第三节 2019年我国无线电应用与管理面临的形势

一、5G产业发展推进仍面临挑战

1.频谱资源有限，供需矛盾凸显

现阶段，我国的频谱资源是异常稀缺的，高、低频段的优质资源的剩余量十分有限。4G时期我国就分配好了低频段中的优质频率，而高频段频谱因频率高、开发技术难度大、服务成本高，目前能用且用得起的资源较少。目前在6G以下，很难有3×200MHz的可用频段，必须启用毫米波段。在5G时代移动数据流量将呈现爆炸式增长，为满足eMBB、uRLLC、mMTC三大类5G主要应用场景对更大带宽、更短时延和更高速率的需求，需对支持5G新标准的候选频段进行高中低全频段布局，所需频谱数量也将远超2G/3G/4G移动通信技术的总和。我国频谱供需矛盾将在5G时代愈发凸显。我国5G的用频思路是6GHz以下频率为基、高频为补充发展。2018年12月，工业和信息化部已经向中国移动、中国联通、中国电信三大运营商发放了全国范围内的5G中低频段试验频率使用许可，加速了我国5G产业化进程，但5G商用面临的频谱资源频段挑战还很大。

2.5G部署投入成本高，短期内很难获取资本回报

5G基站包括宏基站和小微基站等主流基站模式。与4G相比，5G的辐射范围较小，从连续覆盖角度来看，5G的基站数量可能是4G的1.5～2倍。机构预计，三大运营商5G无线网络投资总规模约6500亿元，其中，宏基站总数约400万个，小微基站约600万个。而大规模天线使5G基站建设成本高，还需新建或大规模改造核心网和传输网，因此构筑良好的5G网络需要运营商投入大量财力。投资大幅度增加，但场景落地和资本回报路径尚不清晰。现阶段，5G发展仍以政策和技术驱动为主，VR、人工智能、无人驾驶等关键技术还未成熟与普及，应用服务为时尚早，目前存在过度炒作迹象。就市场普遍看好的NB-IoT来讲，运营商一直在努力推广，但目前的应用主要还是“三表”（燃气、水、电）及市政项目，成本仍然是企业推出NB-IoT产品的关键因素。未来，网络部署、应用开发、用户导入和习惯培养也需较长时间，预计5G商用早期将面临较大的经济效益压力。

3.核心技术对外依赖度还很高，部分底层关键技术仍不成熟

我国5G核心技术对外依存度还比较高，电信设备和不少终端设备的核心器件依赖进口。在标准制定方面，与美欧厂商相比，我国通信厂商不具备压倒性优势，很难复制高通在3G时代的强势地位。在芯片领域，国内厂商在商用时间和技术上与欧美基本同步。在电信设备领域，我国FPGA、数模转换器、光通信芯片等电信设备基本从欧美元器件厂商进口；在终端方面，以智能手机为例，内存、CIS等核心元器件基本被国外把控，即便是国内设计的SoC，其CPU和GPU完全依赖于英国ARM微处理器的技术授权。在物联网领域，截至目前，华为、中兴等公司推出了物联网解决方案，其中的CPU都是ARM的内核。同时，5G相较于前几代移动通信技术，设计理念新颖，功能更加强大，对高频段射频器件等关键材料器件要求较高。目前，5G终端产品的技术成熟度和商用化进程滞后于通信网络设备，尤其是在射频等底层关键领域的技术还不成熟。我国在5G中高频材料器件领域与欧美差距较大，这将是我国5G产业发展的痛点。

二、低功耗广域网产业发展需关注的问题

1.市场碎片化程度较高

网络、技术、产业、应用市场和产品标准的碎片化一直是影响LPWAN高速发展的关键。在技术层面，存在蜂窝LPWAN方面的NB-IoT、eMTC等技术，非蜂窝LPWAN方面的LoRa、Sigfox、ZETA等技术；在标准层面，工业领域常见的标准协议就有上百种，如再考虑到私有协议，数量可达上千种；在市场应用层面，LPWAN应用已经覆盖工业、商用、消费三大领域约20多个行业、160多个应用场景，拥有数目繁多的终端设备接口。根据物联网智库预测数据，预计到2020年，我国LPWAN接入设备将达到1.97亿个，行业市场规模将达到30.14亿元。由于各行业对LPWAN产品的需求不同，使得LPWAN的应用市场碎片化程度较高。但随着NB-IoT标准的出台和商用，华为、中兴及三大电信运营商、军工企业等加快在LPWAN物联网基础领域的投入力度，提升产业链资源整合能力，LPWAN碎片化现状有望改变。

