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低频段频谱规划应注重平衡(转自未来移动通信论坛6月1日)
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2007年世界无线电大会对IMT频段进行了划分，随后国际各个标准化组织便开展了相关移动通信低频段规划工作，美国、欧洲等无线电管理部门甚至完成了频段的拍卖和指配。ITU-R 专门从事3G/4G技术标准及频率分配的5D研究组从去年2月份开始成立了专门的研究组，从事有关电联划分建议草拟工作。2009年ITU开始了4G标准征集，征集工作于2009年10月结束，而与此同时针对于IMT频段的规划工作也将随之尘埃落定。在2009年10月ITU-R WP5D第6次会议上，将出台频谱规划方案建议。
频谱资源是无线通信系统的基础性战略资源，充分的频谱资源是移动通信系统网络业务发展的保证，根据国际电联和各国无线电管理机构的相关规定，频率由划分到使用有如下的几个步骤：国际划分、国内划分、国内规划、国内分配、使用。新技术新业务的频率规划具有超前性，一般需要十几年甚至更长时间。因此这次频谱规划将影响到未来相当长的一段时间内移动通信产业的发展。目前各国的部署情况如何？这次频谱规划的焦点在哪？这次频谱规划将带来哪些影响？带着这些问题我们采访了国际电联ITU-R WP5D 未来移动通信频率分配研究组主席、中国移动技术部副处长周猛。
1GHz以下的频段争夺激烈
周猛介绍，WRC07新分配给陆地移动通信业务四段频率450～470 MHz、698-762MHZ频段、2300～2400 MHz、3.4～3.6GHz。5D研究组频谱分配研究组针对这四段新增频率都在组织研究。目前争论较为集中的是1GHz以下的P波段。这是因为由于电波传播的特性，传播特性好的低端优质频率可以大大减少建网成本，提升技术与产业竞争力。以在2GHz和700MHz两个频段的路径损耗为例，采用700MHz频段所用的站点仅仅是2GHz的33%，正因为如此，各国、各阵营对于1GHz以下频段的争夺最为激烈。
从目前看来，很多国家和地区也已经对这段频谱进行了部署与划分。1GHz以下用于IMT的频段主要为450～470MHz和698～806MHz。从国际上来看CDMA450阵营大力推动450～470MHz频段用于CDMA450，这个阵营主要包括阿朗、华为、高通、北电、CDMA450协会以及瑞典部分应用CDMA450的国家，爱立信则推动该频段用于未来FDD通信系统，并得到了其所在国瑞典的支持；对于698～806MHz频段，美国美洲、欧洲已开始或正在开始将部分频段用于移动业务，美国已完成了规划和拍卖，其安排已经被ITU草案接纳，而欧洲也在推动这个频段的FDD规划。周猛分析目前国际情况，表示当前对于1GHz以下的频谱规划草案基本都倾向于FDD，针对450～470MHz的7种规划建议方案全部用于FDD，并且已被ITU草案报告R.1036采纳。这种情况对于TDD来说，前景并不乐观。
增加TDD频段有利于增强有限频率资源的利用率和安排的灵活性
面对有限的频谱资源，频谱利用率一直是空口传输技术发展的一个重要指标。如何将频谱资源发挥其更大的效用，成为移动通信学术界、产业界共同关注的话题，而这也是TDD的产业优势近年来日益凸显的重要原因。
周猛介绍，在频谱利用方面，由于TDD不需要双工间隔，因此可以将全部频段都用于传输业务，频谱利用率达到100%。而对于FDD来说，由于收发同时进行，必须要采用双工间隔来避免发射机对接收机的干扰，这无疑会对频谱使用造成一定的浪费。对于450-470MHz频点，如果用于FDD，双工间隔至少为5MHz，其频谱利用率最多只有75%。
而在频谱灵活性方面，TDD也比FDD频带配置更为灵活。FDD需要成对频谱，且配置固定，因此受双工间隔限制，450-470MHz频段用于FDD规划只能限于窄带宽应用；而TDD则可根据可用频谱量，灵活配置带宽，对于LTE系统已经支持了1.4/3.0/5/10/15/20MHz等多种带宽，如果分配给TDD系统使用，则可以支持1.4-20MHz带宽的灵活应用，极大了方便了运营商根据场景和需求选择合适的带宽，优化该频段的利用。此外UHF频段都有其它业务占用，增加了FDD规划的复杂性，而TDD规划的灵活性则为该频段规划提供了解决方案。
