商业无线服务共享联邦运营3100-3550 MHz频段的可行性

美国商务部威尔伯·L·罗斯，部长道格拉斯·W·金科夫，代理副助理国务卿通信与信息 2020年7月 目录 执行摘要 ............................................................................................................ 1 执行摘要 根据2018年《移动现在法案》（MOBILE NOW Act），国家电信和信息管理局（NTIA）评估了在3100-3550 MHz频段内，在现有业务运营不发生变化的假设下（除可能限制在美国大陆上空的机载雷达系统的部分使用外），允许商业无线服务（包括授权和非授权服务）共享无线电频谱使用的可行性。NTIA在履行其管理联邦频谱的职责时，力求平衡任务效能和频谱效率。应国会要求，本报告侧重于通过共享而非清频来创造商业使用机会。与此同时，政府越来越关注在可行的情况下清频。 这些频段位于更广泛的中间频段范围内，该频段范围被广泛认为对于确保美国在5G领域的领导地位至关重要。3100-3550 MHz频段对于国防部（DoD）和国土安全部（DHS）的雷达操作至关重要，这些操作服务于国防和国内安全。国防部在整个频段内使用固定、移动、舰载和机载平台运行高功率防御雷达系统，用于防空、导弹和火力控制、炸弹评分、战场武器定位、空中交通管制和射程安全。国土安全部的操作仅限于固定和可运输雷达。总体而言，并且在某些情况下单独来看，当前的联邦运营涵盖了整个美国及其附属领土。一些机载系统在全国范围内运行；地面雷达位于一百多个独特地点；舰载雷达在二十多个港口以及大西洋、太平洋和墨西哥湾沿岸地区运行。 本报告基于现有运营方式不变及立法授权进行频谱共享的假设，得出两大主要结论。首先，该频段3450-3550 MHz的部分频谱是潜在频谱共享的良好候选者，包括无线行业寻求的商业系统功率水平。其次，尽管最终在3450 MHz以下的频谱共享也可能可行，但应对该频段进行全面分析，以评估各种共享机制以及将现有运营商从频段剩余部分的部分频段迁出用于商业用途的潜力。目前，3450 MHz以下存在联邦分类和非分类运营，这可能与商业无线系统共享存在问题。这也需要得到解决，同时还需要考虑，如果某些联邦运营从3450 MHz以上移至3450-3550 MHz频段以进行共享，该频段部分频率范围可能会变得更加拥挤的前景。 美国国家电信和信息管理局 (NTIA) 开展此次评估，既是持续推进识别联邦及非联邦共享频段候选频段工作的一部分，也是响应《移动现在法案》(MOBILE NOW Act) 的举措。分析结果显示，3100-3550 MHz 频段中的 3450-3550 MHz 部分最有可能能够与商业无线服务共享。 相对较短的时间段。NTIA的初步认定随后由国防部（DoD）——该频段的唯一联邦用户——合作开展的一项对3450-3550 MHz子频段的技术研究所跟进。¹ 该3450-3550 MHz技术研究考察了该频段内所有联邦系统。它并未评估任何现有的非联邦系统。 3450-3550 MHz技术研究中，利用两种不同的假设性商业部署，分析了室外基站、室内接入点和移动用户设备对现有联邦运营的潜在总干扰。该分析使用了行业提供的商业系统特性。每个部署场景分析了三组功率等级，包括目前允许在3550 MHz以上相邻频段内为商业运营使用的相对低功率运行，以及行业代表已表明为最佳的高功率等级。报告对商业系统将基于授权或非授权方式运行持中立态度，且这种区别对结果没有影响。报告认识到，随着商业部署计划的成熟，修订模型和更新分析以考虑必要的发展将非常重要。报告在假设国防部（DoD）不会对其当前系统进行任何运营变更的前提下进行。因此，不同的国防部运营假设将对实际干扰及共享评估产生影响。 根据这些国防部运行假设，技术报告显示，商业运营带来的干扰预计会贯穿整个频段，并影响代表美国很大一部分人口的区域。