2023-04-25-CTIA-需要多少许可频谱才能满足未来对净工作容量的需求_（英）_37页_1mb

总结：未来网络容量需求所需的许可频谱量

核心内容

本报告由The Brattle Group为CTIA准备，分析了美国未来十年内移动网络容量需求的增长趋势以及当前频谱供应的不足。报告指出，随着5G和未来6G技术的发展，移动数据流量将显著增加，而当前频谱资源的供应无法满足这一增长需求，除非采取新的频谱分配措施。

主要观点

• 移动数据需求激增：自2015年以来，美国移动数据需求已增长超过四倍，预计在2027年将增长至52 GB/智能手机/月，2032年增长至超过100 GB/智能手机/月。
• 网络容量面临挑战：如果没有新的频谱分配，预计到2027年，美国将面临约400 MHz的频谱缺口，到2032年，这一缺口将扩大至约1,423 MHz。
• 非频谱因素不足以弥补缺口：尽管可以通过提高频谱效率和增加基础设施来缓解容量问题，但这些方法在高度乐观的假设下仍不足以满足需求，因此必须依赖新的频谱分配。
• 频谱缺口的计算方式：报告将不同频谱的可用性、传播特性、功率等级等因素纳入考量，将所有频谱需求换算为1-2 GHz等效频谱，以统一衡量标准。

关键信息

一、移动数据需求增长

• 历史趋势：从2010年到2022年，北美无线数据流量从49 PB/月增长到约6,000 PB/月。
• 未来预测：根据历史数据和回归分析，预计2027年北美无线数据流量将增长至约5,800 PB/月（2.5倍增长），2032年将增长至约12,000 PB/月（近6倍增长）。
• 5G与6G的影响：5G的普及将显著提升数据流量，预计到2023年，5G用户数将超过4G用户数。6G的兴起将进一步增加需求，但其部署时间尚不确定。

二、频谱供应现状

• 当前频谱库存：截至2022年，美国已分配的许可频谱总量为6,143 MHz，其中大部分为毫米波（mmW）频谱。
• 频谱使用情况：
  • 低频段（3 GHz及以下）：包括600 MHz、700 MHz、800 MHz、AWS-1、AWS-3、AWS-4、PCS、H-Block、WCS、BRS/EBS、EBS New等，合计约1,193 MHz。
  • 中频段（3 GHz至8.4 GHz）：包括CBRS、C-Band、3.45 GHz等，合计约450 MHz。
  • 高频段（毫米波）：包括24 GHz、28 GHz、37 GHz、39 GHz、47 GHz等，合计约4,950 MHz。
• 频谱使用效率：由于毫米波频谱传播能力有限，其使用效率远低于低频段频谱，因此在计算频谱缺口时需进行等效转换。

三、频谱缺口的计算

• 2027年缺口：预计为400 MHz（等效于1-2 GHz频段）。
• 2032年缺口：预计为1,423 MHz（等效于1-2 GHz频段）。
• 影响因素：频谱缺口的计算基于历史趋势、增长预测、技术演进及基础设施部署能力。

四、缓解频谱缺口的手段

• 频谱效率提升：尽管有优化空间，但预计在高度乐观的假设下，频谱效率的提升仍不足以弥补缺口。
• 基础设施扩展：增加基站和天线等物理设施，但其部署速度和成本限制了其在短期内对容量缺口的缓解作用。
• 非许可频谱使用：Wi-Fi等非许可频谱虽然能部分缓解流量压力，但其使用率已趋于稳定，且随着固定无线接入（FWA）的发展，对许可频谱的依赖将增加。

五、结论

• 频谱缺口不可避免：若无新的许可频谱分配，美国将面临严重的移动网络容量约束。
• 政策行动必要性：为避免频谱缺口，政策制定者应尽快启动新的频谱分配计划，以支持未来十年的移动数据需求增长。
• 许可频谱的重要性：许可频谱，特别是低中频段的全功率频谱，是满足未来网络容量需求最有效的方式。

附录信息

• 附录A：提供了数据需求增长的详细预测和分析。
• 附录B：讨论了基础设施部署的现状和挑战。
• 附录C：展示了在不同情景下频谱缺口的计算方式。

表格摘要：频谱库存（2022年）

图表摘要

• 图1：展示了北美无线数据需求从2010年到2032年的增长趋势，预计2022年将超过5,800 PB/月。
• 图2：显示了不同技术（如2G、3G、4G、5G、6G）的用户数量变化，预计到2029年，LTE用户数量将接近零，5G用户数量将达峰值，6G将开始增长。

重要结论

• 许可频谱是关键：由于非许可频谱和基础设施的局限性，许可频谱是解决未来十年移动网络容量缺口的最有效方式。
• 政策行动紧迫：当前频谱供应不足，亟需新的频谱分配以支持5G和6G的发展，确保美国在数据密集型应用领域的领导地位。