CBRS ： 一个未经验证的频谱共享框架

CBRS：一个无法验证的频谱共享框架 执行摘要 2012年，总统科技顾问委员会（PCAST）被要求撰写一份报告，说明未来如何分配无线频谱。 该报告认为，在某些情况下，为无限制使用清理频谱太困难，因此呼吁在现有的联邦，州和本地用户以及商业用户之间共享频谱。许可证应该很小，可以重复使用，并且可以重新授权，从而使容量增加1,000倍。FCC通过在3.5千兆赫（GHz）频带中的150兆赫（MHz）频谱中创建CBRS来形式化该方法 。 Today,adecadeafterthisapproachwasproposed,areviewofcurrentCBRSmarketplacerevealsagapbetweenthepromiseofthistypeofsharinganditsreality.Keypointsinclude: 实际研究表明，CBRS频谱利用率低，而无法衡量CBRS频谱是否以更高的效率使用 最普遍的用例是传统的无线部署 共享服务的供应正在下降，特别是由非传统提供商提供的服务，这是由对这些服务的低需求推动的 这种情况可以通过以下因素来解释： 联邦对商业频谱权的抢占是要求保证服务水平的应用程序的障碍 低功率水平和小许可证大小限制了提供覆盖的能力并增加了成本 事实证明，这种共享比预期的要复杂。 这些因素结合在一起阻碍了CBRS的采用并限制了用例。它们还带来了巨大的和被低估的机会成本。在每一个维度和每一个指标上——效率、利用率、需求——全功率、独家使用、许可的商业频谱在CBRS迄今苦苦挣扎的地方都取得了成功。 不可避免的结论是，CBRS频谱将被更广泛地利用，以更高的效率水平，并为联邦现任者，商业用户和美国消费者提供更多价值，如果它可用于Excusive，许可使用。 鉴于独占使用许可频谱的高效、成熟的跟踪记录，需要更多关于CBRS性能的数据，以及所有可用数据指向CBRS的事实 表现不佳的预期，政策制定者应避免使用CBRS共享作为未来频段的模型。 CBRS背景 2010年，奥巴马总统认识到建立足够频谱管道的重要性，要求总统科学技术顾问委员会（PCAST）制定一份报告，就如何最佳利用联邦频谱提出建议。 该报告于20121年提交，名为“实现政府持有的频谱以刺激经济增长的全部潜力”。该报告认为，继续清理频谱以进行无负担的，独家许可的商业用途将太昂贵和耗时，并且频谱资源没有得到有效利用。该报告建议应在联邦和商业用户之间共享频谱，并以较短的持续时间打包为小许可证，以最大程度地重复使用。 为了实施一些PCAST建议并实现所谓的好处，FCC在2012年从以前保留给联邦政府使用的频谱中创建了公民宽带无线电服务（CBRS）。CBRS在3.5GHz频段（3550MHZ至3700MHZ）中是150MHZ的频谱。 根据FCC的规定，联邦政府将以三层结构与商业用户共享CBRS频谱。对频谱的访问将由动态频谱访问系统（SAS）管理。层的结构如下： -现有接入：联邦和卫星用户已经在频带中运行。这些用户将继续运行，并受到保护，免受来自优先接入和一般授权接入用户的有害干扰。 -优先级访问：在竞争性拍卖70MHZ可用频谱后将获得优先级访问许可证（PAL）的用户 。这些用户将在联邦政府用户不使用时访问其频谱，并受到保护，免受一般授权访问（ GAA）用户的干扰。 -一般授权接入:当现任者或PAL不使用时,可用于广泛的潜在用户池的频谱层,并且不收取任何费用。GAA用户将无权获得干扰保护。 FCC于2012年12月通过拟议规则制定通知（NPRM）开始使用CBRS。经过几年的计划和准备，FCC于2020年拍卖了PAL，筹集了$4.6B。 1https://obamawhitehouse.archives.gov/sites/default/files/microsites/ostp/pcast_spectrum_report_final_july_20_2012.pdf 今天的CBRS：回顾当前的市场现实 FCC创建CBRS十年后，几乎没有证据表明该频谱共享实验达到了PCAST报告中最初设定的目标。