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宽带移动通信电磁频谱规划与管理研究

宽带移动通信电磁频谱规划与管理研究

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作者：聂博识北京邮电大学

学位级别：硕士

随着无线通信新技术的迅速发展,特别是宽带移动通信系统和业务的爆炸式增长,需要更多的无线电频率作为载体进行高速的无线传输。为保证各类用频系统的良好运行,无线电频率管理部门需要对每一种新系统或设备指定独立的频谱资源。过去的... 详细信息

随着无线通信新技术的迅速发展,特别是宽带移动通信系统和业务的爆炸式增长,需要更多的无线电频率作为载体进行高速的无线传输。为保证各类用频系统的良好运行,无线电频率管理部门需要对每一种新系统或设备指定独立的频谱资源。过去的频率管理方法基本上是利用行政手段人为指定频率的,缺乏科学性的论证与分析,事实也表明就在资源非常紧张的中低频段仍有频率使用效率不高的现象出现,这导致了低效的频谱资源管理与高速增长的频谱需求的矛盾日益突出。近些年,国际上针对未来宽带移动通信发展的框架和市场做出了预测,并提出了频谱需求预测的概念;一些国家将频谱规划工作系统集成化、电子化,利用信息化手段将更科学合理的频谱规划方案进行展示。受此启发,我国的宽带移动通信频谱规划与管理需要精确的频谱需求预测为依据,也需要信息化的频率规划软件为工具,指导未来各类用频系统和设备的频率规划工作。基于对我国未来移动通信系统频率需求的准确预测分析,并结合软件辅助规划理念的应用,能够有效地解决此矛盾。因此,新的宽带移动通信频谱规划与管理技术已经引起了研究人员的广泛关注。本文首先简单介绍了电磁频谱管理的概念及特点、宽带移动通信频谱管理中的关键技术,接着本文重点研究了频谱需求预测技术和频率辅助规划技术。随着我国加快推进4G移动通信系统发展建设,未来4G频谱规划迫在眉睫。频谱需求预测是为新用频系统确定频段最先关注的依据,然而以往关于我国的频谱需求预测缺乏一定的数据支撑与科学依据并且频率规划工作往往脱离频谱需求预测结论而独自开展。本文提出的基于层次化频谱需求预测的IMT系统频率规划将分为两个层次重点解决针对我国IMT系统未来频谱总需求预测相关的市场数据预测和未来TDD、FDD两种用频方式的需求比例预测,为我国频谱需求预测及频率规划工作提供强有力的科学论证。此外,在未来频率管理信息化的问题中,本文提出了IMT系统频率规划软件的建设构想和设计方案,通过对系统架构、功能流程、模块设计的分析研究,为频管信息化进程提出建设性方案。本文主要内容包括以下几个方面：首先,概述了电磁频谱管理的定义,指出了电磁频谱管理是保证无线通信产业有序、健康发展的前提并对其法律法规约束进行了调研;然后,介绍了宽带移动通信频谱管理的现状,结合频谱需求趋势,简要介绍了宽带移动通信频谱规划与管理中面临的挑战和应对这些挑战所采取的关键技术;随后较为详细的介绍了基于层次化频谱需求预测的IMT系统频率规划研究和IMT系统频率规划软件设计这两个主要论文研究点。在我国频谱需求预测的研究部分,首先讨论了目前我国关于IMT频谱需求预测所面临的问题,即缺乏一定的数据基础和与频率规划相关的预测数据从而导致现行的频率规划工作缺乏认可度;接着本文引出了层次化频谱需求预测方法,通过对频谱总需求预测一般方法的研究结合我国移动通信市场的特点,给出详尽的预测用基础数据;接着通过对影响TDD、FDD两种用频方式需求比例因素的分析,定量预测了两种方式的需求比例;最后根据总需求与比例的预测,给出了我国未来IMT频率规划方案建议和满足度情况。在IMT系统频率规划软件的设计中,以人工进行频率规划的流程为基础,设计了包括频谱需求预测、仿真实验、规划决策生成和基础数据库等在内的功能模块及其功能执行流程,并在不同模块中介绍了已实现的部分功能。论文在最后部分对全文进行了概括总结,分析了技术方案仍不完善的地方,并指出了今后的研究方向。

关键词：宽带移动通信频谱规划与管理频谱需求预测辅助规划

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