频谱资源利用评价体系研究

孙健++张锦南

摘要：综合评价频谱资源利用的情况，可以为我国无线电管理提供支持。采用文献研究、仿真模拟方法建立了一套频谱资源利用评价指标体系。运用经济学理论和频谱监测相关技术指标，借鉴ITU标准以及国外无线电管理经验创建指标体系，体系包括技术、微观经济学、宏观经济学和可持续发展四个维度指标，将频谱划分为可以提供跨时域、空域以及业务的频谱资源利用评价。利用指标体系评价宁波地区频谱资源使用情况，结果表明体系可以有效的对频谱利用进行评价，为频谱管理提供依据。

关键词：电磁场与微波技术；无线电频谱资源；利用评价；经济

中图分类号：TN-9

文献标识码：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2016.02.004

引言

无线电频谱资源是重要的战略资源。由于历史原因，我国频谱资源管理倾向于利用行政手段。随着我国经济改革的深入，无线电行业的快速发展，无线电频率是一种资源的观念逐渐被大众认识。旧有管理方式与现实中频谱利用效率不均衡，业务分布不合理等情况的矛盾越来越突出，已经严重影响相关行业发展。

世界各国都面临着频谱资源紧缺，部分频段利用率低的问题。美国欧洲等早在70年代就开始研究频谱资源的市场化理论和方法，现在已经形成了一套高效的市场机制。罗纳德·科斯（Ronald Coase）在1959年提出必须将无线电频谱视作另一种生产要素，并且它的价值必须在自由市场上予以确定。英国在2006年对无线电频谱对国家GDP的直接经济贡献进行了测算，认为无线电频谱帮助英国的GDP每年增长11%，2006年无线电行业对国家GDP净贡献370亿英镑左右，占英国全国GDP的3%。自2000年至今，FCC先后主持完成大约8次频谱拍卖，频谱资源使用权逐步从广播电视公司转移到移动业务用户。其中规模最大的2008年组织的拍卖，共发放了1090个执照，获得195.9亿美元的收入。通过补偿产业转移，用价格手段调控产业分布，美国通过频谱资源市场化实现了频谱资源的优化配置。经济学理论和实践都证明市场手段可以提高频谱利用效率。

市场形成的核心是价格的认定。基于双方都认可的价格是交易形成的前提条件。资源属性，现状，未来的发展趋势都反映在价格的变动上。而价格是价值的外在表现。因此资源的价值评估成为市场双方的平衡点。在市场化体系下，频谱资源的价值评估涉及频段本身的物理特性，技术上的利用情况，未来发展预期以及宏观经济影响等。

相对于其他自然资源可以直接利用，频谱资源主要通过传递信息间接产生价值，因此具有一定的特殊性。其用途多种多样，用于国防安全以及公共服务等业务的频谱资源并不适合市场化。对这部分资源，可以从技术和可持续性角度评价其使用状况。

建立一个能够量化评价市场化和非市场化用途频谱资源利用的指标体系，可以为频谱资源的管理者，使用者提供客观的依据，指导频谱的市场化和实际使用，促进频谱科学分配，提高频谱使用效率。本研究对国内外频谱资源的市场化进行广泛研究，提出技术、经济、可持续性和宏观经济影响指标，以分析特定频谱的使用情况。

1 频谱资源利用的评价指标体系设计

频谱资源具有有限性、非消耗性、无边界性和易污染性，是一种不具备有形实体的资源。频谱资源的用途多样，涉及国防，公共服务等领域，这些特点使得对频谱资源的利用评价不同于土地和水资源等有形资源，不仅要考虑资源本身特点，同时必须结合技术与经济，现实与发展，从多个角度客观，可量化的评价频谱资源的利用情况。

参考国内外研究，总结建立频谱资源利用指标体系的原则有四：覆盖性，特征性，可比性，导向性。指标体系设立应在内容上覆盖各个方面，包括技术指标，价值指标，管理指标等。由于无线频谱资源具有自身的特点，具体到地点、时间等细节会体现出不同的特性。所以要求体系必须能够体现频谱资源的特点。指标应具有可比性，数据可以获得并且进行对比分析。指标体系应具有导向性，指导资源利用健康发展。根据指标体系建立原则，指标模型融合价值和技术两个维度指标，同时结合现代市场特点，考虑资源的可持续发展和对宏观经济的影响建立。

综上所述，指标体系分为四部分：技术指标，经济指标，可持续性指标和宏观经济指标。根据频谱用途，将其分为市场化部分和非市场化部分，划分依据是是否产生可直接量化的经济价值。市场化部分四个方面指标都要衡量，但是某些指标计算方式不同。非市场部分只考虑技术，部分可持续指标，经济部分和宏观经济影响指标无法量化。

i.市场化部分：

划分标准：频谱为该行业带来直接经济效益，主要产品或服务以无线电为载体

用途：公共移动通信，卫星通信，无线电广播行业。

划分标准：频谱为该行业带来间接经济效益，可以提高生产率或者避免损失

用途：海洋渔业，安全生产，港口，铁路，水利监测等。

ii.非市场化部分：

划分标准：频谱使用的经济价值无法直接量化

用途：气象监测，民用航空，国防，社会活动，战备灾备，科研，业余爱好者

技术指标

以往的频谱资源利用评价的技术指标从频域、时域、空域、码域四个角度评价频谱的使用情况。码域评价实质上是在同等利用条件下，评价不同调制技术（模拟、数字）对频谱的利用效率。此外，在实际的频谱管理中还需要考虑空中秩序问题。结合传统技术指标和秩序因素，模型的技术指标从空域、频域、时域、秩序、技术（码域）五个角度设计，意在从技术角度评价频谱的利用。技术指标是指标体系中最基本的指标。