相反，可用的指标表明，尽管保单持有人和行业做出了重大努力，但仍未实现承诺的收益。 研究表明利用率低，没有办法确定CBRS光谱是否被有效地使用在哪里被利用 最初的共享愿景由PCAST阐明，并在FCC在共享模型下提供CBRS时得到了FCC的回应，即通过动态频谱共享将联邦频谱的容量乘以1,000倍。 支持者指出了纽约市图书馆系统和沃思堡学区等具体部署，以表明CBRS的成功。鉴于CBRS的承诺，这些值得称赞但孤立的用例不足以评估实验的成功。实际上，PCAST设想通过更复杂的度量来测量频谱有效性，该度量考虑了诸如传递的数据量，用户数量和干扰范围等因素。 然而，十年后，无法证明CBRS正在根据PCAST最初设想的度量和术语或任何类似度量得到有效使用。没有任何机制可以收集全国CBRS数据，例如传输的数据量或用户数量，从而使此类计算成为可能。也没有任何明显的计划来收集这些数据，并将今天的CBRS有效性与同期全功率、大许可证大小和专用商业频谱的有效性进行比较。 在没有数据证明PCAST方法使用其支持者设想的术语的有效性的情况下，幸运的是，我们可以从无线行业贸易组织CTIA委托进行的一项研究4中获得有关实际CBRS使用的公开信息。这项研究调查了2021年秋季在亚特兰大，堪萨斯城和凤凰城的CBRS频谱利用情况。 这些测量结果表明，CBRS的利用率明显不足。 在亚特兰大，只有一个实体使用CBRS频段，不到一半的城市显示安装了发射机。15个CBRS频道中只有9个在亚特兰大使用。在堪萨斯城，三个实体正在使用CBRS频谱。15个频道中有12个正在使用，但仅在有限的区域内；堪萨斯城的大部分地区没有CBRS传输。凤凰城只有四家网络运营商进行传输。在整个城市分配了不同的频道，因此使用了所有15个频道，但是在大约一半的Phoeix中，没有检测到CBRS频道。在这三个市场中，每个城市的部分地区均未检测到CBRS传输，并且在任何给定位置仅使用了一部分频段。有充足的频谱供应，特别是GAA接入，这三个城市都没有使用。 这些测量确认了有限的CBRS传输,但是没有证明CBRS方法在增加容量或提高频谱效率方面是成功的。 2https://obamawhitehouse.archives.gov/sites/default/files/microsites/ostp/pcast_spectrum_report_final_july_20_2012.pdf 3https://obamawhitehouse.archives.gov/sites/default/files/microsites/ostp/pcast_spectrum_report_final_july_20_2012.pdf附录B 4https://www.ctia.org/news/cbrs-频谱-占用-测量 简而言之，旨在确定CBRS性能的指标从未被测量过，但我们已经表明CBRS的指标未得到充分利用。相比之下，许可频谱已被证明得到越来越好的利用，如下面标题为“了解机会成本”的部分所示。 预期不足的用户和使用案例的概况 频谱共享的设计部分是为了扩大频谱用户的基础并支持创新用例的开发。为此，FCC创建了两层非政府使用层：PAL和GAA。但是，在CBRSNPRM十年之后，很明显，实际CBRS用户和用例的概况与预期不符。 PAL用户和使用案例 FCC在2020年以县规模拍卖PAL许可证，期望大大小小的企业公司将获得这些许可证并以新颖的方式使用它们。