李遠東
2013年12月4日,工業(yè)和信息化部向中國移動通信集團公司、中國電信集團公司和中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團有限公司各頒發(fā)“LTE/第四代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務(wù)(TD-LTE)”經(jīng)營許可,從此,三大運營商開始具有提供4G基礎(chǔ)業(yè)務(wù)與增值業(yè)務(wù)的資格。另外,中國移動通信集團公司還獲得固網(wǎng)牌照,從此開始具有固話業(yè)務(wù)及寬帶接入業(yè)務(wù)經(jīng)營資格。
同一天,中國電信表態(tài)將嚴格執(zhí)行國家相關(guān)監(jiān)管政策,周密規(guī)劃,精心準備,努力為新老用戶提供更加豐富多彩的通信信息服務(wù),不斷提升服務(wù)質(zhì)量,滿足用戶日益增長的多樣化的信息生活需求,促進國有資產(chǎn)的保值增值。
同一天,中移動表態(tài)將在國家主管部門領(lǐng)導下,攜手產(chǎn)業(yè)鏈全力以赴推動第四代移動通信網(wǎng)絡(luò)4G的建設(shè)與運營,大力做好全業(yè)務(wù)運營,用實際行動落實國家“寬帶中國”戰(zhàn)略,為廣大客戶提供全面、優(yōu)質(zhì)、高效的信息通信服務(wù)。同時,中移動還在12月4日及時發(fā)布了《中國移動4G服務(wù)公告》,表示將于今年年底前在北京、杭州、廣州、深圳、青島、南京、寧波、廈門、上海、天津、沈陽、成都、福州等城市將陸續(xù)開通4G服務(wù)(并將加快在其他地區(qū)的4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)),客戶不需換號、不需登記,但需換4G卡、換4G手機。
同時,中移動開始在央視、中央電臺“中國之聲”等知名媒體于全國范圍內(nèi)宣傳其4G服務(wù)。
同一天,中聯(lián)通表示,其正在部署速率高達42Mbit/s數(shù)據(jù)接入,促進4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,同時打造智能管道,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可管、可控、可經(jīng)營,降低網(wǎng)絡(luò)運營成本,提高網(wǎng)絡(luò)運行效率,提升用戶體驗,并為合作伙伴提供更開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
另外,中移動也獲得固網(wǎng)牌照,開始具有提供固話服務(wù)及寬帶接入服務(wù)的資格。
2、國內(nèi)4G移動寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展對有線電視網(wǎng)絡(luò)的不利影響
1)4G LTE技術(shù)的迅猛發(fā)展將進一步助推移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展,對有線電視網(wǎng)絡(luò)形成更大威脅。
4G LTE將深刻改變移動互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用模式,為廣大移動用戶創(chuàng)造更好的移動互聯(lián)網(wǎng)體驗。LTE高帶寬、低時延、永遠在線的性能將使用戶體驗大幅度提升。如傳統(tǒng)手機游戲?qū)⒛軌蛏墳榻换ナ礁咔宓膶?zhàn)游戲,普通視頻監(jiān)控升級為高清視頻監(jiān)控,傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)升級為高清語音HD Voice業(yè)務(wù)。同時,LTE可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)衛(wèi)星進行“即攝即傳”的電視轉(zhuǎn)播業(yè)務(wù),并且傳輸方式更加便捷、傳輸成本更低,在國內(nèi)外已經(jīng)受到很多行業(yè)用戶的歡迎與廣泛應(yīng)用。
另外,4G LTE還將促進物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提升全社會的信息化水平。物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)正在全球迅速發(fā)展,后端信息處理能力隨著計算能力的提高迅速提升,前端信息采集能力隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展也在不斷增強,但目前的通信網(wǎng)尚不能完全滿足二者之間的交互,而隨著4G LTE的廣泛應(yīng)用,LTE網(wǎng)絡(luò)將構(gòu)建強大的傳輸能力,將后端與前端無縫連接起來,實現(xiàn)云計算平臺和終端的有效鏈接,為行業(yè)專網(wǎng)應(yīng)用提供更佳的承載,促進新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2)4G TD-LTE的高帶寬、高QoS(服務(wù)質(zhì)量)等堪比有線網(wǎng)絡(luò),對有線網(wǎng)形成競爭性替代威脅。
(1)4G TD-LTE的技術(shù)特征/優(yōu)勢