TDD频段匮乏已久
周猛介绍，由于历史条件的限制，目前国际划分中TDD方式的频谱资源比较匮乏，定位在FDD补充的位置上。在WRC-07之后，ITU累计为移动通信划分了约1200MHz的频谱资源，从频谱规划和全球3G运营情况上来看，3G频谱的国际规划以FDD为主，TDD方式的频谱规划明显较少，在已经明确分配的约570MHz频段中，FDD频谱约为480MHz分布在700MHz-2690MHz范围内，TDD约分配只局限在1900～1920MHz、2010～2025MHz和2570～2620MHz的85MHz频段。两者之比约为6：1，且TDD通信方式主要安排在2GHz频段以上的S波段。而这种形势，对TDD持续发展是非常不利的。
周猛表示目前传播特性较好的低端P频段（<1GHz）基本上都分配给FDD系统，例如2G的GSM和CDMA等。因此，对于FDD系统而言有足够的低端频率可以用于解决农村和偏远地区的覆盖问题。而对于起步较晚，发展相对滞后的TDD系统，目前尚没有任何低端频段可用。如果用现有的2GHz频段来解决低密度地区的覆盖问题将大大增加网络部署成本。这种频率分配的不均衡性已经构成了对技术发展的限制和制约，严重影响了TDD技术的发展和普及,特别是不利于吸引更多的国际力量壮大TDD阵营。而在周猛看来WRC-07新标识频谱划分是弥补这种不平衡的难得机遇。
TD的发展需要更多的频段
周猛提到，与国际的主流划分相比，中国在频率规划中充分考虑了对TDD技术和产业的支持。在国内已为3G规划的共565MHz之中，TDD共计获得155MHz频率，FDD获得了共计350MHz。TDD所占比例已有了很大的上升。但是，TDD划分频段除2010-2025MHz可用外，其他频段均尚存在一定的问题，例如：1880-1900MHz室外站受到PHS的杂散干扰；1900-1920MHz被PHS所占用；2300-2400MHz需要协调无线电定位业务有序退出等。
周猛指出，TD-SCDMA目前只能使用2GHz的频段，限制了单站覆盖能力的提升，使广域覆盖的建网成本居高不下，这对于TD-SCDMA及后续LTE建设覆盖全国大网、降低落后地区的移动通信的用户成本，是一个阻碍。同时频率的多寡及优劣也是影响产业界进行TD-SCDMA及后续LTE投入的重要风向标。
因此周猛认为，对于TD-SCDMA及后续的TD-LTE来说，推动TDD获取低频段一方面是提高TD-SCDMA及其LTE网络能力的需要，而另一方面则是推动TD-SCDMA及其LTE产业发展壮大，同时加快国际化进程的需要。
周猛说，近年来虽然TD-SCDMA在国内取得了快速的发展，但是从国际角度来讲还处在起步阶段，国际产业界观察张望、感兴趣的多，然而投入实施得少。近年来，在中国政府和中国移动等企业推动下，TD-SCDMA与TD-LTE在技术上与FDD方式差距不断缩小接近，全球频率划分中频段多寡及其优劣也逐渐上升成为TD-SCDMA及其LTE产业发展的主要影响因素，因此科学前瞻的频率划分方案将是动员国际产业各界投入资源共同开展相关研发和产业化、运营应用的鲜明旗帜，对 TD-SCDMA及TD-LTE的国际化进程将起到非常有效的推动作用。
TDD使用低频段完全可行
P频段用于TD-SCDMA及后续演进系统，对技术、设备实现的可行性需要进行客观全面的评估。周猛介绍，TD-SCDMA的同源系统SCDMA（大灵通），在400M频段已经规模应用的经验已经规模用于农村覆盖，在基站和终端射频器件及天线形态上都积累了一定的经验。
而从目前FDD/TDD LTE的共硬件平台研发实际来看，将低频段用于基于MIMO+OFDM为基础的TD-LTE系统不存在实现难度。TDD使用低频段的可行性的难点主要在于TD-SCDMA系统，而700M频段的智能天线完全可以实现；因此核心难点则在于450MHz频段智能天线的小型化问题。对于这一点，周猛介绍对于均匀线阵目前已经有了可使用的成熟产品，而对于定向线阵可用分立双天线或双极化天线，实现分集。另外，也可以考虑暂时回避智能天线低频段小型化的工程难度，在450MHz频段完全可以使用MBMS专用频点组网开展广播业务。
