目前，以移动互联网为标志的移动通信进入了技术和应用升级的革命性变迁时代，流量的爆发式增长对网络带来极大的压力，其核心是对频谱资源支撑能力的极大挑战。无论是4G标准落定后的频谱缺口，还是WLAN百万级“热点”的布局，以及物联网的爆发，都构成了移动通信的频谱危机并产生新的频谱安全威胁。

1、移动互联网业务流量压力向频谱资源转移

根据思科研究报告称2010年全球移动数据流量比2009年增长159%，相当于2000年全球固网和移动互联网流量的3倍，并预测2015年的全球移动数据流量将比2010年上升26倍。思科的预测还显示，从2008年到2013年，移动网络数据流量每年将会翻番，2013年的数据流量将是2008年的66倍。据摩根斯坦在2010年4月的预测，全球移动互联网用户在5年内将超过桌面用户，而到2014年移动互联网的数据流量将增长40倍，年增长率超过100%。我国移动数据业务的发展也反映了相同的趋势，例如中国移动2009年数据流量同比增长了 211%，其中不少省公司在2010年上半年数据流量增长了300%、400%，最高的省增长了600%。这些数据表明，移动宽带浪潮已经势不可挡。

移动数据流量的快速增长主要是对移动通信网络的冲击，对频谱资源的占用己达到或超过移动网络可承载的能力。以中国移动2010年某月数据统计为例，全网无线综合利用率为73.1%，其中数据业务占比28.9%，这表明数据业务占用无线信道资源占比已达到40%左右，如果数据流量以年均100%以上的速度增长，那么两年内中国移动己有的无线信道资源即使全部用于支撑数据流量仍显不足。由此可见，无论是近期还是可以预见的未来，有限的频谱资源与巨大数据流量的矛盾是无法回避的。

2、巨大的频谱“缺口”成为频谱危机之源

频谱资源与能源、土地、水等资源一样作为国家经济、社会发展和国防建设的战略性基础资源，其短缺将构成重大的战略性危机。

2.1  4G标准落定后的频谱“缺口”

ITU即将公布包括LTE(FDD和TDD)和802.16m的 4G国际标准的最终结果。4G国际标准尘埃落定，必然要加快4G频谱规划的步伐，而频谱需求与频谱紧缺的矛盾会越发显现。权威预测表明，到2020年在两家运营商的情况下，4G的频谱需求是1360～1600MHz，我国除去己规划用于2G与3G的共525MHz频率外，尚有835～1075MHz的频率缺口；而在三家运营商的情况下，4G的频谱需求是1560～1980MHz，频率缺口将达到1035～1455MHz。而根据2007年世界无线通信大会的决议，我国为4G确定了450～470MHz、698～806MHz、2300～2400MHz和3400～3600MHz共428MHz频率，而除450～470MHz和2300～2400MHz两段频谱明确外，其他两段如何用于4G尚不明朗。4G频谱资源的缺口显而易见。

2.2  TD-LTE频谱资源劣势成为影响国际化的重要因素

TD-LTE国际化中面临频谱资源的制约问题。统计显示，目前国际划分中TDD方式的频谱资源比较匮乏，主要将TDD定位在FDD补充的位置上。在WRC-07之后，ITU累计为移动通信划分了约1200MHz的频谱资源，其中，在已经明确分配的约570MHz频谱中，FDD频谱约为480MHz，分布在700MHz-2690MHz范围内；TDD分配只局限在1900～1920MHz、2010～2025MHz和2570～2620MHz的频段内。FDD与TDD己有频谱的比例约为5.6：1。

我国的TD-LTE规模技术试验也是采用2.3GHz(室内)和2.6GHz(室外)频段，明显缺少450MHz和700MHz等低频段频谱的支持。 但是，低频段频谱对于TD-LTE以及后续演进却极为重要，因频率的多寡及优劣会成为影响产业界对TD-LTE及后续演进投入的重要风向标。低频段频率分配的不均衡性已经构成了对TDD技术和未来市场发展的限制和制约，严重影响了TDD的发展和普及,特别是不利于吸引更多的国际力量壮大TDD阵营。

