4個寓言故事，看懂非授權頻譜監管

4個寓言故事，看懂非授權頻譜監管

2017-12-13，國家無線電管理局（簡稱：無管局）釋出一份《微功率短距離無線電裝置技術要求（征求意見稿）》，這是國家監管非授權譜頻的裡程碑事件。我設計了 4 個寓言故事，幫助大家了解：非授權頻譜的特點，監管的意義，以及合理的技術解決方案。

寓言故事一

  自古以來，村子裡有一條 600 米寬的大馬路，筆直平坦，天然形成，免費行走。近 100 年來，因為技術的限制，馬路上僅有一些：行人，獨輪車，牛車。因為馬路太寬了，各行其道，也就相安無事。

  近幾年來，技術突飛猛進，發明了汽車，它跑得快，運載多。村子裡成立了多家運輸公司，采購了數量衆多的汽車，都要上這條免費的“大馬路”。這本是好事，既友善村民乘車，又能降低運貨成本。

  村長一看這熱鬧的局面，很擔心，這麼多汽車上路，會不會出車禍呢？

   為安全起見，村長好幾宿沒睡覺，制定了大馬路規則：

  1）隻能使用本 600 米寬的馬路，不準再另外修建；

  2）車速不準超過 80 km/h；

  3）劃分 200 個車道，每個寬 3 米；

  4）任何車輛不準壓車道線；

  5）如有救護車和警車通行，所有車輛要讓道。

   第二天，村長把“規則”張貼在村頭，讓大夥提提意見。村民對于上面幾點意見，都叫好；幾家運輸公司也說棒，不用擔心自家的汽車和别家的碰撞。

  大家都感謝村長，為村民謀福祉。

寓言故事一的技術解讀

  1887年，德國實體學家赫茲發現無線電，100多年來，無線電改變了人們的通信方式。無線電頻譜是自然形成（就像：空氣和大地），不屬于人們的制造品。按道理說，無線電頻譜屬于“公共用品”；為了提高使用效率和降低幹擾，世界各國政府都将頻譜列為國家所有，監管使用。

  每個國家都會開放一個頻譜給群眾免費使用，這經常稱之為ISM(Industrial Scientific Medical) 頻段，此頻段主要是開放給工業、科學、醫學三個主要機構使用。

   在中國，470-510 MHz的頻譜開放給民用計量儀表使用。因為是免費和免授權，這給蓬勃發展的物聯網應用提供了優良的基石。在LPWAN（低功耗廣域網），中國已經處于領先的發展水準，即将誕生 BAT 級的物聯網公司。

  目前，無管局規定，470-510 的頻段：

  1）使用頻率：470-510MHz；

  2）發射功率限值：50mW(e.r.p)；

  3）占用帶寬：不大于200kHz；

  4）頻率容限：100x10-6；

  5）優先當地聲音、電視廣播電台使用。

   這些監管措施是必要的，它為良性使用頻譜提供了規章制度。

寓言故事二

  眼看着村裡運輸公司的汽車即将上路，村長還是很擔心，萬一這些汽車撞上了，咋整呢？村長秘書出了個主意：大馬路上行駛的汽車，不準變道，不準超車。

  村長覺得這不妥：萬一汽車上路時，前面有一輛牛車，這不準變道和超車，那這汽車不就當牛車用了！再說，空出來的車道，可就利用不上了。

  村裡的會計算了下：這條馬路值 1400 億，如果不準變道和超車，那麼使用率不到 10%。換句話說，馬路有90% 的浪費，經濟損失高達1260 億元！

  又要保證安全，還要提高效率，這可真為難村長了。

  村裡的宣傳員說，幹脆把這條規則加上，再張貼出去，看看村民的反響，說不定，有聰明人能解決這個難題。

   元旦前，這條規則加上了，張貼到了村頭的宣傳欄。這可引起了村民們的震動，基于認知水準和自身利益，有以下幾派聲音。

   最悲慘的是運輸公司。他們從銀行借了款，買了汽車，除了掙錢，還想服務下村民。這下，好幾十萬的汽車，隻能當幾千塊錢的牛車使；說出來，全是淚，跳樓的心都有了！

  最開心的是趕牛車的。啥高科技汽車，不還是得當牛車使！說什麼，汽車跑得快，拉得多，幫村子賺錢，将來修學校，全扯蛋。按我的看法，就應該把運輸公司改成養牛場，大馬路上多加點牛車才是王道。

  最漠不關心的是行人，你們鬥吧，誰赢了，都跟我無關。

寓言故事二的技術解讀

  2018年元旦前，無管局釋出了《征求意見稿》，其中包括：470-510MHz頻段，限單頻點使用，不能用于組網應用。

  頻譜是極為寶貴的資源，1MHz頻譜的國際市場價格約 5 億美元。470-510MHz頻段，有 40MHz，共計 200 億美元。所謂組網，是指無線電裝置使用算法，智能利用空閑信道，這是國際公認的科學使用頻譜的做法。

  如果不能組網，隻限單頻點使用，這意味着 90% 的信道将會浪費，這将損失 180 億美元（折合成人民币約1260 億元）。

 據統計 2017 年，中國超過 1000 家企業從事 LPWAN 物聯網研發，470-510頻段通信晶片超過 1000 萬片，占全球一半以上。中國的 LPWAN 應用明顯領先全球 1-2 年，給 80% 的碎片化長尾市場提供了完整的生态鍊。

