建立在山姆大叔的“海滨”光谱之上：调整激励措施的六种方法 更好地利用电波

itif.org建立在山姆大叔的“海滨”频谱之上：调整激励措施以更好地利用电波的六种方法乔·凯恩和杰西卡一起吃饭|2023年1月联邦政府控制着大片电磁频谱，但目前的管理系统缺乏有效的方法来激励机构有效地使用它。国会和拜登政府应该促进频谱的良好管理，并使其能够更好地为联邦任务和商业无线生态系统提供动力。关键的外卖联邦政府有需要使用电磁频谱的重要任务。但联邦频谱缺乏市场纪律和利润动机，因此它不倾向于有效利用。国会和管理与预算办公室（OMB）应使频谱重新定位基金（SRF）更加灵活，以便可用于升级设备以及频谱效率收益的长期规划和研究。政策制定者应该拍卖更多的覆盖许可证，为那些可以通过支付搬迁、升级设备或以其他方式保护现有用户来说服联邦机构腾出一些频谱的人创造盈利机会。联邦政府应通过提高接收器的质量并尽可能将定制服务迁移到商用5G网络来减少其频谱足迹。行政部门应该在管理机构的频谱使用方面发挥更积极的作用，既要更好地核算联邦使用的成本，又要把提高商业频谱容量作为高级别的优先事项。 信息技术与创新基金会 | 2023 年 1 月页面的页面2内容介绍2联邦频谱控股是巨大的2激励措施对联邦频谱 3 的运作方式不同使联邦频谱激励措施与美国频谱政策保持一致的改革 41.改革商业光谱增强行动42.创建说服市场：出售覆盖许可证 53.提高联邦接收器的质量54.提高联邦服务与商业网络的兼容性 65.价格机构谱76.维护白宫和国会领导8结论9尾注10介绍联邦政府对频谱的使用可以追溯到无线电频率用于通信的开始，如何在政府和私人使用之间分配频谱接入的政策问题也是如此。早在 1912 年的《无线电法》中，国会就制定了私人行为者在每小时的前 15 分钟在“重要海港”让位给海军的规则.1 虽然频谱技术有所改进，但私人和联邦频谱使用之间发生冲突的可能性仍然存在。事实上，随着现有的联邦控股威胁到无线经济的增长，它只会变得更加严重，而无线经济对于将所有美国人连接到有益且通常必不可少的应用程序变得越来越重要。然而，目前的系统导致联邦控制下的频谱比例过大，政策制定者应优先考虑改革，以激励频谱的有效使用并为私人用途创造更多容量。联邦频谱控股是巨大的联邦政府控制着无线服务最理想的频率范围内的大部分频谱。2012 年，总统科学技术顾问委员会 （PCAST） 发现，联邦政府独家或主导使用 58.1% 的 3 GHz 以下频率（通常称为“海滨”频谱，因为它们的传播特性与常见的通信应用相匹配，因此备受追捧.2 今天，中频频谱是新的海滨， 最近的一项研究估计，61%的“中低频段”频谱（定义为3-8.4 GHz）被分配给联邦政府使用。 信息技术与创新基金会 | 2023 年 1 月页面的页面3联邦谱激励工作不同联邦政府有充分的理由获得频谱。从气象卫星到军用雷达，一切都依赖于对无线电频率的可靠访问，我们都对这些系统运行良好感兴趣。但也有充分的理由对联邦频谱持有持一定程度的怀疑态度。在追求利润的行为者的私人市场中，当资源在其他用途中变得更有价值时，资源的价格就会上涨。例如，当更多的人想搬到曼哈顿时，那里的土地价格就会上涨。这种增长既激励人们更有效地利用他们拥有的房地产（较高建筑物中的较小公寓），又使业主重新考虑财产的最佳用途（农场将更好地位于北部）。受私人市场支配的频谱使用权也存在同样的动态。随着中频频段许可证的销售额达到数十亿美元，移动提供商必须认真思考如何从每个赫兹中挤出最大的生产力。这种市场过程的结果是资源倾向于流向更具生产力的用途，因为其他任何事情都会导致有人拒绝获利机会。由于两个相关原因，联邦用户不存在相同的激励措施。缺乏市场价格和缺乏利润激励，破坏了许多提高频谱效率的传统方法。首先，联邦用户不会面临市场纪律，因为他们的频谱没有定价。联邦频谱由国家电信和信息管理局（NTIA）管理，隶属于商务部。