经济指标

单纯的技术指标对频谱利用情况的反映过于片面，在频谱资源经济价值和稀缺性越来越凸显的形势下，需要将频谱的经济价值纳入考虑范围。采用现代市场体系框架，引入经济学理论，把频谱资源作为现代市场中的一个要素进行评价。按照供求关系设计评价频谱资源价值指标。

可持续指标

和其他自然资源一样，频谱资源也有可持续发展的问题。由于通信技术发展十分迅速，频谱用途增加，分配的不合理等原因，目前全世界都面临着频谱资源紧张的问题。很多国家不得不收回一些频谱重新进行分配，过程中产生一系列纠纷，并且导致时间、效率的浪费。借鉴美国频率储备的思想以及土地市场化过程中土地储备，保护耕地林地的可持续发展理念，加入可持续性发展指标，意在从资源本身说明总量，存量，利用难度和利用价值的高低，包括产业转移的时间成本，充分考虑技术和经济发展的因素，给未来频段业务的部署以及市场化和非市场化频谱的划分提供参考依据，这样可以一定程度上避免今天频谱分配面临的种种困境。

宏观经济指标

在信息时代，无线电行业对国民经济的影响越来越大。模型加入宏观经济指标，从宏观经济角度说明电信行业之间，电信行业和其他行业的相互影响。通过宏观经济指标，可以把握频谱资源对国民经济的影响。

以上是从技术，经济，可持续性和宏观经济影响角度评价频谱资源利用情况。其中涉及技术、管理、经济等多个维度。频谱的利用情况要依靠这些多维度参数才能完整的体现。根据频谱的不同用途，频谱分为市场化部分和非市场化部分，市场化部分频谱分为直接产生经济价值和不直接产生经济价值两部分，对以上频谱设计不同的公式来计算其中成本和收入指标。

市场化频谱的经济和可持续性指标中的收入和成本，根据直接或者间接产生经济价值，计算方法不同。

对于频谱使用带来直接经济价值行业：运用成本收益法计算频谱价值，思路是频谱的价值是收入减成本。

其中收入和成本分别对应企业财报“收益表”或者“损益表”中的收入支出项。

对于频谱使用带来间接经济价值行业：此类行业一般频谱用来提高生产效率，或者预防安全事故。

f（x，i）=效率提升价值+避免安全事故损失价值（2）

其中，f（X，i）代表频段的经济价值；X表示影响频谱价值的各个变量；i表示第i年；r表示贴现率，固定值；n表示牌照使用年限，固定值；S表示staff，人员费用；D表示device，设备费用；L表示left，残值；Y表示规定使用年限，固定值；F表示fee，频率占用费；N表示效率提升后新的每年产量；OLD表示旧的每年产量；p表示单件产品平均单价；0表示operate，运营费用；F表示fee，频率占用费；Pn表示每一年事故发生n次的概率；L表示平均单次事故损失。

对于非市场化的频段：无法量化其收入。成本用公式（3）确定：

其中，f（X，i）表示频段成本，X表示影响频谱价值的各个变量；z表示第i年；r表示贴现率，固定值；n表示牌照使用年限，固定值；S表示staff，人员费用；D表示device，设备费用；L表示left，残值；Y表示规定使用年限，固定值；F表示fee，频率占用费。以上项目在账目中有对应科目。

2 宁波地区特定频段利用评估

数据来自宁波市无线电管理局，宁波统计局等。

分析以上两个技术指标表可以发现，宁波地区台站增长率15%与宁波国民生产总值16%基本一致。台站分布和地区经济发展相关性高。不同频段在不同时间内的占用率差别很大。采用不同的技术利用同一段频谱，效率相差极大。说明宁波地区频谱存在利用率不均衡情况。

对比经济指标，用于广播电视的频谱单位平均收入和投入产出比低于用于公共移动通信频谱。结合技术指标对比，说明广播电视频段利用率和经济价值都低于公共移动通信频段，需要采取措施促进该频段充分利用。

通过对比指标A，发现中国移动收入增长率低于行业平均水平。连续三年电信业收入占全国GDP约2.1%，频谱在通信和广播行业中的贡献值增加l%，该年GDP会增加0.99，具有显著的连带效应。

3 结论

通过设计多维度，可量化的频谱资源利用评价指标体系，从技术，微观经济，可持续性和宏观经济影响角度评价频谱资源利用情况。所有输入数据可以通过无线电监测，地理信息监测以及企业经营财报得出，确保数据的可获得和可比较。最后采用宁波地区数据对模型验证，说明评价指标体系可以说明频谱利用的程度和问题。

这一评价指标体系的优点首先在于评价内容全面。突破传统的单纯技术指标局限性，首次引入经济和发展评价维度，符合我国资源市场化的经济改革趋势和现阶段发展不平衡的实际；其次是计算成本低，所有指标都可以通过公开数据计算获得；再次是打破频谱应用主体限制，可以对不同用途，行业，地区和时间的频谱资源进行比较。

实际应用时，评价指标体系可作为市场化频谱资源定价，或非市场化频谱资源利用效率提高提供有效工具。譬如在将特定频谱资源推向市场前，可以通过本评价指标体系对其应用现状和发展潜力进行评估，为定价提供基础参考；或者在现行行政审批模式下，对将指配频谱资源提出利用阈值，要求用户使用需符合利用阈值标准，然后定期跟踪资源利用指标，实现已指配频谱资源利用效率的动态管理。