而对于TDD低频段终端实现，周猛介绍低频段终端射频芯片的设计本身不存在技术难度，主要是电路设计和测试优化的工作。T3G、联芯等厂家都明确表态，完全可以支持。
应尽早提出TDD低频段方案
从目前看来，在ITU会议中由于TDD产业阵营较为弱小，严重缺乏TDD的低频段规划，在目前698-762MHz、450MHz的规划方案草案中没有TDD的规划建议安排。周猛表示如果中国不能尽快提交相关TDD划分建议，TD-SCDMA及其TD-LTE将丧失一次公平合理获取优质频段的机会，这将严重制约TDD产业的发展。因此，他建议中国尽快形成划分方案，并在ITU完成方案制定前提交，或者以政府或企业方式向ITU提交有利于TDD技术发展的方案。对于1GHz以下的各个频段，周猛也进行了详细分析。
对于450~470MHz频段，根据研究计算，全部频段用于FDD效率较差（不足50%）；在不改变FDD双工间隔的条下不宜采用FDD/TDD混合安排方案，而在改变FDD双工间隔的条件下FDD/TDD混合方案最高频谱效率只能到达75%。而全用于TDD，频谱利用率可达100%，使用方式简洁，没有保护带的要求，可以很好的解决TDD网络的农村覆盖问题，降低网络部署成本,为TDD用户提供了享受低价服务的机会。
对于698~806MHz频段，国际上目前对于此频率安排刚刚起步，美国已完成698-806MHz规划，并率先进行了该频段的拍卖，美洲其它国家，也将以美国划分作为基础输出统一的规划方案。欧洲的ECC PT1正在进行790-862MHz频段规划方案，提出了有利于与广播业务共存的“倒双工”FDD频率分配方案。由于国际上TDD阵营非常弱小，目前尚缺乏相关建议输入。
周猛最后强调，按照既定计划在2009年10月ITU-R WP5D第6次会议，IMT的频率规划方案将最后完成制定。从时间上来看，非常急迫，目前，各国所提交的建议频段划分文稿都是FDD划分，如目前450-470MHz划分建议中已经有了7种划分方案，全部是FDD划分方式。因此建议我国主管部门能够充分征求各方意见，统筹兼顾，及早规划并提交TDD频谱的安排方案。另外，他还建议尽快采取在诸如重大专项中安排相关技术研究和产业化项目，尽快开展试验等方式全方位推动TD-SCDMA及其LTE技术在P频段的使用。
https://blog.sciencenet.cn/blog-284259-244868.html
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频谱资源是无线通信系统的基础性战略资源，充分的频谱资源是移动通信系统网络业务发展的保证，根据国际电联和各国无线电管理机构的相关规定，频率由划分到使用有如下的几个步骤：国际划分、国内划分、国内规划、国内分配、使用。新技术新业务的频率规划具有超前性，一般需要十几年甚至更长时间。因此这次频谱规划将影响到未来相当长的一段时间内移动通信产业的发展。目前各国的部署情况如何？这次频谱规划的焦点在哪？这次频谱规划将带来哪些影响？带着这些问题我们采访了国际电联ITU-R WP5D 未来移动通信频率分配研究组主席、中国移动技术部副处长周猛。
1GHz以下的频段争夺激烈
周猛介绍，WRC07新分配给陆地移动通信业务四段频率450～470 MHz、698-762MHZ频段、2300～2400 MHz、3.4～3.6GHz。5D研究组频谱分配研究组针对这四段新增频率都在组织研究。目前争论较为集中的是1GHz以下的P波段。这是因为由于电波传播的特性，传播特性好的低端优质频率可以大大减少建网成本，提升技术与产业竞争力。以在2GHz和700MHz两个频段的路径损耗为例，采用700MHz频段所用的站点仅仅是2GHz的33%，正因为如此，各国、各阵营对于1GHz以下频段的争夺最为激烈。
