1.3 移动通信的频谱分配
频谱是无线电发展的有力支撑,随着科学技术的迅猛发展和经济全球化的不断深入,频谱资源稀缺已经成为全球关注的焦点。而要确定通信频段,即频谱分配,首先要考虑的因素有:电波传播特性、环境噪声及干扰情况、障碍物尺寸、服务区域范围及地形、与已经开发频段的协调和兼容性等。
此外,无线通信设备建立在适当和可用的频段上,使用不同频段,其传播特性是不一样的。同样,新系统在其频段中使用的业务范围(指所处理业务的频率范围)决定了该频段的带大,数据速率越高,则需要的带宽越大。制造商希望分配到期望的频谱段,并在经济利益上得到相应的投资回报。
因此,ITU在世界无线电通信大会上制定了国际频率分配表。国际频率分配表按照大区域和业务种类给定,各国可根据具体国情做出调整。
① 1979年,ITU首次给陆地移动通信划分出主要频段。根据ITU的规定,1980年我国国家无线电管理委员会制定出陆地移动通信使用的频段(以900MHz为中心)。
● 集群移动通信:806~821MHz(上行),851~866MHz(下行)。
● 军队:825~845MHz(上行),870~890MHz(下行)。
● 大容量公用陆地移动通信:890~915MHz(上行),935~960MHz(下行)。
此时,我国大容量公用陆地移动通信采用的是TACS(Total Access Communications System)体制的模拟移动通信系统,相邻频道间隔为25kHz。
② 为支持个人通信发展,1992年,ITU在世界无线电通信大会上,对工作频段做了进一步划分。
移动通信频段:
● 1710~2690MHz在世界范围内可灵活应用,并鼓励开展各种新的移动业务。
● 1885~2025MHz和2110~2200MHz用于IMT-2000系统,以实现世界范围的移动通信。移动卫星通信频段:
● 小低轨道移动卫星通信:148~149.9MHz(上行),137~138MHz、400.15~401MHz(下行)。
● 大低轨道移动卫星通信:1610~1626.25MHz(上行),2483.5~2500MHz(下行)。
● 第三代移动卫星通信:1980~2010MHz(上行);2160~2200MHz(下行)。1995年,修改为1980~2025MHz(上行),2160~2200MHz(下行)。
此时,我国大容量公用陆地移动通信采用的是GSM体制的数字移动通信系统,相邻频道间隔为200kHz。上行链路采用890~915MHz频段,下行链路采用935~960MHz频段。
随着移动通信业务的发展,我国开通了IS-95CDMA数字移动通信系统,上行链路采用824~849MHz频段,下行链路采用869~894MHz频段。
国家无线电委员会对2000MHz的部分地面无线电业务频率进行了重新规划。
● 公众蜂窝与移动通信1(1800MHz频段)的频率:1710~1755MHz(上行),1805~1850MHz(下行)。
● 公众蜂窝与移动通信2(1900MHz频段)的频率:1865~1880MHz(上行);1945~1960MHz(下行)。
③ 2000年,ITU在世界无线电通信大会上,为IMT-2000重新分配了频段,标志着建立全球无线系统新时代的到来。这些频段是805~960MHz、1710~1885MHz和2500~2690MHz。依据国际电联有关第三代公众移动通信系统频率划分和技术标准,按照我国无线电频率划分规定,结合我国无线电频谱使用的实际情况,我国第三代公众移动通信系统频率规划如表1-6所示。
表1-6 我国第三代公众移动通信系统频率规划
④ 2007年,在世界无线电通信大会上,国际电信联盟无线通信标准化部门ITU-R制定了国际IMT(第三代及第四代移动通信系统)的新频段具体为:3.4~3.6GHz的200MHz带宽、2.3~2.4GHz的100MHz带宽、698~806MHz的108MHz带宽和450~470MHz的20MHz带宽。
WRC’07不仅为国际IMT确定了新的频段,同时还为卫星、航空、集群通信等技术重新修订了频谱标准。
近年来,移动通信发展十分迅猛,瑞典调查公司Pingdom发布的最新数据显示,截至2011年年底,全球手机注册用户数已经突破59亿。目前,3G在全球已呈普及之势,4G的规模商用也呼之欲出。各种各样的移动通信业务层出不穷,这使得无线电频谱成为了稀缺资源。为移动通信业务增加频谱划分成为业界的共识,因此,科学利用频谱越来越重要。在这方面,欧美强国已经走在了世界前列。2011年4月,欧盟委员会发布通信技术新规范,要求欧盟各成员国开放900MHz和1800MHz两个GSM专用频段供4G数据通信网络使用,可运行的网络类别包括LTE和WiMAX两种标准。据不完全统计,开放GSM频段为欧盟无线通信产业省下超过40%的网络建设成本。
这是由于欧洲的3G发展已经比较成熟,很多用户已经由2G迁移到3G,因此可以将2G频率划给新的制式使用。而我国绝大部分用户仍然停留在2G网络,因此,我国暂不具备开放2G频谱的条件。