與3G相比較,4G TD-LTE在物理層、空中接口高層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面做出了重要的技術(shù)革新,在系統(tǒng)容量、部署靈活性、傳輸時延、業(yè)務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)成本等方面具備較大優(yōu)勢。TD-LTE主要的關(guān)鍵技術(shù)與優(yōu)勢如下:
采用OFDM(正交頻分復用。由于出色的優(yōu)勢,目前OFDM被越來越多地應(yīng)用于各種有線及無線通信系統(tǒng))和MIMO(多輸入<天線>多輸出<天線>)技術(shù),實現(xiàn)更高的頻譜效率和峰值速率。TD-LTE采用了更適合于寬帶系統(tǒng)的OFDM技術(shù),結(jié)合MIMO多天線和快速分組調(diào)度等先進的設(shè)計,實現(xiàn)了更高的峰值通信速率,同時能夠提供比3G HSPA(高速分組接入網(wǎng))提高2~3倍以上的頻譜利用效率。在采用下行2根天線/上行1根天線、20MHz的系統(tǒng)帶寬和3:1的下行與上行時隙比例配置的情況下,TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的下行峰值速率可以達到110Mbps、上行峰值速率可達到100Mbps。TD-LTE-Advanced(TD-LTE的升級版)支持100MHz系統(tǒng)帶寬和下行8根天線/上行4根天線的最大配置,可以實現(xiàn)通信速率的進一步倍增,峰值速率超過1Gbps。
采用靈活的系統(tǒng)帶寬和CA(載波聚合),可滿足各種頻率場景的需求。TDLTE支持1.4/3/5/10/15/20MHz總共6種不同的系統(tǒng)帶寬選項,更為先進的TD-LTEAdvanced通過CA載波聚合技術(shù),可以支持以上6種帶寬選項的不同組合,其中包括連續(xù)或者非連續(xù)頻率資源的組合使用,而最大可以達到100MHz的系統(tǒng)帶寬,以可充分滿足各種頻率資源場景和網(wǎng)絡(luò)部署帶寬的需求。
采用簡化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和智能化的網(wǎng)絡(luò)管理,可降低系統(tǒng)建設(shè)與運維成本。TD-LTE取消了RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器)節(jié)點,采用了扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(只有核心網(wǎng)EPC<分組核心網(wǎng)演進>與接入網(wǎng)兩級架構(gòu))與更加簡化的系統(tǒng)協(xié)議設(shè)計。在此基礎(chǔ)上,SON技術(shù)(網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化技術(shù))在TD-LTE中得到了廣泛的應(yīng)用,可實現(xiàn)智能化的網(wǎng)絡(luò)管理,從而可有效地降低網(wǎng)絡(luò)CAPEX和OPEX。
還采用動態(tài)的分組調(diào)度技術(shù),以兼顧服務(wù)質(zhì)量和資源利用效率。TD-LTE簡化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)降低了傳輸時延,促進了動態(tài)資源調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用。在空中接口的技術(shù)設(shè)計中,TD-LTE采用完全基于分組交換的資源分配方式,根據(jù)用戶的情況,快速的進行最優(yōu)的資源分配,為各種實時業(yè)務(wù)提供QoS保證的同時,還可有效保證系統(tǒng)資源的利用效率。
另外,4G TD-LTE靈活的上下行時隙比例配置,可滿足網(wǎng)絡(luò)非對稱業(yè)務(wù)量的需要(移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)大多是上行與下行非對稱的業(yè)務(wù))。上下行時隙比例的靈活配置是TDD技術(shù)的一個重要特點,TDLTE支持7種不同的上下行時隙比例配置,包括下行多數(shù)的9:1到上行多數(shù)的2:3,可以根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)中上下行業(yè)務(wù)量不同的需求情況進行相應(yīng)的選擇,滿足不同的規(guī)劃需求。移動通信國際標準組織3GPP(第三代移動通信合作伙伴項目)甚至還曾組織過技術(shù)研究,探索在TDD(時分復用)網(wǎng)絡(luò)的各個區(qū)域使用不同時隙比例配置的可行性和技術(shù)解決方案,將進一步增加TD-LTE網(wǎng)絡(luò)上下行業(yè)務(wù)量配置的靈活性。
進一步地,4G TD-LTE還采用基于信道互易性原理的智能天線技術(shù),可進一步地提高系統(tǒng)的性能:TDD信道的互易性為智能天線技術(shù)的應(yīng)用提供了便利,TD-LTE延續(xù)TD-SCDMA(中移動所采用的3G標準)的智能天線技術(shù)并進行了擴展。目前商用的TD-LTE的Release 8版本采用的智能天線技術(shù)支持單流的數(shù)據(jù)發(fā)送,Release 9版本的TD-LTE和TD-LTE-Advanced可以支持雙流以及最大8流數(shù)據(jù)的并行發(fā)送,可以進一步提升系統(tǒng)性能——尤其是小區(qū)邊緣用戶的通信性能。
(2)4G TD-LTE的場測技術(shù)性能/優(yōu)勢