从目前看来，很多国家和地区也已经对这段频谱进行了部署与划分。1GHz以下用于IMT的频段主要为450～470MHz和698～806MHz。从国际上来看CDMA450阵营大力推动450～470MHz频段用于CDMA450，这个阵营主要包括阿朗、华为、高通、北电、CDMA450协会以及瑞典部分应用CDMA450的国家，爱立信则推动该频段用于未来FDD通信系统，并得到了其所在国瑞典的支持；对于698～806MHz频段，美国美洲、欧洲已开始或正在开始将部分频段用于移动业务，美国已完成了规划和拍卖，其安排已经被ITU草案接纳，而欧洲也在推动这个频段的FDD规划。周猛分析目前国际情况，表示当前对于1GHz以下的频谱规划草案基本都倾向于FDD，针对450～470MHz的7种规划建议方案全部用于FDD，并且已被ITU草案报告R.1036采纳。这种情况对于TDD来说，前景并不乐观。
增加TDD频段有利于增强有限频率资源的利用率和安排的灵活性
面对有限的频谱资源，频谱利用率一直是空口传输技术发展的一个重要指标。如何将频谱资源发挥其更大的效用，成为移动通信学术界、产业界共同关注的话题，而这也是TDD的产业优势近年来日益凸显的重要原因。
周猛介绍，在频谱利用方面，由于TDD不需要双工间隔，因此可以将全部频段都用于传输业务，频谱利用率达到100%。而对于FDD来说，由于收发同时进行，必须要采用双工间隔来避免发射机对接收机的干扰，这无疑会对频谱使用造成一定的浪费。对于450-470MHz频点，如果用于FDD，双工间隔至少为5MHz，其频谱利用率最多只有75%。
而在频谱灵活性方面，TDD也比FDD频带配置更为灵活。FDD需要成对频谱，且配置固定，因此受双工间隔限制，450-470MHz频段用于FDD规划只能限于窄带宽应用；而TDD则可根据可用频谱量，灵活配置带宽，对于LTE系统已经支持了1.4/3.0/5/10/15/20MHz等多种带宽，如果分配给TDD系统使用，则可以支持1.4-20MHz带宽的灵活应用，极大了方便了运营商根据场景和需求选择合适的带宽，优化该频段的利用。此外UHF频段都有其它业务占用，增加了FDD规划的复杂性，而TDD规划的灵活性则为该频段规划提供了解决方案。
TDD频段匮乏已久
周猛介绍，由于历史条件的限制，目前国际划分中TDD方式的频谱资源比较匮乏，定位在FDD补充的位置上。在WRC-07之后，ITU累计为移动通信划分了约1200MHz的频谱资源，从频谱规划和全球3G运营情况上来看，3G频谱的国际规划以FDD为主，TDD方式的频谱规划明显较少，在已经明确分配的约570MHz频段中，FDD频谱约为480MHz分布在700MHz-2690MHz范围内，TDD约分配只局限在1900～1920MHz、2010～2025MHz和2570～2620MHz的85MHz频段。两者之比约为6：1，且TDD通信方式主要安排在2GHz频段以上的S波段。而这种形势，对TDD持续发展是非常不利的。
周猛表示目前传播特性较好的低端P频段（<1GHz）基本上都分配给FDD系统，例如2G的GSM和CDMA等。因此，对于FDD系统而言有足够的低端频率可以用于解决农村和偏远地区的覆盖问题。而对于起步较晚，发展相对滞后的TDD系统，目前尚没有任何低端频段可用。如果用现有的2GHz频段来解决低密度地区的覆盖问题将大大增加网络部署成本。这种频率分配的不均衡性已经构成了对技术发展的限制和制约，严重影响了TDD技术的发展和普及,特别是不利于吸引更多的国际力量壮大TDD阵营。而在周猛看来WRC-07新标识频谱划分是弥补这种不平衡的难得机遇。
TD的发展需要更多的频段
周猛提到，与国际的主流划分相比，中国在频率规划中充分考虑了对TDD技术和产业的支持。在国内已为3G规划的共565MHz之中，TDD共计获得155MHz频率，FDD获得了共计350MHz。TDD所占比例已有了很大的上升。但是，TDD划分频段除2010-2025MHz可用外，其他频段均尚存在一定的问题，例如：1880-1900MHz室外站受到PHS的杂散干扰；1900-1920MHz被PHS所占用；2300-2400MHz需要协调无线电定位业务有序退出等。
周猛指出，TD-SCDMA目前只能使用2GHz的频段，限制了单站覆盖能力的提升，使广域覆盖的建网成本居高不下，这对于TD-SCDMA及后续LTE建设覆盖全国大网、降低落后地区的移动通信的用户成本，是一个阻碍。同时频率的多寡及优劣也是影响产业界进行TD-SCDMA及后续LTE投入的重要风向标。
