2009年12月全球數(shù)據(jù)流量首次超過(guò)語(yǔ)音流量以來(lái)，移動(dòng)寬帶的數(shù)據(jù)流量以每年100%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。以此推算，從2010年到2020年，移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)將達(dá)到1000倍。相對(duì)于平穩(wěn)發(fā)展的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，豐富的移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中將占據(jù)絕對(duì)的統(tǒng)治地位?？梢哉f(shuō)在未來(lái)的10年，整個(gè)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)將全面進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。這一不可阻擋的發(fā)展趨勢(shì)，將會(huì)帶給整個(gè)產(chǎn)業(yè)和社會(huì)的生產(chǎn)和生活方式深刻的變革。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)的首要挑戰(zhàn)是來(lái)自無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量的挑戰(zhàn)。面對(duì)千倍的容量增長(zhǎng)，我們應(yīng)當(dāng)如何應(yīng)對(duì)?這是一個(gè)全球性問(wèn)題，需要政府管制機(jī)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)界和運(yùn)營(yíng)商的共同努力來(lái)提供一個(gè)綜合的解決方案。

充足的頻率儲(chǔ)備

“頻譜是王”對(duì)于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商而言毫不為過(guò)。站在一個(gè)國(guó)家層面，充足的頻率資源，決定了網(wǎng)絡(luò)可以承載移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)流量的基本面。在2G/3G時(shí)代，全球大多數(shù)國(guó)家的公用移動(dòng)通信頻率在300MHz-400MHz之間。而分析表明，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)需要大約1500MHz的頻率資源。全球范圍內(nèi)，除了向更高的頻率拓展(例如，3.5GHz)，將較低的優(yōu)質(zhì)頻譜分配給公用移動(dòng)通信也是主要的方向(例如，用于傳統(tǒng)電視業(yè)務(wù)的700MHz)。此外，近來(lái)國(guó)際上出現(xiàn)的(在時(shí)間和地域上)受控頻譜分享的分配方式可以進(jìn)一步提升頻譜利用率。

對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，頻率是戰(zhàn)略資源。如何獲得更多的廉價(jià)而優(yōu)質(zhì)的頻率資源尤為重要。此外，頻率資源的全球化協(xié)調(diào)程度(Harmonization)，也直接導(dǎo)致了全球產(chǎn)業(yè)鏈在特定頻段的健壯程度和國(guó)際漫游能力，從而導(dǎo)致移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)流量在不同頻段的不均衡分布。簡(jiǎn)單地說(shuō)，全球化協(xié)調(diào)頻段由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，自然會(huì)得到全球產(chǎn)業(yè)鏈(尤其是高端終端)的優(yōu)先支持，從而獲得數(shù)據(jù)流量的優(yōu)先增長(zhǎng)。一個(gè)直接的結(jié)果就是，獲得該頻段的運(yùn)營(yíng)商將會(huì)獲得先天的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

另外一個(gè)大的趨勢(shì)是FDD/TDD融合的趨勢(shì)。由于頻率資源的稀缺，隨著TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈的逐步成熟，全球TDD頻譜的拍賣(mài)價(jià)格也日漸走高。國(guó)際運(yùn)營(yíng)商也不約而同的將原先視為“雞肋”的TDD頻譜作為戰(zhàn)略資源給以重視。從這個(gè)角度講，同時(shí)運(yùn)營(yíng)FDD和TDD制式的融合的網(wǎng)絡(luò)，將會(huì)成為未來(lái)國(guó)際運(yùn)營(yíng)商的主流。