自2009年至今,我國國內(nèi)相關(guān)單位組織開展了TD-LTE研發(fā)技術(shù)試驗、規(guī)模技術(shù)試驗和擴大規(guī)模試驗,對TD-LTE的技術(shù)性能進行了全面的驗證。據(jù)悉,根據(jù)目前的試驗結(jié)果,在外場真實的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的峰值速率、時延、吞吐量、用戶容量和組網(wǎng)性能等方面的總體情況如下:
①峰值速率
在規(guī)模試驗的外場環(huán)境中,20MHz帶寬的TD-LTE系統(tǒng),采用2:2的下行與上行時隙比例配置時,采用第3等級的終端,終端的下行峰值速率可達到60Mbps、上行峰值速率可達到19Mbps;在3:1時隙配比的時候,終端的下行和上行峰值速率可分別達到80Mbps和8Mbps。
②傳輸時延
移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸時延包括用戶業(yè)務(wù)時延、控制面時延和切換時延。其中,用戶業(yè)務(wù)面時延指的是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)和終端之間傳輸所需要的時間,是衡量TDLTE系統(tǒng)支持實時業(yè)務(wù)能力的重要指標;控制面時延是指用戶從空閑狀態(tài)到接入網(wǎng)絡(luò)所需要的時間;切換時延是指用戶在兩個4G基站小區(qū)之間切換所需要的時間。這些都是保證用戶具有良好業(yè)務(wù)體驗的重要指標。
據(jù)了解,在TD-LTE規(guī)模試驗網(wǎng)絡(luò)中進行測試,20MHz帶寬的TD-LTE系統(tǒng),采用2:2的下行與上行時隙比例配置,采用ping包的方式測試數(shù)據(jù)用戶業(yè)務(wù)面時延,小數(shù)據(jù)包從終端發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)端的應(yīng)用服務(wù)器,然后再返回終端所需傳輸時延平均僅為20-30ms。TD-LTE和LTE FDD在時延方面的差異主要由于空中接口采用不同的機制,因為TDD不連續(xù)發(fā)送,存在一定的緩存時延,根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)的測試情況,二者的差距為2-7ms。
同時,采用與上述用戶面時延測試相同的網(wǎng)絡(luò)配置,TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的控制面時延約為80ms,切換時延約為60-70ms,均達到較高水平。
③小區(qū)平均吞吐量
小區(qū)平均吞吐量即是多個用戶并發(fā)在同一小區(qū)使用業(yè)務(wù)時,多個用戶的吞吐量之和,是體現(xiàn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)容量的主要指標。
在多小區(qū)同時加載的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,采用20MHz帶寬的TD-LTE系統(tǒng)和2:2的下行與上行時隙比例配置,且20個用戶在被測小區(qū)內(nèi)均勻分布,TD-LTE小區(qū)的下行平均吞吐量可達到25Mbps以上,小區(qū)邊緣每用戶的吞吐量不低于440kbps;小區(qū)的上行平均吞吐量可達到11Mbps以上,小區(qū)邊緣每用戶吞吐量不低于260kbps。
④并發(fā)用戶容量
并發(fā)用戶容量即在保證一定業(yè)務(wù)速率的前提下,系統(tǒng)可以同時服務(wù)的最大用戶數(shù),這是體現(xiàn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)用戶容量的主要指標。
并發(fā)用戶容量主要受限于調(diào)度信令和業(yè)務(wù)信道資源,在多小區(qū)模擬加載環(huán)境下,當采用20MHz帶寬的TD-LTE系統(tǒng)、2:2的下行與上行時隙比例和10:2:2的特殊時隙配比,每個小區(qū)可最大支持200個終端同時在線,且下行吞吐量均保持在100kbps以上,上行吞吐量均保持在50kbps以上。
TD-LTE及TD-LTE-Advanced等TDD技術(shù)標準,具有與FDD LTE(頻分雙工型LTE)技術(shù)標準相當?shù)募夹g(shù)性能,同時還具備TDD時分技術(shù)的獨特優(yōu)勢。
隨著第四代移動通信4G時代的到來,TDD技術(shù)所具有的“GAS”優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來:“G”(Global,全球化)——T D D頻譜在世界各國廣泛存在,全球核心頻段集中在1.9GHz/2.3GHz/2.6GHz/3.5GHz這4個頻段上,可以實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的漫游;“A”(Asymmetric,非對稱)——TDD技術(shù)天然具有非對稱業(yè)務(wù)支持能力,這最適合移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的總體特點;“S”(Synergetic,共融性)——TD-LTE是 3GPP標準技術(shù),與GSM(2G)、UMTS(陸地移動通信系統(tǒng))、LTE FDD自然實現(xiàn)了融合發(fā)展,同時TD-LTE與WiMAX/ TD-SCDMA都屬于TDD技術(shù),也能夠很好的融合。TDD技術(shù)的“GAS”優(yōu)勢得到了業(yè)界越來越多的認可,為全球TDD產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了更高的預期。