因此周猛认为，对于TD-SCDMA及后续的TD-LTE来说，推动TDD获取低频段一方面是提高TD-SCDMA及其LTE网络能力的需要，而另一方面则是推动TD-SCDMA及其LTE产业发展壮大，同时加快国际化进程的需要。
周猛说，近年来虽然TD-SCDMA在国内取得了快速的发展，但是从国际角度来讲还处在起步阶段，国际产业界观察张望、感兴趣的多，然而投入实施得少。近年来，在中国政府和中国移动等企业推动下，TD-SCDMA与TD-LTE在技术上与FDD方式差距不断缩小接近，全球频率划分中频段多寡及其优劣也逐渐上升成为TD-SCDMA及其LTE产业发展的主要影响因素，因此科学前瞻的频率划分方案将是动员国际产业各界投入资源共同开展相关研发和产业化、运营应用的鲜明旗帜，对 TD-SCDMA及TD-LTE的国际化进程将起到非常有效的推动作用。
TDD使用低频段完全可行
P频段用于TD-SCDMA及后续演进系统，对技术、设备实现的可行性需要进行客观全面的评估。周猛介绍，TD-SCDMA的同源系统SCDMA（大灵通），在400M频段已经规模应用的经验已经规模用于农村覆盖，在基站和终端射频器件及天线形态上都积累了一定的经验。
而从目前FDD/TDD LTE的共硬件平台研发实际来看，将低频段用于基于MIMO+OFDM为基础的TD-LTE系统不存在实现难度。TDD使用低频段的可行性的难点主要在于TD-SCDMA系统，而700M频段的智能天线完全可以实现；因此核心难点则在于450MHz频段智能天线的小型化问题。对于这一点，周猛介绍对于均匀线阵目前已经有了可使用的成熟产品，而对于定向线阵可用分立双天线或双极化天线，实现分集。另外，也可以考虑暂时回避智能天线低频段小型化的工程难度，在450MHz频段完全可以使用MBMS专用频点组网开展广播业务。
而对于TDD低频段终端实现，周猛介绍低频段终端射频芯片的设计本身不存在技术难度，主要是电路设计和测试优化的工作。T3G、联芯等厂家都明确表态，完全可以支持。
应尽早提出TDD低频段方案
从目前看来，在ITU会议中由于TDD产业阵营较为弱小，严重缺乏TDD的低频段规划，在目前698-762MHz、450MHz的规划方案草案中没有TDD的规划建议安排。周猛表示如果中国不能尽快提交相关TDD划分建议，TD-SCDMA及其TD-LTE将丧失一次公平合理获取优质频段的机会，这将严重制约TDD产业的发展。因此，他建议中国尽快形成划分方案，并在ITU完成方案制定前提交，或者以政府或企业方式向ITU提交有利于TDD技术发展的方案。对于1GHz以下的各个频段，周猛也进行了详细分析。
对于450~470MHz频段，根据研究计算，全部频段用于FDD效率较差（不足50%）；在不改变FDD双工间隔的条下不宜采用FDD/TDD混合安排方案，而在改变FDD双工间隔的条件下FDD/TDD混合方案最高频谱效率只能到达75%。而全用于TDD，频谱利用率可达100%，使用方式简洁，没有保护带的要求，可以很好的解决TDD网络的农村覆盖问题，降低网络部署成本,为TDD用户提供了享受低价服务的机会。
对于698~806MHz频段，国际上目前对于此频率安排刚刚起步，美国已完成698-806MHz规划，并率先进行了该频段的拍卖，美洲其它国家，也将以美国划分作为基础输出统一的规划方案。欧洲的ECC PT1正在进行790-862MHz频段规划方案，提出了有利于与广播业务共存的“倒双工”FDD频率分配方案。由于国际上TDD阵营非常弱小，目前尚缺乏相关建议输入。
周猛最后强调，按照既定计划在2009年10月ITU-R WP5D第6次会议，IMT的频率规划方案将最后完成制定。从时间上来看，非常急迫，目前，各国所提交的建议频段划分文稿都是FDD划分，如目前450-470MHz划分建议中已经有了7种划分方案，全部是FDD划分方式。因此建议我国主管部门能够充分征求各方意见，统筹兼顾，及早规划并提交TDD频谱的安排方案。另外，他还建议尽快采取在诸如重大专项中安排相关技术研究和产业化项目，尽快开展试验等方式全方位推动TD-SCDMA及其LTE技术在P频段的使用。
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