在亚利桑那州，对于今晚今年最大的足球比赛来说，网络故障预计不会成为问题。这一事实背后的技术很有趣。

美国国家橄榄球联盟（NFL）已向联邦通信委员会（FCC）提交文件，要求在2023年足球赛季使用公民宽带无线电系统（CBRS）进行教练间通信。

这是自2021年首次提交申请以来，美国国家橄榄球联盟继续使用世邦魏理仕，要求在互联网无法维护体育场内教练与教练之间的通信的情况下提供世邦魏理仕。

 

 

美国联邦通信委员会最近提交的文件表明，在2022赛季，美国国家橄榄球联盟从未使用过CBRS。但由于预计2023年将有约1亿观众观看现场直播，美国国家橄榄球联盟似乎有动力确保比赛顺利进行。

 

什么是公民宽带无线电系统？

CBRS是一种频谱共享方案，使用3.5 GHz频段（3550–3700 MHz），这是一个150 MHz的频段，传统上严格为国防部保留，主要用于美国海军雷达作战。

频谱共享是在2012年总统科学技术顾问委员会（PCAST）的一份题为“充分发挥政府持有频谱的潜力以刺激经济增长”的报告中首次提出的。该报告认为，频谱共享可以增加企业和消费者使用未满负荷运行的射频频谱的机会。

世邦魏理仕的一个关键特征是三层方法以及许可和未许可的混合使用。第1层是像海军这样拥有频谱优先权的用户。第2层是优先级访问许可证（PAL），它可能是为动态分配的10MHz信道块购买许可证的企业。第3层是通用授权接入（GAA）用户，当第1层或第2层用户不使用频谱时，他们可以动态接入频谱中的信道。为了使这种频谱共享方案发挥作用，必须保护一级用户免受有害干扰。根据优先级和需求，用户可以在CBRS网络之间来回切换。

 

The CBRS offers a three-tiered shared spectrum

世邦魏理仕提供三层共享频谱。图片由高通公司提供
 

在CBRS计划之外，联邦通信委员会通过招标、抽签或先到先得的方式，根据确切的频谱和使用情况，将无线电频段许可给商业实体。此类许可证的授予期限可以短至一年，也可以长至20年。

提高无线电频带使用效率是FCC非常关注的问题，因为它们是有限的资源。虽然它是有限的，但由于对无线通信的日益依赖，它的需求也越来越大。

 

CBRS中的技术创造秩序

第一个支持技术是环境传感能力（ESC）系统。美国国家标准与技术研究所（NIST）负责设计传感器和相关软件，用于监测射频环境，并将有关使用和流量的数据发送到频谱接入系统（SAS）。如果电子稳定控制系统检测到联邦信号（第1级），支持的CBRS系统将实施机制，以确保信号具有优先访问权且不受干扰。

 

Systems deployed in the neighborhood of an offshore dynamic protection area

部署在近海动态保护区附近的系统。图片由NIST提供

 

NIST拥有软件工具和RF数据集，用于测试和认证使用深度学习识别优先流量的ESC系统。还有一个IEEE 1900.8工作组，该工作组定义了为此创建数据集和学习方法的标准化方法。

某些供应商，包括谷歌、索尼、Amdocs和Federated Wireless，都获得了FCC的许可，可以部署频谱接入系统（SAS）。这些供应商可以建立CBRS网络。使用SAS，他们可以授权用户访问CBRS频谱。SAS还与ESC协调，以确保根据需要对频谱进行优先排序。

第3层中的用户由通用授权访问方案进行管理。当频谱中存在“空白”时，可以将GAA用户动态分配给CBRS信道。

 

Illustration of the Dynamic Spectrum Access (DSA)

动态频谱接入（DSA）示意图。图片由NIST提供
 

国家高级频谱和通信测试网络

国家高级频谱和通信测试网络（NASCTN）成立于2015年，旨在支持频谱共享网络的发展。它由几个关键合作伙伴组成，包括NIST、美国国防部、NASA、国家海洋和大气管理局（NOAA）、国家科学基金会（NSF）和国家电信和信息管理局（NTIA）。

NASCTN有一个框架，可以使用真实世界的数据和基础设施测试CBRS，并提高其共享频谱的能力，同时保护联邦对频谱的使用。2022年年中，发布了一份关于NASCTN为收集数据和表征ESC系统和SAS而进行的模拟和测试的报告。

NIST网站显示，NASCTN下的CBRS共享生态系统评估目前处于第三阶段：测试、计量和实施计划，已拍卖105个许可证。