有效的頻譜管理對於確保國家安全和通信十分重要。目前，美國無線電頻譜的使用由美國聯邦通訊委員會（FCC）和國家電信和信息管理局(NTIA)負責監管與協調。
然而，美國問責局（GAO）調查指出，FCC和NTIA與用戶的合作機制仍存在重大差距，其協調機制也缺乏全面規劃流程等問題，雖然此前GAO已經提出了14項相關建議，但並未落實，為此，美國問責局於2022年8月2日發布《頻譜管理：改進規劃和機構間協作可加強頻譜重新分配工作》（SPECTRUM MANAGEMENT：Improved Planning and Interagency Collaboration Could Strengthen Spectrum Reallocation Efforts）報告，再次向FCC和NTIA提出相關建議。
無線電頻譜是一種重要而有限的自然資源。無線電頻譜資源是各種無線電技術應用的基礎和前提，在構建信息社會、推動經濟社會發展和國防建設中發揮着不可替代的重要作用。美國聯邦通訊委員會（FCC）和國家電信和信息管理局(NTIA)分別監管和管理美國非聯邦和聯邦頻譜使用。其中，FCC負責非聯邦公共和私人用途，如通過商業移動網絡提供的無線服務；商務部的NTIA負責聯邦用戶，並用於如國防、氣象衛星等。最近的美國國內和國際頻譜管理活動主要聚焦於：使頻譜可用於第五代(5G)移動通信。由於目前幾乎所有頻譜都已分配完，為了使頻譜可用於5G和其他商業服務，頻譜需要重新分配。因此，NTIA的一項關鍵頻譜管理活動是檢查頻譜頻段從聯邦到非聯邦使用重新分配的適用性。重新分配要求頻段內或頻段附近的現有用戶終止或修改其頻譜使用，將其受影響的服務轉移到其他頻段，或通過與其他用戶協調以適應正在進行的頻譜共享。作為重新分配工作的一部分，NTIA與FCC和受影響的機構協調，檢查擬議的重新分配對聯邦使用的潛在影響。一旦頻譜從聯邦用途重新分配到非聯邦用途，FCC主要使用頻譜拍賣將頻譜許可分配給對特定頻段出價最高的實體。FCC的拍賣授權將於2022年9月30日到期。重新分配頻譜，涉及將聯邦政府使用的頻譜轉移給非聯邦用戶，是一項複雜且耗時的工作，涉及許多利益相關者且需要通過很多步驟才能完成。對於重新分配，NTIA通常先從將受到擬議重新分配影響的機構處收集意見，還可以幫助機構評估擬議的重新分配可能對相關業務產生的潛在影響。為了解決提議的頻譜使用之間的潛在干擾，NTIA和 FCC須採用各種協調機制。對於國內事務，這些機構通過NTIA領導的委員會進行協調，該委員會為FCC 的頻譜程序提供意見。經授權，美國政府問責局（GAO）審查各機構對以上問題的協調進展。分別於2021年6月和2022年1月發布了兩份頻譜管理報告(GAO-21-474和GAO-22-104537)，報告討論了：(1)NTIA 制定了一個規劃流程來指導其頻譜重新分配工作的程度；(2)認識到聯邦機構在合作解決潛在頻譜干擾問題方面遵循領先實踐的程度。GAO共提出了14項建議。FCC和NTIA同意實施這些建議，其執行情況需要監督並及時發現存在問題。為此GAO開展此次審查。
聯邦和非聯邦頻譜使用示例
GAO在此次審查過程中發現，現有的機制並不能滿足機構間協作的現實需求。例如，雖然指導 FCC 和 NTIA 之間協調的文件強調儘可能達成共識，但當機構無法解決問題時，並沒有明確且商定的流程來處理這些分歧，從而影響了美國參與有關全球頻譜使用監管的相關國際會議。
2.1NTIA 的頻譜再分配工作缺乏全流程規劃管理
頻譜重新分配工作十分繁雜，可能需要許多年才能完成。最近3.5 GHz頻段的頻譜重新分配(稱為公民寬帶無線電服務或CBRS)花了10年時間才完成。在審查時，GAO發現NTIA卻沒有一個全面的記錄流程記錄其從頭到尾規劃其重新分配工作。
在進行頻譜重新分配時，NTIA和諮詢小組首先評估這種頻譜重新分配對在這些頻段內或附近運作的機構的潛在影響。隨後，各機構可進行技術研究，一次一個頻段，將現有無線系統移出考慮的頻段或開發共享項目的可行性、成本和時間長度。按照這些步驟，為了完全完成和實施頻譜重新分配變更，各機構需要將其系統移出頻帶或修改其操作。當項目涉及許多步驟和利益相關者時，NTIA的頻譜重新分配工作潛在的風險會增加。報告中明確了NTIA頻譜再分配工作的三項主要計劃管理問題，並建議NTIA通過制定計劃、分析風險、為NTIA正在進行的和未來的重新分配工作創建和更新時間表，使其頻譜重新分配規劃工作與項目管理的領先實踐保持一致，具體包括：制定定期更新的項目管理計劃並定期更新，NTIA和其他利益相關方(包括各機構)將可以確定NTIA是否預見並準備好了頻譜再分配的諸多步驟