如果不能組網，那麼這些公司将蒙受巨大的損失，中國的 LPWAN 科研，也将會栽個大跟頭。

寓言故事三

  村子裡一些有責任心和使命感的年青人，開始提出各種主意。

  小趙說，這樣吧，上路的汽車，申請牌照，村委會監管運作。

  村裡的保安隊長不高興，光抓小偷和調解村民糾紛，就已經負擔很重了，還要到馬路上天天監管汽車，這不行！

  小東說，建立備案制度，誰家的汽車，到村子裡去登記，出了事，好找負責人。

  村裡的會計不樂意，這可是要建立一個資訊系統，還要專人操作，成本太高了，不好使！

  盡管大家建議不一緻，但有一點是共同的：汽車允許變道，允許超車。

  甭說運輸公司的汽車賺錢了，會給村子修學校，這有點遠。眼前的事，汽車跑得快，那村民出行可就友善了；汽車拉得多，做生意的商家運輸成本就低了。因為汽車上路，會給村民帶來更美好的生活！

寓言故事三的技術解讀

  自《征求意見稿》釋出，行業内有責任心和使命感的企業統統發聲，獻計獻策。大家不約而同地呼籲：删除“470-510MHz頻段，限單頻點使用，不能用于組網應用。”

   有機關提出，對于城市和區域級大範圍組網的企業，需要在無線電管理部門進行申請和備案。我們覺得，非授權頻譜本就不需要發申請和牌照，這會給政府和企業帶來人力和物力成本；

   有企業提出，建立 RRU(Radio Resource Usage)證備案制度。我們覺得，這将要建立一個龐大的資訊系統，并且政府需要增加管理人員的編制。  

寓言故事四

  有一個叫“小米”的年青人，鑽研交通 10 多年，平時又喜歡了解其他村子的制度。他提出 3 點好建議：

  1）雖然有很多汽車上路，其實，發生車禍的可能性不太大。為什麼呢？因為大馬路太寬了，整整 200 個車道，還是無限長，每輛汽車隻走一段路就得加油休息；司機懂得避讓，畢竟，大家都想過好日子，不想為車禍鬧心。

  2）隔壁叫“歐洲”的村子，早就在十字路口豎立了“紅綠燈”，紅燈停，綠燈行，極大地降低了汽車碰撞。我們村子，也可以設立“紅綠燈”，這東西，成本低，并且自動運作，不需要人工幹預。

  3）除了叫“歐洲”的村子，還有叫“美國”的村子，都立法了。誰不遵守“紅綠燈”，誰惡意幹擾别人行車，輕則罰款，重則不準上路。他們村子裡的保安，有權抽檢。

   村委會一看這建議，恍然大悟，原來，别人家村子，早就遇到這個難題，并且已經有解決方案了。那不就按魯訊先生的名言----拿來主義，取其精華，棄之糟粕。咱們也豎立“紅綠燈“，加強處罰制度。

   保守的村長秘書，還是覺得不妥：畢竟，咱們村子人多，情況不一樣，能解決嗎？嘿嘿，這次村委會的成員都機靈了：怕什麼，人家村子搞了這麼多年，平安無事，先試運作！

寓言故事四的技術解讀

  在無線通信世界裡，隻有同頻信号的發射功率相當時，才會産生幹擾。一般而言，隻要 2 個信号強度相差 6dB，就不會産生幹擾。

  比如：同一個無線接收裝置，在同一個無線頻點，隔得近的無線裝置發射功率為0dBm（1mW），隔得遠的無線裝置發射功率為 -10dBm（0.1mW），那麼，該接收裝置仍可以解碼“近”發射器的信号。

  因為物聯網部署在廣大的區域，随着空間的延伸，信号的衰減與距離的平方成正比。是以，同頻幹擾，并沒有想象地那麼強烈！比如，您家的 WiFi 很難被旁邊樓棟的 WiFi 幹擾，就是這個道理。

   歐洲的 868MHz 免費頻段，有一個Duty Cycle(發送占空比)，它為1%。執行個體，如果一個裝置發射時間=1S，接下來的99S，它将不能再發射無線電信号（可以接收無線電信号），這樣做是為了保證公平和防止非法占用信道。

 470-510MHz，完全可以建立這樣的制度，通過 Duty Cycle 防止一個無線電裝置不間斷地發射。

   歐洲的 868MHz 和 北美的 915MHz，都是立法保障免費使用；同時，它也制定了嚴格的處罰機制。對于那些違章（如：Duty Cycle）的企業群組織，可以處以經濟處罰，甚至退市等行政處罰。

  中國也可以加強處罰制度，采取政府“抽檢”，群眾“舉報”等手段，讓惡意擾亂頻段正常使用的企業和機關，付出違章成本。這把“達摩克利斯之劍”，可以更好地保障頻譜被良好使用。

結語

相信，引入“紅綠燈”和“交通處罰”的技術解決方案後，CN470-510頻譜會得到最大程度的科學使用，為中國建設物聯網提供堅實的基礎。