新技術(shù)引入

新技術(shù)是獲得容量提升的重要手段之一。2G/3G/4G的發(fā)展歷程充分的體現(xiàn)了這一規(guī)律。在3G商用之前，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的主要研究和產(chǎn)業(yè)化方向，集中在如何提升單鏈路的容量方面，也就是說(shuō)在給定帶寬的條件下如何實(shí)現(xiàn)香農(nóng)公式提出的容量極限。而這一任務(wù)隨著3G商用宣告完成。之后，愛(ài)立信從2002年開(kāi)始4G(LTE-A)研究，重點(diǎn)放在靈活有效的大帶寬接入技術(shù)方面(例如，OFDM/OFDMA)，并于2007年開(kāi)始實(shí)質(zhì)性的推進(jìn)3GPPLTE和LTE-A的標(biāo)準(zhǔn)化工作，截至2011年LTE-A被國(guó)際電聯(lián)接納為4G標(biāo)準(zhǔn)而告一段落。在此基礎(chǔ)上，其他技術(shù)(例如，多天線(xiàn)技術(shù)和多點(diǎn)協(xié)同技術(shù)等)還可以使系統(tǒng)容量獲得一定的提升。但是，總體來(lái)看如同其名(即長(zhǎng)期演進(jìn))，LTE/LTE-A技術(shù)應(yīng)當(dāng)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)/智能立體網(wǎng)絡(luò)

在可用帶寬和接入能力接近/達(dá)到極限的情況下，獲得系統(tǒng)容量增長(zhǎng)的主要突破口在于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新。特別需要強(qiáng)調(diào)的是智能立體網(wǎng)絡(luò)(異構(gòu)網(wǎng)，Heterogeneous Network)的研究和部署。在未來(lái)的智能立體網(wǎng)絡(luò)中，包括了宏蜂窩，微蜂窩，微微蜂窩，也包括了傳統(tǒng)宏站，拉遠(yuǎn)單元，AIR(Antenna Integrated Radio)和基帶池等多種站型。同時(shí)，智能立體網(wǎng)絡(luò)將會(huì)是傳統(tǒng)意義上的移動(dòng)寬帶技術(shù)和WiFi技術(shù)，以及FDD/TDD雙工模式融合的網(wǎng)絡(luò)。

有一種觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為小蜂窩(SmallCell)就是智能立體網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)并不全面。智能立體網(wǎng)絡(luò)的核心是多種網(wǎng)元之間的協(xié)同和管理。如同智能立體網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，首先需要保證底層的宏蜂窩的完善和穩(wěn)定，在站點(diǎn)密度達(dá)到極限時(shí)，通過(guò)引入小蜂窩和有效的干擾管理算法，獲得容量顯著提升。因此，缺乏協(xié)同的小蜂窩只能作為網(wǎng)絡(luò)覆蓋的補(bǔ)盲輔助手段，而容量的提升必須依靠高級(jí)的干擾管理和協(xié)調(diào)機(jī)制。

多樣化，多頻段，多雙工方式的智能立體網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，部署，優(yōu)化，維護(hù)，運(yùn)營(yíng)將是極大的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的智能化和簡(jiǎn)單化提出了前所未有的要求。進(jìn)而對(duì)SON(自組網(wǎng))的要求十分突出。盡量減少網(wǎng)絡(luò)的人為干預(yù)，將成為運(yùn)營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商的重要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。

由于鏈路級(jí)通信技術(shù)本身的發(fā)展已經(jīng)接近極限，提升的空間有限，除了傳統(tǒng)的增加建站密度，增加帶寬外，滿(mǎn)足100%年流量增長(zhǎng)率的主要技術(shù)方向是網(wǎng)絡(luò)層面的技術(shù)革新，也就是智能立體網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。在這一領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)元之間的協(xié)同和管理，對(duì)回傳網(wǎng)絡(luò)的性能要求(尤其是非視距的微站的回傳方案)，也提出新的挑戰(zhàn)。

2012年隨著VoLTE的商用，國(guó)際上3GPP2的運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)向全LTE網(wǎng)絡(luò)邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。