制定一個可靠的、綜合的、定期更新的主計劃，來指導頻譜重新分配工作。進而可通過統一的時間基線衡量整體頻譜重新分配時間表；此外，一個完整的總進度計劃將可增強NTIA在成本、進度和範圍之間進行權衡的能力
在項目的整個生命周期中進行項目風險管理。如果沒有充分考慮頻譜重新分配的風險，NTIA可能無法有效應對這些風險，也無法幫助或代表各機構處理這些風險
2.2機構間協作
在機構間協作方面，GAO發現FCC、NTIA和其他相關機構的協作機制缺乏明確角色和責任，也未能制定書面指導和協議，因此在解決複雜問題(如頻譜管理)上阻礙較大。這些機構目前的協作機制包括：根據法令，FCC和NTIA每年至少會面兩次，針對各種列舉的問題進行聯合頻譜規劃FCC和NTIA簽署了一份諒解備忘錄，作為指導頻譜管理全面協調的主要機制；國內頻譜協調事務主要由NTIA領導的委員會負責協調相關機構，該委員會也為FCC的頻譜程序提供意見；對於美國參加「世界無線電通信大會（WRC）」有關全球頻譜使用監管的國際會議，各機構通過「會議籌備委員會」進行協調，投入資源，制定一份符合美國立場和意見的一般性指導文件，確立籌備委員會運作的期望和程序，由國務院提交給區域機構或直接提交給WRC。針對機構間合作，GAO在報告中提出以下問題：
雖然指導公平競爭委員會與NTIA和籌備委員會之間沒有明確界定和商定的程序來解決各機構無法解決的問題與頻譜管理活動相關的諒解備忘錄和一般指導文件已經20年沒有更新對美國參加2019年WRC的審查的問題影響了協作，如各機構之間的爭議、無法就美國的技術貢獻達成一致等，對美國決策或統一立場提出了挑戰基於此，GAO建議：FCC和NTIA為涉及其他機構的頻譜管理活動的決策建立了明確定義和一致認可的流程，尤其是在無法達成共識的情況下；
FCC和NTIA闡明並進一步確定頻譜管理活動的共同目標或成果，這些活動涉及合作以及監控和跟蹤進展的方式；
FCC和NTIA更新FCC-NTIA諒解備忘錄，以解決已確定的差距，並開發一種方法來持續監控和更新此協議；
FCC和NTIA要求各州在相互協商和與其他相關參與者協商的基礎上，啟動對一般性指導文件(指導美國WRC準備工作的文件)的審查，並更新和開發持續監控和更新該文件的方法；
FCC和NTIA建立程序來幫助指導頻譜共享和潛在干擾研究的設計，旨在作為美國對WRC技術會議的貢獻(與彼此、州和美國技術準備過程的其他聯邦參與者協商)。
2.3FCC和NTIA的反饋
FCC大致同意與NTIA和各州合作，商務部也表示同意GAO對NTIA的建議。2022年1月，FCC確認其承諾實施GAO在2021年6月報告中的建議，並表示已開始採取措施解決這些問題。2022年2月，NTIA表示正在酌情與FCC和州協調，處理GAO在2021年6月報告中的建議。對於尚未執行GAO建議的機構，GAO將繼續監測它們在這方面的進展。3.1FCC和NTIA在頻譜重新分配與管理工作方面任重道遠
隨着美國商業無線服務（如移動電話、移動應用程序、視頻流、Wi-Fi）的持續增長，對頻譜的需求迅速增加。美國國內業界因為頻譜使用問題時常發生糾紛。如航空業擔心5G移動信號影響飛航安全,與無線運營商之間曠日持久的頻譜口水戰；SpaceX向FCC抗議，因頻譜問題反對批准Viasat收購Inmarsat；美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)指責24GHz分配用於5G可能會擾亂天氣預報；國防部(DoD)和GPS用戶對Ligado Networks的L波段的推出感到不滿等。這些事件的發生從側面反映了負責管理美國境內頻譜使用的FCC和NTIA兩個聯邦機構的協調失能。NTIA主要負責監督聯邦機構對頻譜的使用，並就相關問題向總統提供建議。FCC是一個管理美國商業頻譜的獨立監管機構，兩者之間經常因為選民、聯邦頻譜用戶、以及商業應用的利益衝突而遭遇糾紛。兩機構之間沒有相互制衡的權利，但作為分工和職責不同的美國無線電頻譜管理部門，根據美國國內無線電頻譜需求、使用情況進行頻譜重新分配、協調是其應有之義。美國國會已頒布政策，使更多的頻譜可用於商業用途，在某些情況下，對聯邦機構使用頻譜重新分配用於商業用途，在保證美國防部和商業系統在不降低國防部能力的情況下使用相同的頻率，實現頻譜共享。