所以，TD-LTE在国内外的快速发展将加剧对频谱特别是低频段频谱的需求，将是未来TDD频谱的危机之一。

2.3 移动物联网用频“大户”无法落地

物联网的巨大规模，以及信息交互与传输以无线为主的特点，注定使物联网成为频谱需求的大户。首先，物联网的业务规模是通信业无法比拟的。据预测，到2020年物物互联与人与人的通信互联比例将达到30：1，其规模远远大于人与人沟通的移动通信。因此，当 物联网 正式实现，其对频谱的需求绝不是如今己分配的移动通信和无线接入频率所能承载的。

当然，4G频率需求预测中包括了部分机器对机器、遥测、工业控制、视频监视等物联网类的应用。可以认为4G的频谱需求虽然是为人与人通信预测的，同时也包涵了部分如M2M等初期形态的物联网业务。但是，不能认为4G频谱预测中己涵盖了未来物联网的全部频谱需求。究其原因， ITU-R的报告与建议都形成于2005～2006年，当时物联网的概念刚刚提出，物联网还不像今天这样被视为信息产业划时代的浪潮。所以，至今物联网的流量模型及常见应用模型虽然有了一些研究，但并没有权威的研究结果，它肯定既不同于互联网流量模型，也不会等同于移动通信的流量模型。但是，物联网的规模巨大，尽管有些业务每次传输的数据量不一定非常大，甚至是几十个字节，但是必须一次传输成功，有着非常实时的传输要求。以物联网的视频应用为例，视频感知是国外物联网的典型应用。如远程专家诊断、远程医疗培训已经成为智慧医疗应用的一个必然组成部分；在智能电网中，输电线路远程视频监控系统、电网抢修视频采集和调度指挥；在智慧城市中，几乎所有的城市都可以看到城市视频安全监管等。而物联网的信息传输中，视频传输要求是最高的，也是占用频谱最多的业务。思科预测，移动视频流量预期在2015年将占总移动数据流量的66%，比2010年增长35倍。此外，预计2015年由平板电脑产品所产生的移动数据量将比2010年增长205倍。

根据ITU-R M.2072报告，在4G频谱需求预测中包含了如机器与机器互联等物联网类业务，到2020年其通信量约占总通信量的14%。而现实状况是，物联网的发展步伐和趋势如火如荼，因此，可以判断到2020年物联网的业务类型和通信总量一定会大大超过ITU-R M.2072报告的预想，其频谱需求也要大量增加。依据比较研究的结果，当物联网通信量达到4G总通信量的50%，那么物联网频谱需求，在一个运营商情况下为640MHz～ 860MHz；在三个运营商情况下为780MHz～990MHz。当物联网通信量约达到总通信量的80%，那么物联网频谱需求，在一个运营商情况下为1024MHz ～1376MHz；在三个运营商情况下为1248MHz ～1584MHz。可以看到，未来物联网的频谱需求己达到4G频谱需求的量级，成为频谱资源面临的新的严峻挑战。

2.4  WLAN“发飙”的频谱忧思

在不久前闭幕的巴塞罗那世界移动通信大会上，中国移动宣布未来三年实现百万WLAN热点建设的目标，无疑为中国本己快速发展的WLAN又注入了强劲动力。但是，WLAN同样面临频谱资源紧缺的挑战。按照预测，我国到2020年，在设定的小区内150人同时使用WLAN，其速率为200kbit/s，上下行共需2516MHz频率。而我国至今在非授权的2.4GHz和5.8GHz频段为WLAN分配了208.5MHz频率，与到2020年WLAN所需频率相比存在巨大缺口，

另外，运营商寄于厚望的802.11n虽然可将WLAN技术带入了百兆时代，但802.11n至少需要3个互不干扰的40MHz的信道组成蜂窝网，而我国无论是在2.4G频段，还是在5.8G频段都无法分配出3个独立的40MHz的信道。如果按ITU的规定，将5150~5250MHz、5250~5350MHz和5470~5725MHz，共计455MHz用于WLAN等各类高速率无线接入业务，我国面临业务调整的巨大困难。因为我国己将这几段频率分别规划了其他无线电业务，如航空无线电导航业务在5000~5250MHz作为主要业务，将长期使用；5350~5725MHz作为气象雷达的频率使用，用频需求还将长期持续；5460~5650MHz用于水上导航雷达，也将长期使用。所以，频谱资源已经成为制约运营商部署802.11n网络的最大瓶颈。