分步部署策略

TD-LTE部署分步走

基于LTE-FDD的推廣和部署經(jīng)驗(yàn)，以及GSM和WCDMA的成功經(jīng)驗(yàn)，我們建議TD-LTE的商業(yè)部署應(yīng)當(dāng)本著由簡(jiǎn)入繁，穩(wěn)步推進(jìn)的分步部署原則。如圖所示，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋層面，首先實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)和城區(qū)的連續(xù)覆蓋，技術(shù)上優(yōu)先采用成熟技術(shù)，并確保系統(tǒng)的穩(wěn)定和良好的用戶(hù)體驗(yàn)。在網(wǎng)絡(luò)部署中期，逐步擴(kuò)大覆蓋范圍和完善室內(nèi)深度覆蓋，并通過(guò)新功能和多載波引入提高系統(tǒng)容量。最后在中長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)智能立體網(wǎng)絡(luò)，并適時(shí)啟動(dòng)全LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和建設(shè)。

頻譜利用的考量

在頻譜儲(chǔ)備上，由于TD-LTE的有效帶寬(例如，20MHz)僅相當(dāng)于LTE-FDD的一半(10MHz)。TD-LTE系統(tǒng)設(shè)備需要部署較寬的帶寬才可以獲得和FDD系統(tǒng)可比的性能。因此，TD-LTE的頻譜策略需要充分考慮未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，否則在網(wǎng)絡(luò)部署的中早期就會(huì)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，進(jìn)而不得不重新規(guī)劃，重復(fù)建設(shè)，增加網(wǎng)絡(luò)的部署成本和周期。

同時(shí)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度，適時(shí)考慮在較低頻段部署TD-LTE，或者Refarm較低的FDD頻段也是較優(yōu)選擇。例如，目前在全球方興未艾的1800MHz的Refram進(jìn)程。截至2012年10月，全球有30%的LTE網(wǎng)絡(luò)部署在這一頻段。主要原因是這一頻率資源較為豐富(2x75MHz)，且產(chǎn)業(yè)鏈成熟，例如蘋(píng)果IPhone5和IPad 3/4/Mini均支持這一頻段。在政府層面，歐盟已經(jīng)與2011年明確了將1800MHz Refarm給LTE FDD使用。

智能立體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

雖然TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的部署還處在早期的階段，但是良好的規(guī)劃，可以為網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，容量可持續(xù)增長(zhǎng)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)際的操作層面，第一步是實(shí)現(xiàn)良好的宏蜂窩連續(xù)覆蓋，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，深入挖潛，獲得容量的最大化。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，典型的移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)通過(guò)優(yōu)化，其中值速率可以提高3倍，小區(qū)邊緣速率可以提高10倍。

第二步是考慮增加基站密度，通過(guò)增加宏站密度，獲得容量提升。這一手段簡(jiǎn)單有效。但是當(dāng)密度增加到一定門(mén)限時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)由功率(覆蓋)受限變成干擾受限，網(wǎng)絡(luò)的總體容量不再會(huì)隨著站點(diǎn)密度的增加而增長(zhǎng)。

突破這一瓶頸的主要手段也就是第三步，引入智能立體網(wǎng)絡(luò)。例如，小基站(微蜂窩/微微蜂窩)。如何有效部署小基站，如何有效實(shí)現(xiàn)宏蜂窩和微蜂窩的協(xié)同以及合理的協(xié)同等級(jí)和規(guī)模是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段的重要考慮因素。

在此基礎(chǔ)上，多系統(tǒng)多頻段的分流機(jī)制可以有效降低高負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)壓力。但是，網(wǎng)絡(luò)互操作的復(fù)雜度也隨之上升。用戶(hù)體驗(yàn)則可能有所下降。因此，多網(wǎng)協(xié)同應(yīng)當(dāng)只是走向全LTE網(wǎng)絡(luò)的過(guò)度階段，盡量壓縮多網(wǎng)協(xié)同的時(shí)間窗口，有利于運(yùn)營(yíng)商的核心利益。

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