當(dāng)前，全球工業(yè)正處于新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵時期，德國提出的“工業(yè)4.0”概念得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，各工業(yè)強(qiáng)國紛紛推出類似的“再工業(yè)化”和“制造業(yè)回歸”戰(zhàn)略。在今年我國政府工作報告中，國務(wù)院總理李克強(qiáng)提出“中國制造2025”戰(zhàn)略，被稱為中國版的“工業(yè)4.0”。“工業(yè)4.0”強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)性互聯(lián)網(wǎng)和商業(yè)信息技術(shù)間越來越緊密的聯(lián)系，最終傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)將逐漸演進(jìn)成兼具智能化和網(wǎng)絡(luò)化功能的信息物理系統(tǒng)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用將成為可能。但與此同時，這種大規(guī)模應(yīng)用的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)必將對頻譜資源產(chǎn)生強(qiáng)烈的需求，如何滿足用頻需求，已經(jīng)成為“工業(yè)4.0”時代必須面對的主要問題。

　　新時代用頻現(xiàn)三大趨勢

　　“工業(yè)4.0”時代是具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化功能的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)高速發(fā)展的時代。一方面，龐大的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過Things to Things（物到物）的通信方式，使人、機(jī)器和系統(tǒng)三者之間實現(xiàn)智能化、交互式的無縫連接，改變傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)控制方式下被動獲取少量信息的信息收集方式，實現(xiàn)了自動、準(zhǔn)確和及時地收集生產(chǎn)參數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸量大增；另一方面，龐大的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了大量的無線傳輸終端，上萬億的無線傳輸終端間傳輸?shù)男畔⒉粌H僅是自身的信息，還有大量中繼轉(zhuǎn)發(fā)其他相鄰無線終端發(fā)送的信息，這樣就導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸量急劇增加。因此，在“工業(yè)4.0”時代，頻譜需求絕不是如今已分配的移動通信和無線接入頻率所能承載的，必將向大量寬帶方向快速發(fā)展。

　　同時，隨著“工業(yè)4.0”時代的到來，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將被廣泛應(yīng)用于大范圍的供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化、設(shè)備監(jiān)控管理以及能耗控制等各個環(huán)節(jié)，覆蓋范圍從局部性的小規(guī)模部署向國家或區(qū)域性的大規(guī)模應(yīng)用轉(zhuǎn)變，構(gòu)成全新的廣域網(wǎng)絡(luò)，形成了真正的物物互聯(lián)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，用頻場景也從物物間的短距離、局域性和小規(guī)模通信，向網(wǎng)絡(luò)間的長距離、區(qū)域性和大規(guī)模通信模式轉(zhuǎn)變。

　　此外，用頻環(huán)境也從特定簡單向多樣復(fù)雜方向轉(zhuǎn)化。在“工業(yè)4.0”時代，由于采用無線方式傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備量激增，電磁干擾的隱患加劇，用頻環(huán)境異常復(fù)雜。在生產(chǎn)制造過程中，用于數(shù)據(jù)感知的傳感器節(jié)點遍布工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，生產(chǎn)制造環(huán)境不但充滿強(qiáng)電磁干擾、金屬介質(zhì)和多障礙等多元干擾元素，而且還動態(tài)存在 “人、物料、設(shè)備、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品”等眾多參與生產(chǎn)的元素，這種復(fù)雜的電磁環(huán)境嚴(yán)重影響傳感器獲得感知數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)傳輸時，由于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，使得工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)不但存在更多大型器械、金屬管道等對無線信號反射、散射造成的多徑效應(yīng)，而且還將受到馬達(dá)、器械等運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電磁噪聲對無線通信的干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、可靠性和準(zhǔn)確性受到嚴(yán)重影響。

　　頻譜使用面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

　　“工業(yè)4.0”時代，物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用在制造業(yè)領(lǐng)域，大量應(yīng)用必將導(dǎo)致對頻譜資源需求的急劇增加，由于頻譜資源的有限和用頻技術(shù)發(fā)展的局限性，頻譜資源短缺問題就顯得十分嚴(yán)重。在“工業(yè)4.0”時代，新型傳感器技術(shù)、二維碼、NFC和射頻識別（RFID）技術(shù)等大量無線通信新技術(shù)將得到長足發(fā)展，各種新型無線應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，通過海量應(yīng)用的無線智能終端，實現(xiàn)實體物理世界與虛擬網(wǎng)絡(luò)世界間的相互融合，實現(xiàn)資源、信息、物品和人之間的互聯(lián)互通，無線通信成為萬物互聯(lián)的主要通信模式，用頻需求顯著增長。據(jù)IDC分析家預(yù)測，2020年全球聯(lián)網(wǎng)的“物體”裝機(jī)總量將達(dá)2120億個，其中將有301億個為“物”聯(lián)網(wǎng)。另據(jù)我國研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，由于無線通信量激增，2020年我國4G的頻譜需求是1560MHz~1980MHz，頻率缺口將達(dá)到1035MHz~1455MHz，物聯(lián)網(wǎng)頻譜需求為1248MHz~1584MHz，缺口與4G相當(dāng)。