5G技術及未來6G技術將增加對額外頻譜的需求，可能會改變國防部使用頻譜的方式，需要不同的頻譜分配。這些工作需要FCC與NTIA之間協調，並協調相關部門。近期，該兩部門採取行動，加強相互之間協調工作。2022年2月，FCC和NTIA達成一致，將加強機構之間的直接溝通，包括每月例行舉辦的正式會議，聯合制定頻譜規劃。此外，兩監管機構將更明確地定義其在頻譜管理方面的角色、就頻譜分配政策展開合作，以及合作制定可分析頻譜干擾和兼容性的流程。2022年3月， FCC和NTIA就頻譜問題展開合作互派工作人員，指定工作人員參加對方的顧問委員會。2022年8月2日，FCC和NTIA發布新的諒解備忘錄，促進兩個機構之間加強協調。這些舉措將會對頻譜分配及協調工作產生積極影響。但頻譜重新分配工作，除了FCC和NTIA兩個部門外，還涉及許多利益相關部門，如果這些部門間沒有長期的跨機構合作戰略，缺乏統一的組織和領導機構，FCC的頻譜重新分配工作將面臨持續的重重障。這些問題將會影響了美國參與有關全球頻譜使用監管的國際會議。雖然GAO提出了相應的針對性建議，但FCC和NTIA在改進規劃和機構間協作、加強頻譜重新分配、提高頻譜管理水平工作方面還有許多工作要做。3.2發揮技術手段作用進一步提高頻譜管理效率
綜合運用行政、技術和工程等手段對電磁頻譜使用進行籌劃、組織、協調和控制，以免頻率使用設備、系統及業務間發生相互干擾是頻譜管理的主要手段。早期和當前的頻譜管理主要依靠人工制定頻譜政策、頻率規劃和使用規則，通過為頻率使用設備、系統和業務統一划分頻段、分配頻率來實現，在頻率需求較為有限、電磁環境相對簡單的情況下比較適用。這種管理模式側重計劃分配、被動響應，人工成本高，管理效低下，難以適應目前頻譜需求快速增長及電磁環境的快速變化的情況。從長遠發展來看，充分發揮技術手段的作用，進一步提高頻譜管理效率是一種較為快捷、高效、經濟的方式。在提高頻譜利用率方面，5G系統中可採用多天線技術，使用具有大陣列增益的波束賦形、多個數據流空間復用、高的空間聚焦多用戶傳輸技術等；採用認知無線電技術，在部分頻譜已經固定地劃分給授權用戶的情況下，認知用戶通過先進算法可以對電磁環境進行感知，檢測未被使用的空閒頻譜，估計信道狀態信息、預測信道容量，從中選擇最優可用頻率並接入，與授權用戶實現頻譜共享空閒頻段，並調用這些空閒頻段為用戶服務，提高總體的頻譜利用率。此外，人工智能技術的蓬勃發展為頻譜管理模式的變革帶來了新的機遇，深度學習、群體智能、區塊鏈等新興技術在頻譜數據分析、控制信道分配、防欺騙決策等方面表現出優越性，使頻譜機會發現和利用能力不斷提升。3.3頻譜政策對移動通信產業創新與商業模式影響深遠無線電頻譜是移動通信產業發展的基礎資源與核心要素，頻譜政策深刻影響着技術路線、建設成本和商業模式。當前，無線電頻譜需求快速增長，移動通信業務與其他地面業務、空間業務間的頻率使用矛盾日益突出。如何高效開發和利用頻譜資源，為移動通信產業創新和可持續發展注入強大動力，是各國無線電頻譜管理部門面臨的重大課題。統一的、強有力的組織和領導機構協調各相關部門的利益，問題的快速處理及落實，充分發揮高新技術手段的作用，多策並舉可能是實現頻譜管理的有效手段。免責聲明：本文轉自學術plus，原作者潛行。文章內容系原作者個人觀點，本公眾號轉載僅為分享、傳達不同觀點，如有任何異議，歡迎聯繫我們！
技經觀察丨Log4j漏洞為開源軟件安全敲響警鐘
技經觀察丨小芯片技術開闢半導體新賽道
技經觀察丨生物技術對美國國防的未來影響
技經觀察丨美國先進計算政策分析（之一）——美國超級計算機政策分析
技經觀察丨英國正推動自動駕駛立法創新，布局2025路線圖
轉自丨學術plus
作者丨潛行
編輯丨鄭實
國際技術經濟研究所（IITE）成立於1985年11月，是隸屬於國務院發展研究中心的非營利性研究機構，主要職能是研究我國經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經濟發展態勢，為中央和有關部委提供決策諮詢服務。「全球技術地圖」為國際技術經濟研究所官方微信賬號，致力於向公眾傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。
地址：北京市海淀區小南莊20號樓A座
電話：010-82635522
微信：iite_er
留言列表