无线电频谱作用因素探究

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本文作者：王慧贤、吕廷杰、谢飞波、王琦 单位：北京邮电大学经济管理学院

本文主要通过文献阅读和专家访谈得到了频谱价值影响因素。选择频谱价值影响因素来定义频谱空间是十分重要的，这样不仅可以将每段频谱都定义到一定的频谱空间上，而且对于无线电频谱价值的测度也十分有用。国外许多学者提出不同的频谱空间维度的定义，一般都是采用N-维空间的模型，寻找无线电频谱的影响因素，构建一个各维度相互正交的无线电频谱构成模型。Devanyetal提出了基于时间、地理区域和频带三个维度的频谱空间，认为可以通过这三个维度划将抽象的无线电频谱划分成一个个具体的频谱立体空间［1］;EvanKwereletal基于Devany的划分框架，引入“频谱应用”这个新的维度，从而形成一个四维频谱模型［2］;Mathe-son从频率、时间、空间位置、接收角度等方面对对无线电频谱进行研究，提出了无线电频谱的七维模型———频率、时间、空间位置、接收角度、偏振现象、调制方式等［3］。Horne认为频谱的基本维度包括功率、频率、时间、空间(包括位置和信号方向)和信号(包括极化和编码/调制)［4］。Tonmukay-akuletal从地理空间、时间和频率(信号方向和发射特征)三个维度分析频谱的信号与信道［5］。ITU关于频谱收费的报告中将频谱费用制定时需要考虑的因素分为频谱相关变量、地理覆盖相关变量、设备和基础设施相关变量和社会经济相关变量四类。国内外频谱相关文献及ITU报告中频谱收费的研究为本研究奠定了基础，对于本文频谱价值影响因素指标体系的构建具有重要的借鉴意义。综合已有研究发现，目前研究成果大都是从定性的角度研究频谱空间的构成维度或频谱收费需要考虑的因素。本文将在已有研究的基础上，采用因子分析法对频谱价值的影响因素进行定量研究。此外，时间、地理区域和频率是目前学者们公认的三个频谱空间构成维度，而信号方向、发射特征、接收角度、天线高度等其他维度均属于技术层面的因素。受此启发，本文借鉴前期研究中的三个频谱空间维度，并在对技术层面的因素进行综合的基础上，提出“技术”这个频谱空间维度，从而将无线电频谱的空间维度拓展为频率、时间、地理空间与技术四个维度。同时，这四个维度也将无线电频谱的基本物理属性和经济属性包含在内，能够明显区分处于不同空间的无线电频谱，它们从不同的维度共同决定了一定时空范围内的一个频谱块的价值，因此也是决定无线电频谱价值的主要因素。

在无线电频谱价值测评维度确定的基础上，进一步通过专家访谈确定了各个维度的下级测评指标，为最终无线电频谱价值影响因素初始指标体系的构建奠定了基础。为保证访谈结果的有效性，选择了对频谱价值有一定了解的业内专家作为调研对象。具体包括国家无线电管理局相关专家和频谱使用行业、企业等相关部门的技术人员和管理人员(民航、铁路、移动通信企业、气象等部门)。通过对相关专家的访谈，从中归纳出了一些无线电频谱价值的影响因素:牌照使用期限、频谱分时段使用、自然条件、室内或室外、可用频段是否连续对称、使用条件、扩频通信技术、编码技术、多址技术、智能天线、蜂窝网技术、接入技术、分集与均衡技术、抗干扰技术、多输入多输出(MIMO)技术、自适用技术、自组织技术、广播技术、传输技术、组网模式等。这些因素作为本文理论分析所形成的频谱价值影响因素的重要的修正和补充，对频谱价值影响因素指标体系的建立起到了重要作用。

