái)研發(fā)實(shí)際來看，將低頻段用于基于MIMO+OFDM為基礎(chǔ)的TD-LTE系統(tǒng)不存在實(shí)現(xiàn)難度。TDD使用低頻段的可行性的難點(diǎn)主要在于TD-SCDMA系統(tǒng)，而700M頻段的智能天線完全可以實(shí)現(xiàn)；因此核心難點(diǎn)則在于450MHz頻段智能天線的小型化問題。對(duì)于這一點(diǎn)，周猛介紹對(duì)于均勻線陣目前已經(jīng)有了可使用的成熟產(chǎn)品，而對(duì)于定向線陣可用分立雙天線或雙極化天線，實(shí)現(xiàn)分集。另外，也可以考慮暫時(shí)回避智能天線低頻段小型化的工程難度，在450MHz頻段完全可以使用MBMS專用頻點(diǎn)組網(wǎng)開展廣播業(yè)務(wù)。

而對(duì)于TDD低頻段終端實(shí)現(xiàn)，周猛介紹低頻段終端射頻芯片的設(shè)計(jì)本身不存在技術(shù)難度，主要是電路設(shè)計(jì)和測(cè)試優(yōu)化的工作。T3G、聯(lián)芯等廠家都明確表態(tài)，完全可以支持。

應(yīng)盡早提出TDD低頻段方案

從目前看來，在ITU會(huì)議中由于TDD產(chǎn)業(yè)陣營(yíng)較為弱小，嚴(yán)重缺乏TDD的低頻段規(guī)劃，在目前698-762MHz、450MHz的規(guī)劃方案草案中沒有TDD的規(guī)劃建議安排。周猛表示如果中國(guó)不能盡快提交相關(guān)TDD劃分建議，TD-SCDMA及其TD-LTE將喪失一次公平合理獲取優(yōu)質(zhì)頻段的機(jī)會(huì)，這將嚴(yán)重制約TDD產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，他建議中國(guó)盡快形成劃分方案，并在ITU完成方案制定前提交，或者以政府或企業(yè)方式向ITU提交有利于TDD技術(shù)發(fā)展的方案。對(duì)于1GHz以下的各個(gè)頻段，周猛也進(jìn)行了詳細(xì)分析。

對(duì)于450~470MHz頻段，根據(jù)研究計(jì)算，全部頻段用于FDD效率較差（不足50%）；在不改變FDD雙工間隔的條下不宜采用FDD/TDD混合安排方案，而在改變FDD雙工間隔的條件下FDD/TDD混合方案最高頻譜效率只能到達(dá)75%。而全用于TDD，頻譜利用率可達(dá)100%，使用方式簡(jiǎn)潔，沒有保護(hù)帶的要求，可以很好的解決TDD網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)村覆蓋問題，降低網(wǎng)絡(luò)部署成本,為TDD用戶提供了享受低價(jià)服務(wù)的機(jī)會(huì)。

對(duì)于698~806MHz頻段，國(guó)際上目前對(duì)于此頻率安排剛剛起步，美國(guó)已完成698-806MHz規(guī)劃，并率先進(jìn)行了該頻段的拍賣，美洲其它國(guó)家，也將以美國(guó)劃分作為基礎(chǔ)輸出統(tǒng)一的規(guī)劃方案。歐洲的ECC PT1正在進(jìn)行790-862MHz頻段規(guī)劃方案，提出了有利于與廣播業(yè)務(wù)共存的“倒雙工”FDD頻率分配方案。由于國(guó)際上TDD陣營(yíng)非常弱小，目前尚缺乏相關(guān)建議輸入。

周猛最后強(qiáng)調(diào)，按照既定計(jì)劃在2009年10月ITU-R WP5D第6次會(huì)議，IMT的頻率規(guī)劃方案將最后完成制定，從時(shí)間上來看，非常急迫，因此建議我國(guó)主管部門能夠充分征求各方意見，統(tǒng)籌兼顧，及早規(guī)劃并提交TDD頻譜的安排方案。另外，他還建議盡快采取在諸如重大專項(xiàng)中安排相關(guān)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，盡快開展試驗(yàn)等方式全方位推動(dòng)TD-SCDMA及其LTE技術(shù)在P頻段的使用。

周猛簡(jiǎn)介：

中國(guó)移動(dòng)技術(shù)部負(fù)責(zé)新技術(shù)引入與試驗(yàn)，高工?，F(xiàn)在1999 年10 月畢業(yè)東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究生畢業(yè)，獲得工學(xué)碩士學(xué)位。中國(guó)科學(xué)院研究生院工程碩士導(dǎo)師。信息產(chǎn)業(yè)部TD 專家組成員，863 重點(diǎn)項(xiàng)目專家組成員，國(guó)際電聯(lián)ITU-R WP5D 未來移動(dòng)通信頻率分配研究組主席。進(jìn)入中國(guó)移動(dòng)以來，曾獲中國(guó)通信學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)、信息產(chǎn)業(yè)部?jī)?yōu)秀電聯(lián)文稿獎(jiǎng)，企業(yè)科技進(jìn)步獎(jiǎng)等十余項(xiàng)，在國(guó)際國(guó)內(nèi)核心刊物、會(huì)議等發(fā)表學(xué)術(shù)論文近30 篇，提出專利申請(qǐng)5 項(xiàng)，一項(xiàng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)審查。