　　同時，隨著“工業(yè)4.0”時代的到來，各種新型無線電設(shè)備不斷涌現(xiàn)，屆時全球在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)⒂猩先f億個不同種類的機(jī)器和設(shè)備通過無線通信技術(shù)連接，在這些設(shè)備中每個具有無線電發(fā)射功能的設(shè)備就是一個臺站，如何管理海量的臺站設(shè)備將成為無線電臺站管理工作需要面對的主要問題。此外，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域短距離、微功率的各種無線新技術(shù)和新應(yīng)用急劇增加，使得電磁環(huán)境異常復(fù)雜，帶來大量新的干擾問題。這些無疑會給無線電管理工作帶來巨大的挑戰(zhàn)。

　　為了解決干擾問題、滿足用頻需求，我國亟須健全無線電管理法律法規(guī)制度。到今年，我國現(xiàn)行的《中華人民共和國無線電管理條例》已經(jīng)頒布實施20多年。隨著時代的發(fā)展，其逐漸暴露出諸多不適應(yīng)性。而《無線電管理收費規(guī)定》、《無線電管理處罰規(guī)定》等在形式上僅屬于規(guī)范性文件，無法從法律層面保障物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的用頻環(huán)境要求，這與無線電管理對國家戰(zhàn)略資源管理的重要性嚴(yán)重不符。由于缺乏法律層級的依據(jù)，無線電管理工作者在查處干擾事件時，對于干擾問題的處罰存在執(zhí)行難問題，不利于有效打擊用頻干擾破壞行為。

　　四管齊下解決用頻之憂

　　注重頂層設(shè)計，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)頻譜資源。在推動“工業(yè)4.0”發(fā)展的進(jìn)程中，相關(guān)頂層設(shè)計文件中應(yīng)突出保障用頻需求的重要性，明確保證用頻需求。建議政府相關(guān)部門通過科學(xué)規(guī)劃，運用多種手段，合理配置頻譜資源，加強(qiáng)對部分頻段的調(diào)整，做到統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，切實推進(jìn)頻譜資源在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的高效集約利用，保障我國在“工業(yè)4.0”時代的用頻需求。特別是重點做好“寬帶中國”、物聯(lián)網(wǎng)、下一代通信網(wǎng)絡(luò)等新興產(chǎn)業(yè)的用頻規(guī)劃和保障工作，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

　　創(chuàng)新管理方式，保障產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。在無線電頻譜資源管理方面，改進(jìn)工作思路，積極探索頻譜資源市場化、精細(xì)化管理方式，研究通過拍賣招標(biāo)、交易等市場化手段配置部分商用化程度較高的頻段，促進(jìn)頻率高效集約使用。在無線電臺站設(shè)備管理方面，針對臺站設(shè)備日益小型化、集成化和規(guī)模化等新特點，將管理方式從注重事前審批向事中事后監(jiān)管轉(zhuǎn)變，營造良好政策環(huán)境，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在電波秩序管理方面，要研究探索新形勢下的無線電監(jiān)測手段，增強(qiáng)對新型干擾的監(jiān)測查找能力。

　　加強(qiáng)技術(shù)研究，提高監(jiān)管能力。面對新形勢下無線電管理的新要求，豐富無線電監(jiān)測手段，采用先進(jìn)的無線電監(jiān)測技術(shù)，適時加快新設(shè)備替代落后設(shè)備的步伐，提升無線電監(jiān)管能力。加強(qiáng)無線電管理信息化建設(shè)工作，積極應(yīng)用無線電管理信息系統(tǒng)一體化平臺，提高頻譜管理效率，為無線電相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用提供良好的頻率使用環(huán)境。鼓勵、引導(dǎo)設(shè)備生產(chǎn)廠商與高校、研究院所聯(lián)合開展無線電監(jiān)測、檢測、信息化等技術(shù)設(shè)施產(chǎn)品的開發(fā)研制，促進(jìn)無線電管理技術(shù)設(shè)施的接口開放，提升設(shè)備之間的互操作能力。

　　完善法治建設(shè)，適應(yīng)新管理新要求。針對“工業(yè)4.0”發(fā)展過程中，用頻技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和臺站管理方面可能出現(xiàn)的新情況和新問題，做好相關(guān)法規(guī)規(guī)章、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的清理和修訂工作，以規(guī)范行政執(zhí)法行為、行政裁量權(quán)和頻譜交易行為等為重點，建立、健全完善配套的頻譜管理法律法規(guī)體系，適應(yīng)無線電管理環(huán)境變化的新要求，有效維護(hù)空中電波秩序，為“工業(yè)4.0”時代創(chuàng)造良好電磁環(huán)境。 

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本文標(biāo)題：工業(yè)4.0時代如何解決海量增長的用頻需求之憂

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