虽然 NTIA 评估了潜在的权衡并向频谱用户收取象征性费用，但没有什么比基于市场的使用费更接近于激励机构节省频谱使用，无论是通过使用较小的频率范围来实现相同的目标，还是通过减少他们依赖频谱的目标数量4。其次，联邦用户（及其雇员）不会从他们提供的服务效率中获利。即使联邦机构看到了频谱使用的全部成本或更有效地使用频谱的好处，也不清楚它是否真的会改变机构的行为。对于私人许可频谱，买卖频谱权的财务成本和收益由被许可人及其股东内部化。如果一家公司更有效地使用频谱来赚钱，或者通过出售不使用的频率来赚钱，那么公司就可以更好地实现其盈利目标。联邦机构的情况并非如此。联邦机构中的个人肩负着支持该机构在实施联邦政策方面的作用的使命。由于政府不是一个追求利润的企业，这些任务的成功与经济效率并不严格相关。例如，国防部（DOD）的一名成员通过找到一种在较小频率范围内操作雷达设备的方法而一无所获，如果改进使该机构失去以前拥有的频谱权利，可能会受到惩罚。对于一个从事关键任务的机构来说，最好是保留有效的方法，而不是改变有效的方法，以牺牲从现状中获得的确定性和权力为代价，使其他人受益。这两种现象——缺乏市场价格和缺乏利润激励——破坏了许多提高频谱效率的传统方法。政治力量 信息技术与创新基金会 | 2023 年 1 月页面的页面4各机构及其任务是第三个复杂因素。联邦机构确实有重要的使命要完成，并且经常需要频谱来满足这些任务，但它们享有修辞上的制高点，从中呼吸“国家安全”或“安全”这两个词会进一步质疑他们实现这些有价值的目标的效率。正如缺乏市场激励伴随着联邦频谱分配的领域一样，这种政治和修辞动态也是如此，因此政策制定者必须准备好用胡萝卜加大棒来应对机构。改革使联邦频谱激励措施与美国频谱政策保持一致我们应该保护联邦机构履行其基本职能的能力，但频谱容量填满，而机构本身缺乏自我节约的结构性激励，当机构断言需要广泛持有频谱时，仅仅相信他们的话已经不够了。由于联邦频谱持有量是争论的常年来源，因此以前已经提出了以下许多建议的解决方案，并且应该与现有的大量文献一起考虑，其中许多类似的想法交替提出，攻击和捍卫5。尽管联邦频谱持有问题反复出现，但缺乏实施任何重大改革的大胆行动。关于它们是否会在实践中起作用，当然存在合理的问题，但政策制定者有责任至少尝试改革，使频谱可用于这一壮举，他们现在经常哀叹美国在未来几代无线技术中的领导地位缺乏必要的绿地频谱。以下六项建议将是良好的起点。1.改革商业光谱增强行动根据《商业频谱增强法》（CSEA），联邦机构可以通过从频谱重新定位基金（SRF）中提取资金来收回使联邦频谱可供非联邦或共享使用的成本.6 SRF由频谱拍卖收益资助，由管理和预算办公室（OMB）管理.7 CSEA目前对SRF资金的使用施加了适得其反的限制。最值得注意的是，各机构可能会使用搬迁资金用与旧系统具有“可比能力”的设备替换现有设备.8换句话说，机构不能使用SRF资金购买可以更有效地使用频谱的改进设备。这种限制产生了当有更好的设备可用时将低质量无线电设备留在现场的反常结果，这降低了无线电频率的整体生产力，并通过将它们降级为旧的而不是最先进的设备来降低联邦服务的潜在有效性和安全性。取消这一限制将促进在搬迁过程中采用更先进的技术;它还将激励各机构使用SRF，因为清除频谱将带来升级设备的潜力。现代化的联邦频谱使用将更加高效，并与技术进步保持同步，可能会带来伴随的国家利益。同样，CSEA应涵盖更广泛的活动范围。目前，资金可用于规划过程和研究与开发工作，这些工作符合规定的类别： 信息技术与创新基金会 | 2023 年 1 月页面的页面5“旨在提高频谱使用效率和有效性的其他规划活动”的总统。9 虽然这一包罗万象的条款可以广义地解读，但更明确的授权将鼓励OMB允许更具前瞻性，因此有时只是间接有益的计划，以提高长期频谱效率，同时仍满足机构的运营要求。2.创建说服市场：出售覆盖许可证鉴于缺乏传统的激励措施来推动联邦用户节省频谱使用量，我们可以通过拍卖覆盖许可证来创造一个说服策略市场。