初始指标体系构建

借鉴国内外经验和方法，本文初步拟定从时间、地理位置、频率和技术四个维度来测评频谱价值影响因素;并根据频谱价值的自身特点及专家访谈的结果，确定每个测评维度的具体评价指标。下面将具体介绍各个测评维度及其下级指标的含义，并在此基础上建立初始指标体系。

时间因素包括频谱牌照的期限和分时段使用两个指标。牌照期限指的是牌照分配的频谱使用期限。不同的技术条件规定了其相应的最佳牌照期限。在最佳牌照期限内，即在技术水平相对稳定的条件下，牌照期限越长，频谱价值越能得到充分发挥，其相应的价值也越高。分时段使用可以明显提高频谱利用效率，从而增加频谱价值及收益。

不同的牌照覆盖服务区域，由于地形地貌、经济发展水平、频谱产品用户数量等方面的差异，利用频谱的能力也存在着差异，这必然影响该地域经济活动的方式和经济活动的频度，进而会影响该地域频谱产品的利用，从而使得不同地区同段频谱的收益或价值不同。正是这种对于不同地理服务区域的频谱业务运营产生预期价值的评价差异，以及对于成本回收和期望利润的评价差异，使得不同地理条件下频谱的价值有所不同。地域因素对频谱价值的影响主要通过自然环境、工业化发展程度和人口数量及地理覆盖区域这四个指标来衡量。

无线电频率自身特性决定其用途。不同频段的频率具有不同的绕射性、反射性、穿透性，这些性质决定了不同频段的不同应用范围及用途，从而也决定了其开发应用所需花费代价和应用效率的高低［6］。无线电频段指牌照分配的频率高低，由于不同频段在物理属性等方面的差异，使得不同频段具有不同的适用性，从而其价值也存在差异。带宽又叫做频宽，是指在固定的时间内可传输的资料数量，亦即在传输管道中可以传递数据的能力。带宽越宽，在给定成本下可以传输更多通信，从而可以为牌照持有者带来更大的价值。频率维度的下级测评指标主要包括频段、带宽、使用条件、可用频段是否连续对称以及邻频干扰五个指标。

无线电技术的进步与发展，扩大了无线电频谱的应用范围，提高了无线电频谱的开发与利用效率，大大增加了无线电频谱资源价值创造能力，使得频谱价值日益凸显。为了合理评估无线电频谱资源的价值，将无线电技术作为核心要素引入相关的评估模型，使得对无线电频谱资源价值评价的研究更加符合现实应用，更加体现无线电频谱资源的价值。在给定用地面积下，土地价值随着土地利用技术的进步而提高，频谱也是同样道理。例如在通信行业，从模拟通信系统的频分多路复用(FDM)到数字通信系统的时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、正交频分复用(OFDM)，多路复用技术的进步提高了线路传输效率，提高了频谱的利用率。本文中的技术，主要指开发和利用频谱的技术。通过专家访谈，确定了本文中技术维度的测评指标为扩频通信技术、编码技术、多址技术、智能天线等。基于以上对于频谱价值影响因素及测评指标的分析，建立了表1所示的频谱价值影响因素的初始指标体系。

指标体系扩充与筛选

在无线电频谱价值影响因素初始指标体系建立的基础上，将通过问卷调查，对相关技术及频谱管理人员进行调研，并采用因子分析法对初始指标体系进行扩充与筛选，从而确定最终的指标体系。问卷的设计采用5分制打分法，分别对影响频谱价值的4类27个影响因子，按照其对频谱价值影响的重要性程度进行打分。共发放问卷130份，回收有效问卷110份，有效回收率约为85%。收回问卷后，采用SPSS17.0统计软件，运用因子分析法对问卷数据进行了统计分析。