3)4G TD-LTE產(chǎn)業(yè)發(fā)展之快、陣容之大,為有線電視所遠不及。
TD-LTE作為全球移動寬帶時代的主流技術(shù)之一,不僅已成為國際移動通信標準,而且得到了全球制造商、運營商、行業(yè)協(xié)會等廣泛產(chǎn)業(yè)鏈的認可和支持。經(jīng)過四年來的拓展和合作,目前包括大唐、華為、中興、愛立信、阿爾卡特-朗訊等在內(nèi)的全球主要系統(tǒng)廠家,海思、高通、聯(lián)芯、Marvell、展訊、聯(lián)發(fā)科技、創(chuàng)毅視訊等在內(nèi)的主要芯片制造商,以及星河亮點、羅德與施瓦茨、大唐聯(lián)儀、中創(chuàng)信測、安捷倫、艾法斯等測試儀表廠商,全部支持該技術(shù)。而且,目前全球已有越來越多的TD-LTE與LTE FDD融合發(fā)展的網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)共基站、共終端,國際產(chǎn)業(yè)和市場的認可與支持持續(xù)擴大,夯實其在全球的部署和商用的堅實基礎(chǔ)。
(1)TD-LTE芯片和終端的發(fā)展及趨勢
在TD-LTE產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,基于40nm工藝芯片的數(shù)據(jù)類終端可以滿足TD-LTE應(yīng)用需求。隨著TD-LTE產(chǎn)業(yè)成熟和商用推廣,TD-LTE芯片和終端正在不斷提升性能,以提供更佳的用戶體驗。下一階段,TD-LTE芯片和終端的主要發(fā)展趨勢為:
①終端芯片支持多模兼容,以滿足運營商多網(wǎng)運營和國際漫游的需求。
五模芯片(TD-LTE/LTE FDD/TDSCDMA/WCDMA/GSM)將成為未來TDLTE芯片主流,預計2014年將有10家左右的芯片廠商推出五模芯片,個別先進廠商將會推出支持6模的芯片(TD-LTE/LTE FDD/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA 2000/ GSM)。大多數(shù)基帶方案廠商已經(jīng)實現(xiàn)共平臺開發(fā),多模終端芯片套片對TD-LTE的支持將主要取決于射頻芯片及其前端器件的選擇,這將決定終端可支持TDD頻段的能力。
②TD-LTE射頻芯片支持多頻段。
全球TD-LTE頻率分布表現(xiàn)出了分散的特點,這也就要求TD-LTE芯片能夠支持多頻段。同時,為實現(xiàn)LTE規(guī)模效益共享,目前已有TD-LTE芯片也可同時支持LTE FDD。這一點和TD-LTE系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展趨勢相一致。
③TD-LTE終端從數(shù)據(jù)終端過渡到手機終端。
前期,TD-LTE終端產(chǎn)品多數(shù)是數(shù)據(jù)卡、上網(wǎng)卡之類的形態(tài),而且所采用的多是40nm工藝芯片。而考慮到芯片功耗和體積,28nm工藝芯片更適合TD-LTE手機終端的大規(guī)模發(fā)展。目前,全球多數(shù)芯片廠商已經(jīng)可以提供支持TD-SCDMA/TD-LTE在內(nèi)的28nm多模工程樣片,經(jīng)過進一步的產(chǎn)品驗證完善和二次流片,預計到2014年全球多數(shù)廠商均可實現(xiàn)TD-LTE的28nm多模芯片的基本成熟,4G TD-LTE多模智能手機將具備大規(guī)模商用能力。
目前,TD-LTE終端形態(tài)仍以路由器和熱點設(shè)備為主(有134款產(chǎn)品),其次分別是Dongle(有65款產(chǎn)品)、智能手機(有43款產(chǎn)品)、Module(有21款產(chǎn)品)、平板電腦(有8款產(chǎn)品)、家庭小基站(有3款產(chǎn)品)。
④語音技術(shù)方案是TD-LTE手機發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。
從LTE FDD的商用經(jīng)驗來看,具備語音和寬帶數(shù)據(jù)接入能力的智能手機是用戶最為滿意的終端形態(tài)。中移動現(xiàn)任副總裁李躍在今年6月舉行的亞洲移動通信大會上正式宣布,中移動將于2014年第四季度全網(wǎng)商用部署4G全IP語音VoLTE系統(tǒng)。
⑤TD-LTE數(shù)據(jù)終端和Wi-Fi相結(jié)合。
現(xiàn)階段,TD-LTE與Wi-Fi相結(jié)合的終端產(chǎn)品形態(tài)具有較大的市場需求,這與終端和業(yè)務(wù)應(yīng)用的發(fā)展階段相適應(yīng)。
(2)全球TD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署情況
全球移動通信協(xié)會于今年12月9日公布的數(shù)據(jù)顯示,目前全球已商用的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)一共有25張,數(shù)量上快速增長——另外還有71個在建或規(guī)劃要建的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。
同時,TD-LTE與LTE FDD融合發(fā)展目前已是大勢所趨。移動頻譜資源的日益稀缺和TDD技術(shù)的興起促使全球范圍內(nèi)對TDD頻譜的重視程度顯著提升。隨著全球數(shù)百家移動運營商由窄帶語音服務(wù)轉(zhuǎn)向?qū)拵?shù)據(jù)接入服務(wù),移動頻譜資源日漸稀缺,只有充分應(yīng)用各類頻譜資源才能夠有效滿足市場需求。