覆盖许可证赋予所有者使用联邦机构频谱的权利，如果该机构同意的话.10 自上而下的放弃频率的立法要求可能经常会遇到拖拖拉拉的不合规情况，但有时间、技能、金钱和动机的私人行为者可以更好地制定一个双赢的安排，即使从机构的角度来看也是如此。虽然在其他情况下，覆盖许可证的目标是让新进入者买断现任者，但对于联邦用户来说，最终目标是让该机构放心，它可以同样或更好地完成其使命，而无需保持其频谱的独占使用。然后，覆盖许可证创造了一个说服市场：只有当被许可人成功说服机构允许它时，许可证才能导致频谱的商业使用，可能通过升级设备以使该机构过得更好。因此，该计划将取代政策制定者（和智囊团）无休止的绞痛，他们寻求政府频谱的通用银弹，最好的工程师和甜言蜜语者之间的竞争 - 他们有自己的钱 - 寻找定制解决方案，允许有利可图的商业用途，同时保留联邦系统的功能。事实上，覆盖许可证在 AWS-1 拍卖中成功加速了商业无线服务的部署11。一个有时间、技能、金钱和动力来解释机构日常问题并促进解决方案的私人行为者可以更好地制定一个双赢的安排，即使从机构的角度来看也是如此。覆盖许可证还与清除现有机构、将频段分为联邦和非联邦使用或实施共享系统兼容。政府在出售覆盖权时不需要预先确定访问制度。相反，代理机构和覆盖被许可人可以协商对他们最有利的制度。这一进程反过来又会促进发展更复杂和更可靠的共享机制，因为如果可靠的技术能够维护其现有权利，联邦机构将更愿意用于商业用途。3.提高联邦接收器的质量只有在商业用途造成有害干扰的情况下，增加联邦应用附近频谱的商业使用才是一个问题。因此，联邦接收器通过更先进的滤波器或计算技术提高抗干扰能力，将增加所有用途的频谱可用性。由于联邦通信委员会（FCC）目前正在研究如何提高在其管辖范围内频谱中运行的接收器的抗干扰性，因此联邦 信息技术与创新基金会 | 2023 年 1 月页面的页面612虽然客观地描述接收器的性能比描述发射器的性能更困难，但努力实现能够改善现状的技术发展至关重要。另一种选择是容易受到附近频段干扰的接收器，这要么威胁到联邦服务的完整性，要么排除在联邦机构频段之外的商业运营.13 因此，联邦采购应优先考虑最先进的接收器。在部署开始时投资高质量的接收器将降低未来改造或有害干扰的成本。为这些努力提供资金应是先前建议的扩大战略成果框架的一部分。联邦机构还应定期审查其使用或监管的设备的标准。这些审查除了考虑干扰环境的当前和未来变化外，还应考虑技术发展。即使这些审查并不总是导致大规模改造，了解现场接收器的能力以及技术上可行的改进也是频谱政策过程的宝贵投入。因此，假设这种更积极的作用将提高联邦服务的长期可靠性，同时最大限度地减少其频谱足迹。4.提高联邦服务与商业网络的兼容性联邦用户还可以通过投资在商业频谱上运行的服务而不是定制的联邦系统来成为更好的频谱管理者。正如联邦政府从私人承包商那里采购其他关键任务用品一样，它应该寻求利用现有的5G网络作为其通信系统。虽然有许多类型的通信技术，但增加许可证灵活性将允许私营运营商在其现有许可证下提供大多数服务。此举将有两个好处。首先，由于商业无线提供商在内部管理其网络，因此法规就不需要施加频率分离和其他降低频谱可用性的限制。其次，联邦用户将受益于无线技术的商业研究和开发，而不必在内部开发创新系统，预算比私营企业更有限14。通过动态共享在服务之间无缝过渡的网络也将为处理战场上的恶意传输时的操作连续性指明方向。说联邦机构应该在商业频谱上运行应用程序并不是说他们应该只接受大众市场水平的可靠性和安全性。虽然许多联邦政府对频谱的使用涉及敏感的国家安全利益或严格的可靠性要求，但没有理由认为私营公司不能或不愿意像其他承包商竞标以匹配联邦政府的严格标准一样实现这些目标。有益的是，国防部已经在寻找更多将其需求迁移到5G网络的方法。例如，它已签约在美国各地的基地进行实验和测试，旨在以支持作战应用的方式利用商业领域的5G发展.15此外，许多私人和联邦技术进步是双重用途的：例如，网络安全或频谱共享的进步可以提高专用频谱的质量和生产力，同时还可以扩展联邦在军事应用方