报告仍得出结论，通过将全国航空系统过渡到替代频率、采取适当的干扰缓解机制以及进行进一步研究，3450-3550 MHz 子频段全部或部分区域进行频谱共享在技术上是可行的，包括在所有分析过的功率级别。该评估确定了为就共享机制能在多大程度上保障联邦任务不间断进行的同时允许商业接入，从而得出更明确结论所需进一步的工作。 为确定最佳频谱共享方案，技术报告设想将重点开展三项主要工作：(i) 对各联邦系统使用程度及引入频谱共享的使命影响进行更深入评估，该过程已启动；(ii) 制定可靠机制，在联邦系统运行时约束附近商业运营，以避免其造成有害干扰；(iii) 考虑将全国航空系统迁至替代频率。 为进一步努力，以促进在尽可能广阔的地理区域内进行潜在共享，美国国家电信和信息管理局（NTIA）建议考虑要求商业部署采取措施减少带外发射，并提高其对来自其他系统此类发射的抵御能力。此外，还应考虑修改频谱内现有部分的操作，以促进与商业部署的共享，并可能将现有用户从频谱的部分区域迁移，以使商业服务能够独占使用。国防部（DoD）对此频谱有若干现有用途；对每项用途的潜在变化都需要根据其自身情况单独评估。 下一步将集中于开展进一步工作，以实现3450-3550 MHz频段部分频谱的潜在共享，这是近期最有可能取得成功的领域，并考虑增加更多3100-3550 MHz频段商业接入的可能途径。 背景 《促进宽带投资并限制无线过度和不必要障碍法》（MOBILE NOW法案）第六十条5(a)款规定，商务部长应与联邦通信委员会（FCC）以及每个受影响联邦机构的负责人协商，通过国家电信和信息管理局（NTIA）工作，提交一份报告，评估“允许持有执照或未持有执照的商业无线服务共享3100-3550 MHz频段的频率的可行性”，并提交给国会相关委员会以及FCC。第六十条5(c)款规定，该报告应包括对共享可能对已在该频段运营的联邦和非联邦用户产生的影响的评估；确保共享的持有执照或未持有执照的服务不会对已在该频段运营的联邦或非联邦用户造成有害干扰的必要标准的评估；如果确定共享可行，则需确定哪些频率最适合通过竞争性招标分配新执照进行共享，用于与未持有执照的运营共享，或通过许可和未持有执照运营的组合方式共享。除将频率使用方式修改以迁移非监视 airborne 操作的个别情况外，对现有运营进行的变更以实现或促进潜在共享均未予考虑。 2010年，NTIA发布了《无线宽带十年规划》第3版《使500兆赫频谱可用于无线宽带计划与时间表》。该十年规划将3100-3500兆赫频段列为首批潜在重新规划频段，以实现500兆赫的目标。在制定十年规划的同时，NTIA对在五个频段（包括3500-3650兆赫）中部署无线宽带系统进行了评估，以启动进程并建议可在短期内可供使用的频谱。在该评估中，NTIA建议将3500-3650兆赫频段中可用的100兆赫高端频段（3550-3650兆赫）用于无线宽带，用于除特定沿海区域及测试和训练区域外的区域。这项工作促成了FCC公民宽带无线电服务（CBRS）的建立，该服务目前正 已实施。6 CBRS的监管和技术规则使联邦和商业用户能够在3550-3700 MHz频段内进行三级动态频谱共享，并享有相应级别的频谱接入权。CBRS方法部分依赖于基于软件的频谱接入系统，以便在附近的联邦船载雷达运行时通知和控制商业使用。7 美国国家电信和信息管理局（NTIA）随后与联邦机构合作，获取其运行在五个频段（包括3100-3550兆赫兹频段）的系统频谱使用信息。NTIA还要求各机构核实其系统特性，以便计算这些系统的地理覆盖范围，并提供其使用时间的估计。这些数据使得能够对每个系统使用其分配频谱的程度进行整体估算。基于这项工作，NTIA于2016年11月发布了《频谱使用定量评估》（“QA报告”），该报告指出，在3505-3550兆赫兹频段存在潜在的频谱共享机会。 