TD-LTE與LTE FDD通過融合發(fā)展,已共同成為全球最主流的新一代移動寬帶技術(shù),在全球各地被越來越多的移動運營商部署。一方面,WiMAX(全球微波互聯(lián)接入)、PHS(小靈通)等TDD技術(shù)紛紛向TD-LTE演進;另一方面,TD- LTE/FDD融合組網(wǎng)成為LTE運營商網(wǎng)絡(luò)部署的重要方向之一。
下一個十年,全球移動通信技術(shù)將向著4G LTE加速發(fā)展,尤其是在全球移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的大力推動下,TD-LTE將與LTE FDD一道促進LTE首次實現(xiàn)全球通信技術(shù)標準的統(tǒng)一格局。
未來,移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨更加嚴峻的頻譜資源環(huán)境挑戰(zhàn)。一方面,移動頻譜資源緊張將進一步加劇,另一方面,移動頻譜的零散性有增無減,如何增加并充分利用緊缺的頻譜資源成為移動通信產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。那些同時擁有FDD(頻分雙工)和TDD頻譜的運營商,將同時發(fā)展TD-LTE和LTE FDD的業(yè)務(wù),以充分利用現(xiàn)有的頻譜資源。因此,二者的融合發(fā)展成為了運營商的必然選擇。
從技術(shù)實現(xiàn)來看,TD-LTE和LTE FDD作為4G LTE技術(shù)標準的兩大分支,具有高度的相似性和統(tǒng)一性。目前,LTE TDD與LTE FDD已經(jīng)實現(xiàn)了從標準、產(chǎn)業(yè)鏈到產(chǎn)品平臺的全面融合,TD-LTE和LTE FDD已經(jīng)可以同享規(guī)模經(jīng)濟的效益。在3GPP等國際通信標準組織中,LTE TDD與LTE FDD是同一調(diào)制技術(shù)標準,華為、中興、大唐、愛立信、諾基亞西門子、阿爾卡特-朗訊等全球主要系統(tǒng)供應(yīng)商都推出了TDD/FDD的共平臺產(chǎn)品,而TDD/FDD共芯片的產(chǎn)品也成為全球芯片廠家的共同研發(fā)方向,數(shù)十款芯片已被推出。
4G LTE終端芯片的發(fā)展也支持TDLTE和LTE FDD的融合。目前,支持FDD/ TDD雙模的LTE芯片已經(jīng)成為了全球大多數(shù)芯片廠商的標準配置,在一部終端上可以同時使用TD-LTE和LTE FDD的網(wǎng)絡(luò)。
從產(chǎn)業(yè)、市場到產(chǎn)品,TD-LTE和LTE FDD的融合已經(jīng)成為了產(chǎn)業(yè)界的共識,全球也有著越來越多的融合型網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運營的實踐,二者的融合將會成為LTE發(fā)展的趨勢。
(3)由于移動頻譜需求大,廣電的700MHz頻譜被移動運營商尤其是TD-LTE運營商“覬覦”,廣電面臨嚴重的頻譜流失危機。
由于4G LTE技術(shù)仍在發(fā)展之中,國際電信聯(lián)盟ITU對LTE的頻率規(guī)劃仍在持續(xù)進行之中,LTE頻段數(shù)量增加趨勢明顯。ITU的2007年全球移動通信大會之后,原則性規(guī)定移動頻率規(guī)劃只做TDD和FDD區(qū)分,2G頻段和3G頻段以及3G的擴展頻段都可用于4G LTE技術(shù)。伴隨越來越多運營商關(guān)閉2G網(wǎng)絡(luò),2G頻段將不斷轉(zhuǎn)成LTE頻段,LTE可用的頻段資源將會越來越豐富。
總體來看,在全球新增移動寬帶頻譜中,TDD的頻譜資源越來越充足,但是整體上和FDD相比仍然存在較大差距。
從頻譜質(zhì)量來看,F(xiàn)DD擁有大量中低頻段頻譜資源,可以幫助運營商取得網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢;反之,TD-LTE缺乏中低頻段頻譜資源,網(wǎng)絡(luò)廣域覆蓋實現(xiàn)難度較大。
目前主要國家和地區(qū)的TD-LTE頻譜規(guī)劃集中在2GHz以上的高頻段,使用范圍最廣的是2.3GHz和2.6GHz,而低端的頻段資源稀缺。
2.6GHz頻段是TD-LTE全球漫游主頻段,是實現(xiàn)TDD技術(shù)全球漫游的基礎(chǔ),對TDD產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。全球TD-LTE產(chǎn)業(yè)界也充分關(guān)注2.6GHz頻段的使用,2.6GHz產(chǎn)品的生態(tài)系統(tǒng)相對更加成熟,現(xiàn)已有超過82%的TD-LTE終端支持該頻段。基于這一相對成熟的生態(tài)系統(tǒng),全球主流的設(shè)備及終端廠商都會將更多資源投入在這一頻段,進行相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品的研發(fā)。
此外,伴隨技術(shù)發(fā)展和WiMAX運營商選擇向TD-LTE演進升級,3500MHz等高頻段頻譜資源將更多地配置給TD-LTE技術(shù)使用。