2.产业核心技术薄弱

受原材料、装备、芯片等领域核心技术薄弱的影响，我国LPWAN发展所需的相关技术和设备基本依赖进口。除华为主导的NB-IoT的国际标准体系外，目前我国LPWAN的核心技术仍停留在“引进—模仿—改进—创新”层面，对国外技术的依赖度较高，缺乏原始创新，技术积累和资本投入水平仍与国外先进国家差距较大。同时，缺乏拥有强大技术实力和竞争力的龙头企业。芯片是LPWAN行业的核心设备，也是技术性壁垒较高的产业链环节。我国LPWAN产业链中，射频识别芯片技术基础薄弱，工艺水平不高，部分多功能、微型化、智能化、网络化的高端芯片基本依赖进口。如LoRa技术的核心芯片基本由美国半导体制造商Semtech控制，后者占有LoRa射频芯片80%以上的市场份额。SIGFOX芯片技术也主要由欧美企业掌握，主要芯片供货商包括TI、ST、Silicon Labs、On-Semi、NXP、Ethertronics、Microchip等。另外，我国LPWAN安全技术和产品创新能力不足，整体安全解决方案提供商数量较少。“十三五”时期，我国LPWAN产业目标是迈向中高端，低功耗广域网中的芯片、设备、数据服务都在规划目标之列。

3.物联网安全问题凸显

一方面，与传统物联网相比，LPWAN物联网在实际应用中拥有海量终端设备及轻量级嵌入式系统，任何微小的安全漏洞都可能引发巨大的安全事故。基于LoRa和NB-IoT物联网主要的安全威胁来自感知层终端设备。如固件代码植入、任意代码执行、弱加密算法、设备绑定漏洞、DoS攻击、固件升级检查等。目前，许多LPWAN物联网终端设备的安全处理能力非常低，很容易成为黑客攻击目标。在传输层，LPWAN物联网终端设备主要采用不稳定的无连接的UDP传输层协议向基站发送数据，存在通信劫持的风险。另一方面，LoRa等LPWAN技术使用非授权频段，且核心标准掌握在其他国外企业手中，难以在涉及国家网络信息安全的行业中完全实现自主可控，网络信息安全无法保障。

三、民用无人机无线电管控面临的挑战

1.无人机违规用频导致干扰频发

无人机无线电干扰事件频发。市场上的民用无人机的使用频段为328～352MHz、400～449MHz、560～760MHz、900～933MHz、1340～1400MHz、1670～1730MHz、2.4GHz、5.8GHz，以上频段均有使用，用频混乱。由于无人机飞行和用频的不规范，导致无人机系统间互相干扰和无人机对其他合法用频设备的干扰会扰乱电波秩序。例如，当无人机在同一地域或相邻区域同时使用时，无人机系统A的射频发射对无人机系统B的接收机来说就是一种干扰，如果无人机遥控信号被干扰，无人机又没有预装感知与规避机制的话，无人机可能会失控。2018年5月1日，西安1374架无人机组成编队进行飞行表演，虽然获得了吉尼斯世界纪录认证，但由于部分无人机的定位系统在起飞后受到定向无线电干扰，造成其位置和高度数据异常，无人机编队表演未能圆满呈现预期效果。

2.无人机“黑飞”威胁重要目标

无人机的“黑飞”是指未经授权的无人机飞行，会对重要目标产生一定的威胁。一是威胁民航机场。由于对“低慢小”无人机识别比较困难，加之“低慢小”无人机在感知规避方面的配套设施不足，一旦进入机场净空，就会对民航飞机的安全运行造成巨大的隐患。无人机入侵民航机场事件不断出现，造成航班延误、飞机迫降等，不仅带来了巨大的经济损失，也给社会安全带来了负面影响。近几年来，深圳、绵阳、萧山、成都、重庆等各地机场先后发生了多起无人机进入净空区事件，导致数百余架次航班延误、取消、备降或返航，大量旅客滞留机场，使社会经济和人民生活遭受巨大经济损失。

3.涉及部门众多，多方协作困难

无人机具有消费类商品和航空器的双重属性，其管理工作涉及的部门、行业众多。例如，无人机的制造、进口需要工业和信息化部、海关等部门管理，其销售需要质监、工商等部门监督，其使用或对违法违规使用的查处则需要中国民用航空局、公安部、国家体育总局等多部门联合管理。由于对无人机各个生命周期的管理工作并没有有效的联合管理机制，工作难以有序承接、协调不通畅，容易造成管理工作出现漏洞、管理范围重叠、管理越权等问题。此外，如果要对无人机实施管控，需要军地间、部门间协作，涉及方面广、影响大，如果没有有效的协调、配合机制，可能导致管理部门“管不了、不敢管”的情况出现。