前20名PAL拍卖获奖者的名单表明，现实未能兑现承诺： Company 许可证数量 净付款 可能的用例 Verizon 557 18亿美元 MNO 碟子网络 5,492 9.12亿美元 MNO Charter 210 $464百万 MNO/FWA 康卡斯特 830 $4.58百万 MNO/FWA 考克斯 470 $2.12亿 FWA 南加州爱迪生 20 $1.18亿 工业 Windstream 1,014 $3800万 FWA Mediacom 576 $2900万 FWA NextlinkInternet 1,072 $2800万 FWA JBG史密斯 7 $2600万 FWA 圣地亚哥燃气和电气 3 $2100万 工业 ATN国际 1,569 $20million MNO 波多黎各电话 231 $1900万 MNO/FWA 阿拉巴马州电力公司 271 $1900万 工业 Shentel 262 $1600万 FWA VTX通信 112 $15百万 FWA NE科罗拉多蜂窝 558 $15百万 MNO/FWA 美国手机 243 $1400万 MNO 看电视公司 517 $1100万 FWA 电缆1 547 $1100万 FWA 附件：CBRSPAL拍卖获奖者 前20名中有16名是传统电信提供商，十分之九的计划将其频谱用于传统移动无线或固定无线目的。Verizon出现 使用CBRS来增强其大部分网络的容量。Charter宣布，它将使用CBRS频谱来扩展其与有线网络相邻的业务，并将使用CBRS频谱进行移动卸载。康卡斯特和考克斯可能会将其用于类似目的。Widstream、Mediacom和Nextli将使用它进行固定无线访问。根据我们的研究，无线互联网服务提供商（WISP）似乎是最重要的运营商。JBGSmith是一家房地产公司，将使用其PAL与移动运营商合作，为租户提供更好的连接。 两家电力公司，南加州爱迪生和圣地亚哥天然气和电力公司，除了在每个电塔上安装发射器外，还将使用CBRS提供常规的连接服务，以检测树枝或树木何时撞到输电线路，或者塔是否坠落到地面。进一步向下看拍卖获奖者名单，发现四所大学和少数公司，如约翰迪尔和雪佛龙。 简而言之，CBRSPAL拍卖获奖者远没有使频谱用户或用例的基础多样化，而是反映了传统许可框架下预期的用户类型和用例-但规则限制了他们优化使用该频谱的能力，如以下部分所述。 GAA用户和使用案例 GAA层实际上是CBRS体制的未授权接入。尽管有纽约市图书馆系统和沃思堡学区等用户，但迄今为止 ，用例的概况令人失望。实际上，绝大多数用例与WiFi部署无法区分，唯一的区别是每次部署所需的接入点数量略低于传统WiFi部署。 CBRS当然能够用作WiFi替换系统，但很难争辩说这是该频谱的最有效使用，特别是当在6GHz频段中单独用于未经许可使用的频谱已经比CBRS多八倍时，可以以较低的价格点获得，并且具有更多的设备选择。 换句话说，GAA用户和用例的概况可以最好地总结为非传统用户以更高的成本为传统用例应用CBRS比其他容易获得的解决方案。 在低需求的情况下，供应正在萎缩 如前所述，根据CBRS规则，对频谱的访问将由动态频谱接入系统(SAS)管理。当CBRS许可证被拍卖时，有三个主要的SAS供应商，有兴趣使用GAA频谱的公司可以从中选择：Google、FederatedWireless和Commscope。随后，Amdocs和Sony也获得了认证。 2022年初，Commscope离开了市场，宣布它将不再是CBRS5的SAS提供商。尽管Commscope对其原因保持沉默，但人们可以合理地推测这是由于缺乏预期的需求。公司并不经常放弃有利可图的业务线 。 在SAS供应减少的同时，市场需求也在下降。在2022年3月和4月，TechalysisResearch6采访了400家使用或有兴趣部署专用网络的美国企业-CBRS频谱旨在用于这种实体。只有2%的公司计划使用CBRS频谱。81%的绝大多数人对低于6GHz的WiFi频谱感兴趣。更有趣的是，TechalysisResearch发现，它采访的中型企业都没有对CBRS感兴趣。 其他市场数据也说明了类似的情况。Dell'O