從全球已經(jīng)商用的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)情況來看,TD-LTE主要部署在Band 38和Band 40兩個頻段上。反觀,目前LTE FDD運營商基本都采用低頻段(700/800MHz)+ 高頻段(1800MHz/2600MHz)的混合模式建設(shè)LTE FDD網(wǎng)絡(luò),其中的低頻段用于廣域覆蓋,而高頻段用于城市地區(qū)的熱點覆蓋,以滿足系統(tǒng)容量和網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求。
在不考慮網(wǎng)絡(luò)容量的前提下,低頻段布網(wǎng)的整體成本(包括站址、設(shè)備、基建)較高頻段要低。因此,只考慮覆蓋的運營商在低頻段上發(fā)展TDD技術(shù)標準,會減小投資壓力,保持市場上的競爭優(yōu)勢。各國TD-LTE運營商從2012年就已經(jīng)開始普遍關(guān)注和呼吁低頻段的應(yīng)用,全球TDD頻段資源將會逐漸豐富,以保證網(wǎng)絡(luò)容量與覆蓋的平衡。
目前,爭取700-800MHz等低端頻段資源成為4G TDD產(chǎn)業(yè)界的一致訴求。700-800MHz頻段用于宏覆蓋網(wǎng)絡(luò),僅需要少量的基站便可完成城市郊區(qū)與農(nóng)村地區(qū)的大范圍覆蓋,既可降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本,又可實現(xiàn)良好的4G覆蓋,可以有效提高TDD運營商的競爭力。
梳理國際上先行運營商4G網(wǎng)絡(luò)部署的經(jīng)驗,可以發(fā)現(xiàn)兩點共性:前瞻性的頻譜規(guī)劃和充分共享現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源以節(jié)約成本。
前瞻性的頻譜規(guī)劃和部署策略有助于運營商提升建網(wǎng)效率,降低成本和提升用戶體驗。例如美國Verizon在4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和商用初期采用2008年從政府拍得的700MHz頻譜作為主要承載頻段。依靠700MHz頻段優(yōu)異的無線傳播特性,Verizon以較少的基站規(guī)模和相對低廉的成本實現(xiàn)了4G網(wǎng)絡(luò)的快速部署。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋全美90%人口、建設(shè)重點從覆蓋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容量時,Verizon又收購了AWS(高級無線服務(wù))頻段用于4G網(wǎng)絡(luò)的容量擴容建設(shè)。同時Verizon通過向其競爭對手AT&T出售未使用的部分700MHz頻譜,換取AT&T放棄了一些覆蓋美國西部市場的無線頻譜,鞏固了自己在無線頻譜方面的優(yōu)勢地位。
可以預見,TD-LTE技術(shù)將有更充足的頻譜資源,保障其大規(guī)模商用發(fā)展。未來,TD-LTE 將會獲得更多的低頻段資源(如:700MHz頻段與800MHz頻段),以實現(xiàn)更大范圍的連續(xù)覆蓋,從而進一步提升TDD運營商的市場競爭力。但同時,也給廣電帶來了巨大的頻譜流失危機。
4)國內(nèi)4G TD-LTE用戶總數(shù)接下來將“井噴式”增長,到2016年有望超過2億用戶,將成國內(nèi)經(jīng)濟增長的新引擎,廣電網(wǎng)只能望其項背。
全球TD-LTE市場(除中國外)的發(fā)展主要集中在印度、美國、日本等移動運營商市場。根據(jù)工信部電信研究院等機構(gòu)的預測,到2016年,全球TD-LTE用戶(除中國外)有望達到1億戶左右(2014年約1500萬用戶、2015年約5000萬用戶、2016年約1億用戶),約占4G LTE用戶總數(shù)的15%~20%。
而預計到2016年,中移動的TDLTE用戶將會超過1.1億(2014年,用戶數(shù)的月均新增將達約172.9萬,增速達約120%;2015年,用戶數(shù)的月均新增將達約317.8萬,增速達約125%;2016年,用戶數(shù)的月均新增將達約428.4萬,增速達約140%)。
現(xiàn)在,國內(nèi)的中電信、中聯(lián)通和中移動3家運營商同時發(fā)展TD-LTE??紤]到:(1)3家運營商在3G階段已經(jīng)有了巨大的投入;(2)中電信、中聯(lián)通的TD-LTE市場策略要考慮與中移動的市場競爭,中移動的TD-LTE市場策略將會促進其他運營商發(fā)展TD-LTE。由此可以粗略判斷,中電信、中聯(lián)通的TD-LTE市場狀況會和他們自身的3G業(yè)務(wù)情況接近,并且將可能會優(yōu)于其3G業(yè)務(wù)的開展情況。此種假設(shè)情況下,預計到2016年,中國的4G TD-LTE用戶將會超過2億(2013年,國內(nèi)的TD-LTE用戶約200萬;2014年,國內(nèi)的TD-LTE用戶約3475萬;2015年,國內(nèi)的TD-LTE用戶約1.0889億;2015年,國內(nèi)的TD-LTE用戶約2.0229億)。
從對經(jīng)濟的具體拉動形式上看,TDLTE商用對經(jīng)濟的拉動分為直接和間接兩個方面:
直接拉動是指在核算期內(nèi)TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)直接創(chuàng)造的價值總額,即通過TD-LTE投資和消費帶來的產(chǎn)業(yè)增加值,根據(jù)工信部電信研究院的測算,2012年~2014年,TD-LTE商用對國內(nèi)經(jīng)濟直接拉動規(guī)模約為3671.3億元。