在质量保证报告发布后，美国国家电信和信息管理局（NTIA）将3100-3550 MHz频段纳入一项跨部门评估，以确定和选择下一个需进行详细研究的联邦频段。该评估考察了多个可能被重新用途使用的机构所使用的若干频段。这项倡议包括制定一种识别和确定重新用途候选频段的战略方法——该方法将考虑搬迁成本、具有可比技术特性的替代频谱的可用性，以及频段相互依赖性和次级效应等因素。基于这些考虑并主要依赖质量保证报告的数据，在政策与计划指导小组（PPSG）的建议下，NTIA选定了3450-3550 MHz频段，用于进行详细的共享可行性研究。 与国防部（3450-3550 MHz频段的唯一联邦用户）和联邦通信委员会共同组建了一个联合工作组，以开展这些工作，最终促成了《3450-3550 MHz技术研究》。 3100-3550 MHz频段内的操作 美国将3100-3550 MHz频段的某部分频段主要分配给联邦无线电定位和地面无线电导航服务，如附表1所示。该频段也次要分配给使用主动传感器的联邦和非联邦地球探测卫星和空间研究服务，以及次要分配给非联邦业余服务。美国国家频率分配表中所包含的3100-3300 MHz、3300-3500 MHz和3500-3550 MHz频段的内容见附表1。 3 550 MHz频段属于中频范围，可能是我国宽带频谱库存中的关键资源。” 12 美国联邦通信委员会，工程与技术办公室，政策与规则司，《联邦通信委员会频率分配在线表》，47 C.F.R. § 2.106第40-41页（修订于2020年3月6日），可在（https://transition.fcc.gov/oet/spectrum/table/fcctable.pdf 频率分配表）查阅。该在线分配表提供了适用脚注的全文，其中一些在表1中已被缩写。二级业务的电台不应对已分配频率或未来可能分配频率的一级业务电台造成有害干扰，并且不能主张来自已分配频率或未来可能分配频率的一级业务电台的有害干扰的保护，国际电信联盟，《无线电规则》，第一卷-条款（2016年版本），第40页（脚注5.28至5.30），可在https://www.itu.int/pub/R-REG-RR/en 查阅。 联邦制 3100-3550 MHz频段对国防部（DoD）和国内安全部（DHS）的雷达操作至关重要，用于国防和国内安全。国防部在此频段使用固定、移动、舰载和机载平台运行高功率防御雷达系统。国防部在此频段运行的雷达系统用于防空、导弹和火力控制、炸弹评分、战场武器定位、空中交通管制和射程安全。国内安全部在此频段运行固定和可运输雷达，用于追踪无人机。当前的联邦运营范围覆盖整个美国及其领地（即，部分机载系统在全国范围内运行，地面雷达位于一百多个独特地点，舰载雷达在二十多个港口以及大西洋、太平洋和墨西哥湾沿岸运行）。以下是该频段内联邦系统的简要概述。 机载雷达系统 空军使用一部全国运行的高功率机载雷达，该雷达执行关键的机载预警与控制功能。空军还使用两套站保持设备（SKE）系统，以提升飞行安全并促进货物多机编队的管理。SKE安装在货机上，编队规模可从单个两机编队单元到多单元编队不等。操作员在起飞前选择所需的编队位置，SKE系统使用脉冲信号来保持该位置。空军目前在全国各地的美国本土及阿拉斯加、夏威夷的多个现役和预备役基地运行SKE系统。SKE系统获授权在全国范围内运行。海军航空系统司令部也在加利福尼亚州莫古角和中国湖、马里兰州帕图森河以及夏威夷州巴金桑斯太平洋导弹靶场范围运行机载系统。 地面雷达系统 国防部拥有四套可移动的地面雷达系统在此频段运行。国土安全部拥有一套此类系统。陆军、海军陆战队和国土安全部在美国多个地点运行系统，而海军航空系统司令部则在其靶场部署地面雷达系统。 船载雷达系统 海军使用该频段进行多种无线电导航任务，包括空中作战、空中交通管制（ATC）和进近管制。海军在所有航空母舰和两栖攻击舰上操作编队ATC雷达系统，用于引导飞机进近着陆。该系统也用作备份的短程空中搜索雷达系统。舰载雷达可在所有主要海军港口、造船厂以及一些