首先通过数据分析，对27个测项进行了纯化。测项纯化的标准是:变量共同性小于0.5，旋转后因子负荷值小于0.5或者同时在2个因子上的负荷值都大于0.5者删除。数据显示，影响因子27个测项的KMO值为0.895，Bartlett’s球状检验的显著性水平小于0.05，表示这些数据很适合作因子分析。从公因子方差来看，软件无线电、人口数量和邻频干扰3个因子的变量共同性小于0.5，需删除。从特征值来看，前5个因子的值均大于1，说明应该存在5个主成分因子。由方差解释贡献率来看，前5个成分因子累积解释了74.3%的信息，说明取5个因子是可以接受的。而通过方差最大正交旋转后，发现自适应技术、多址技术、抗干扰技术、MIMO技术、分时段使用、地域面积和可用频段是否连续对称7个因子在2个以上主成分因子上的负荷值都大于0.5，需删除。

测项纯化后，得到了17个用于进一步分析的因子。对这些因子，再次采用因子分析命令进行统计分析，结果如表2所示。以上数据显示，影响频谱价值的17个因子的KMO值为0.798，Bartlett’s球状检验的显著性水平小于0.05，表示这些数据很适合作因子分析。如表3所示，前5个因子的特征值均大于1，说明应该存在5个主成分因子。从图1所示的碎石图走势看，前5个因子变动较大，从第6个因子开始趋缓，也说明应该取5个成分因子。由方差解释贡献率来看，前5个成分因子累积解释了74.3%的信息，说明取5个因子是可以接受的。通过方差最大正交旋转，17个因子很好地归属于5个主成分因子，且每个测项的因子负荷值都大于0.6(见表4)，表示效果很好。通过以上分析，综合5个主成分因子下属各因子含义，分别将5个主成分因子命名为天线与网络技术、调制与传输处理技术、频率、地域和时间。

最终指标体系的构建

在初始测评指标体系建立的基础上，通过因子分析法对初始指标体系进行扩充与筛选，从而确定了最终的频谱价值影响因素指标体系。根据因子分析的结果，将影响频谱价值的因子归为天线与网络技术、调制与传输处理技术、频率、地域和时间5类。而鉴于天线与网络技术、调制与传输处理技术两类因子都属于技术类因子，因此，将这两类因子共同命名为技术因子。通过对以上因子分析的结果进行分类整理，建立了表5所示的最终的频谱价值影响因素指标体系。

结束语

本文首先基于对无线电频谱价值相关文献的阅读，确定了影响无线电频谱价值的四个维度，即时间、地理位置、频率和技术。在此基础上，通过对相关领域相关专家的访谈，进一步发展了各个维度的具体测评指标，形成了无线电频谱价值影响因素初始指标体系。基于此，通过问卷调查，并采用因子分析法对初始指标体系进行了扩充和筛选，从而构建了最终的无线电频谱价值影响因素指标体系，为构建合理的无线电频谱资源价值评价体系，进而正确评估无线电频谱资源的价值提供了理论基础。本文主要创新之处在于:在无线电频谱价值影响因素测评维度中，引入了“技术”测评维度，丰富和完善了频谱价值影响因素指标体系，使得对无线电频谱价值影响因素的研究更加符合实际情况;同时采用定性与定量相结合的方法，基于因子分析法对初始指标体系进行扩充和筛选，从而构建了最终的频谱价值影响因素指标体系，弥补了已有研究方法在研究频谱价值影响因素时仅有定性分析的不足，使得本研究更具有科学性。

通过研究可以发现，时间、地域、频率和技术是影响无线电频谱价值的主要因素，频谱价值的确定及价格的制定应充分体现频谱资源各影响因素的不同特征。因此，无线电管理机构在衡量频谱价值、制定频谱接入费用时，应在借鉴国外先进的价值测算及定价方法(如行政激励定价法、净现值法、影子价格等)的基础上，充分考虑到这些因素对频谱价值的影响，为具有不同特征的频谱资源制定不同的价格，通过价格的变化来调节无线电频谱的供求，保证无线电频谱资源处于一个良好的配置状态;同时激励频谱使用行业进行技术创新，以提高无线电频谱的利用率。