間接拉動是指核算期內(nèi)TD-LTE產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的產(chǎn)品與服務(wù)作為經(jīng)濟增長的拉動變量,帶動其他產(chǎn)業(yè)投資和消費,間接創(chuàng)造的價值總額。這包括裝備制造、原材料供應(yīng)、制造服務(wù)、房地產(chǎn)等第二產(chǎn)業(yè),以及物流、交通、教育、傳媒、娛樂業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)的投資與消費。從宏觀經(jīng)濟來看,間接拉動呈現(xiàn)出乘數(shù)效應(yīng),TD-LTE產(chǎn)業(yè)對國內(nèi)經(jīng)濟拉動成倍增長。根據(jù)工信部電信研究院的測算,TD-LTE發(fā)展將對我國國民經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生巨大的拉動作用,2012年~2014年,TD-LTE的間接經(jīng)濟拉動規(guī)模約為11472.9億元。
綜上,僅從系統(tǒng)設(shè)備投資、終端市場銷售和電信運營/信息服務(wù)三大部分進行核算TD-LTE直接和間接經(jīng)濟拉動效應(yīng),2012-2014年內(nèi)TD-LTE產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟的整體拉動可達15144億元。隨著國內(nèi)TDLTE市場規(guī)模進一步放大和海外商用加快,TD-LTE經(jīng)濟拉動效應(yīng)將會進一步顯現(xiàn)出來。
5)對于有線電視網(wǎng)絡(luò)而言,比4G更可怕的是移動運營商的“四網(wǎng)協(xié)同發(fā)展、優(yōu)勢互補的無線網(wǎng)絡(luò)”及這種網(wǎng)絡(luò)與固網(wǎng)的協(xié)同“作戰(zhàn)”。
先來看一個數(shù)據(jù):2013年,中國移動有73%的移動數(shù)據(jù)流量是通過Wi-Fi來傳輸?shù)摹?/p>
我們再來看看國外一家咨詢公司JiWire新近在其《移動受眾洞察報告》中的一幅圖:
我們可以從圖3里面看到與本文主旨相關(guān)的現(xiàn)象是:從2012年第二季度到2013年第二季度,接入Wi-Fi熱點的三大主流終端——筆記本電腦、智能手機、平板電腦中,筆記本電腦所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量(圖3中的灰色區(qū)域)是在下降的,而智能手機、平板電腦所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量(分別見圖3中的暗紅色區(qū)域和藍色區(qū)域)是在上升的,而且:在2013年第二季度,智能手機所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量(圖1中的暗紅色區(qū)域)已經(jīng)開始超過筆記本電腦所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量(圖3中的灰色區(qū)域)。
然后,在此基礎(chǔ)上,我們再來看一組數(shù)據(jù):目前,在4G已經(jīng)非經(jīng)非常發(fā)達的美、日、韓、香港等國家/地區(qū),有超過一半的智能手機的數(shù)據(jù)流量是通過Wi-Fi傳輸?shù)?,而大多?shù)(即超過一半)的平板電腦只使用Wi-Fi接入互聯(lián)網(wǎng)/移動互聯(lián)網(wǎng)。
在住宅接入點、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或公共熱點,用戶通常都選擇使用Wi-Fi,要么因為其性能要優(yōu)于3G/4G網(wǎng)絡(luò),要么因為其經(jīng)濟成本較低,或兩者兼而有之。
目前,國內(nèi)移動網(wǎng)絡(luò)(這里特指移動蜂窩網(wǎng)絡(luò),不包含WLAN)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量已經(jīng)快速超越話音業(yè)務(wù)(筆者記得曾在2012年看到過一個數(shù)據(jù),中移動網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量保持著近150%的年復合增長率)。
而預計在未來的幾年之內(nèi),隨著智能手機、平板電腦等智能終端的快速普及(筆者注:就在今年,全球移動芯片的出貨量已經(jīng)與PC芯片旗鼓相當,從發(fā)展態(tài)勢來看,明年,前者將遠超后者),以及移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的急速發(fā)展,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將繼續(xù)呈現(xiàn)指數(shù)級增長態(tài)勢。
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量消耗的網(wǎng)絡(luò)資源將會是語音業(yè)務(wù)的幾十倍甚至上百倍、上千倍,可謂“數(shù)字洪流”!據(jù)筆者觀察,華為以前說的都是把信息管道比喻為太平洋那么粗,但是12月4號看內(nèi)蒙有線李學明副總推薦給我的一篇某國外媒體最近采訪華為任正非總裁的文章,任總在里面說信息管道比太平洋還要粗。
看來信息管道又長粗了!由此可見,“數(shù)字洪流”已蔚然矣!
對移動運營商而言,筆者認為,“數(shù)字洪流”會令他們暫時感到那就是“洪水猛獸”,恐慌不已,這至少有兩個方面的原因:(1)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(包括業(yè)務(wù)通道、信令通道)壓力驟然無限增大;(2)流量雖增量,但不大怎么增收(或許是他們想到了與語音時代的能輕易得到巨額利潤相對比后,心理暫時非常不平衡才會說“增量不增收”?)。
所以,據(jù)筆者一直以來的觀察,面對這一“數(shù)字洪流”給移動網(wǎng)絡(luò)帶來的巨大沖擊,建設(shè)高帶寬、高效率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò),就成為了中國3大移動移動運營商共同的迫切訴求。
上一段所說的“無線網(wǎng)絡(luò)”,特指“2G/3G/4G/Wi-Fi四網(wǎng)協(xié)同發(fā)展、優(yōu)勢互補的,以智慧流量經(jīng)營為目標的無線網(wǎng)絡(luò)”,下文簡稱為“四網(wǎng)協(xié)同發(fā)展、優(yōu)勢互補的無線網(wǎng)絡(luò)”。比如對于中國移動,就可以說成發(fā)展“GSM/TD-SCDMA/TDLTE/Wi-Fi四網(wǎng)協(xié)同發(fā)展、優(yōu)勢互補的的無線網(wǎng)絡(luò)”。
當然,除了應(yīng)對數(shù)字洪流,低成本、高效率的協(xié)調(diào)均衡發(fā)展的“四網(wǎng)協(xié)同發(fā)展、優(yōu)勢互補的無線網(wǎng)絡(luò)”本身也是非常適應(yīng)由于國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展水平差異所導致的客戶需求的多樣化的。
所以,對于國內(nèi)的移動運營商,4G發(fā)牌了,即使可以名正言順大規(guī)模發(fā)展4G,但尚還遠遠離不開Wi-Fi!
由于Wi-Fi一直缺少成功的商業(yè)模式,早年,各大運營商對于Wi-Fi建設(shè)都不是特別積極。在4G時代,由于用戶對無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求越來越大,運營商認識到應(yīng)充分利用Wi-Fi在特定場景和業(yè)務(wù)的應(yīng)用,實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的卸載。Wi-Fi能提供對帶寬需求高而QoS要求不高的業(yè)務(wù)(比如P2P類型的業(yè)務(wù))——這些業(yè)務(wù)恰好是網(wǎng)絡(luò)中的流量殺手。而4G最適合的業(yè)務(wù)則是高QoS保證要求的高帶寬業(yè)務(wù)。
Wi-Fi作為一種非3GPP接入技術(shù)接入到4G核心網(wǎng),可在增加無線覆蓋范圍的同時也提升用戶的使用體驗。最大特點是可實現(xiàn)對Wi-Fi接入的控制與管理,一方面為用戶提供安全可靠和方便的接入,讓用戶獲得和4G網(wǎng)絡(luò)一致的業(yè)務(wù)體驗,另一方面,通過引入相關(guān)技術(shù)功能,為運營商提供了一種根據(jù)網(wǎng)絡(luò)策略為終端選擇目標接入網(wǎng)絡(luò)的功能。支持統(tǒng)一用戶接入、內(nèi)容計費和在線計費,支持PCC(策略控制和計費)管控。
產(chǎn)品形態(tài)上,由于Wi-Fi和4G小基站都是面向熱點地區(qū)的覆蓋,因此,可以將它們集成在同一物理單元上,以節(jié)約站址并提高網(wǎng)絡(luò)部署的靈活性。比如既可以選擇將Wi-Fi和4G同時作為無線接入網(wǎng)絡(luò),兩者共享回程,也可以將其中之一單獨作為無線接入網(wǎng)絡(luò),另一個則作為回程等。
目前來看,無線網(wǎng)絡(luò)最復雜的是中國移動,要同時運營GSM、TD-SCDMA、TD-LTE和Wi-Fi 這4張網(wǎng)絡(luò),其GSM承載超過7億用戶以及全網(wǎng)70%左右的數(shù)據(jù)流量。在密集市區(qū),GSM的站間距只有200~ 300 m,GSM網(wǎng)絡(luò)承受著高基站配置、高干擾和高流量增長的巨大壓力,另外3張網(wǎng)絡(luò)雖然還沒有太大的壓力,但需要盡快分流GSM網(wǎng)絡(luò)的壓力,適應(yīng)流量快速增長帶來的變化。
Wi-Fi新技術(shù)進一步增強4G終端無線接入和選網(wǎng)能力。新一代Wi-Fi技術(shù)主要有60GHz Wi-Fi、Hot Spot2.0。
Hot Spot2.0具備快速選網(wǎng)、認證、無縫切換不漫游等特點,集成了Wi-Fi信號的自動發(fā)現(xiàn)與選擇,安全、無縫的認證等關(guān)鍵技術(shù),精簡用戶認證接入Wi-Fi的手動操作過程,輔助終端在多Wi-Fi信號環(huán)境下自動智能選擇本地/漫游無線網(wǎng)絡(luò)。
除了60GHz Wi-Fi、Hot Spot2.0,據(jù)筆者此前了解,中移動還在探索發(fā)展基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的云Wi-Fi。