3G网络演进在探讨

编者按:本栏目在去年3月和5月推出过有关3G演进和LTE的主题探讨,业界当时观点纷纭,主要集中于两种:一,按部就班,3GHSPAHSPA+LTE;二,稳守HSPA等待LTE成熟甚至直奔4G。同时,芯片、终端、测试厂商给出模糊的LTE发展时间表,并对国际电信运营商的LTE发展感到压力。一年后,来看这些信息:主流设备厂商已可提供TD-LTE商用或准商用设备;TD-LTE被列入手机和芯片厂商的重点布局;中国移动开始LTE世博园外场测试;TD-LTE的终端认证相关标准将完成;中国联通将在北京、上海、广州等城部署HSPA+;2010年中国市场上所有TD-SCDMA和WCDMA 3G手机芯片均将支持HSPA。通信技术的进步犹如多足并进的事物,有无限种可能。2010开年,业界便有两种不同声音:一是HSPA+演进遭遇技术困难,运营商选择直接向LTE演进;另一是LTE在2009年发展放缓,给HSPA+发展留下时间。而中国移动计划在世博会期间实验首个TD-LTE试商用网络,也似有直接跨越HSPA+之意。TD-LTE就要直接来到了么?

从TD全国精品网直奔4G

李进良 教授级高工 中国电子科技集团公司第七研究所

去年今日,我曾在《移动通信》上提出中国运营商究竟是应该遵循3G演进规律,按部就班地从3GHSPAHSPA+LTE,还是在现有HSPA阶段等待LTE成熟时一步到位LTE?当时我的观点是登上3G的顶上台阶HSPA+,直奔4G。时过境迁,今天又将如何对待?

14G国际标准的新进展

事隔一年,3G的建网运营以及4G科研标准都有长足进展:从2009巴塞罗那世界移动通信大会来看:UMB的主要推动者高通公司已经偃旗息鼓,而LTE的宣传气势恢弘,大有将几种无线宽带接入技术纳入到LTE的趋势。2009年12月国际电联在德国德累斯顿征集遴选新一代移动通信(IMT-Advanced,又称4G)候选技术,包括中国的TD-LTE-Advanced在内,共有6项4G技术提案。

目前,国际上入围成为主流4G候选技术的主要是LTE-Advanced和802.16m两种技术。

LTE-Advanced得到国际主要通信运营企业和制造企业如法国电信、德国电信、美国AT&T、日本NTT、韩国KT、中国移动、爱立信、诺基亚、华为、中兴等的广泛支持。802.16m也获得部分芯片、网络产品制造企业如英特尔、思科等的联合推荐。

TD-LTE-Advanced属于LTE-Advanced技术,是2004年中国在3GPP提出的新一代移动通信后续演进技术,吸纳了TD-SCDMA的主要技术元素,提供更宽的带宽,可以进行更多的数据业务。2007年中国政府面向国内组织开展了4G 技术方案征集遴选,经过2年多的攻关研究,中国产业界最终达成共识,在TD-LTE基础上形成了TD-LTE-Advanced技术方案。

那么,我们今天究竟应该如何对待LTE呢?我认为移动通信界要重视近30年来公众移动通信发展规律的研究,前事不忘,后事之师。

2三代公众移动通信发展规律

我们生活在一个“运动“的社会,移动体与移动体之间、移动体与固定体之间无不需要交流信息。随着交通工具特别是汽车的迅速发展,移动业务的市场需求急剧增长,只有技术水平和市场规模都达到相当程度后,特别是蜂窝技术解决了有限的频率为更多用户服务的问题,才发展到公众移动通信阶段。

以蜂窝技术为基础的公众移动通信网从上个世纪80年代以来日益普及,近30年间历经3代,可以看出公众移动通信实际是在市场牵引与技术推动的合力下与时俱进:

(1)1G基于FDMA技术,主要解决了公众模拟话音通信,使移动通信从为军政机要、专业调度等少数人服务的狭窄领域,转变到为众多老百姓服务的广阔天地。而过去1G模拟话音通信质量差、不安全、容量小,满足不了日益增长的市场需求,促使了2G数字话音通信的诞生。

(3)2G基于TDMA技术,主要解决公众数字话音通信与低速数据通信。2G有GSM、DAMPS、JDC三种标准,特别是GSM由于适应市场需求而获得全球性的大发展。1989年杀出了一匹黑马,美国高通公司推出增强话音容量和性能的CDMA技术,直到1996年韩国CDMA用户迅速成长达到100万户,证明了该系统的确是一个高容量话音的无线通信系统,才获得移动通信界的公认。为阻止其取代2G的GSM成为未来的全球通信系统,欧洲厂商和日本厂商联合起来,在1997年日内瓦的国际电联会议上喊出研发3G的口号,而将CDMA系统称为2.5G。

(3)3G基于CDMA技术,主要解决公众中速数据通信。3G有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种标准,开始时的3G仅以移动ISDN为目标,移动数据速率为2B+D=144kbit/s,最高384kbit/s。随着以光纤技术为核心的有线数据通信技术的突飞猛进,支持了固定互联网的发展,从而刺激市场产生了移动互联网的需求,2G的低速数据通信能力满足不了市场需求,即使其顶上台阶EDGE技术水平犹嫌不够,而3G的384kbit/s数据传输能力也只可勉强应付。这就迫使3G标准升级到3.5G,达2.8Mbit/s以上的中速数据传输能力,正好可以满足移动互联网的一般需求,如可视电话、手机电视、实况转播、无线上网、电子商务、互动游戏等等。现阶段每个用户所需的实际数据传输速率在1Mb/s～2Mb/s,这正是目前通信市场最需要而又是2G不能支持的业务,3.5G网络这才获得发展。3G也就在CDMA技术与移动互联网需求两个轮子的推动下,经过十年走进了今天的人类社会。

无独有偶,又是美国杀出了一匹黑马,在无线局域网(IEEE 802.11a,b,g)和城域网(802.16e,m)中采用OFDM技术实现了高速数据传输,在2007年将基于OFDM技术的WiMAX挤进3G家族。同样为阻止WiMAX系统取代3G的WCDMA成为未来的全球通信系统,又是欧洲厂商和日本厂商联合起来,在2004年3GPP会议上提出研发LTE的课题。此外,从市场需求来看,随着高清晰度电影、电视的发展和3D的发展,特别是电影《阿凡达》在全球刮起一股强大的3D旋风,人们已经不满足于听觉上的立体声,而追求视觉上的立体像,喊出了2010年是3D元年的口号。鉴于互联网正在从第一代的文本、多媒体过渡到第二代的三维(3D)仿真过程,也就是说互联网⒋2D过渡到3D互联网,这样3.5G的10Mbit/s左右数据传输能力还嫌不够,于是国际电联提出了数据传输能力提高10倍以上的IMT Advanced(4G)方案征集工作。

(4)4G基于OFDM技术,主要解决公众高速数据通信。根据国际电信联盟工作计划,下一步将对两种候选技术进行分析评估和试验验证,并于2010年10月最终决定4G国际标准。由于WiMAX的挑战,使得3G 到4G的发展中出现了一个LTE的阶段,LTE可以认为是3G技术和WiMAX技术的结合,是用来解决4G到来之前向热点地区提供更高速数据业务的过渡阶段。尽管有人称LTE为3.9G或准4G,但还不是4G。未来究竟是LTE-Advanced胜出,还是两种技术融合,难予预料。再者,要看到3G国际标准2000年5月才获正式批准,由于无线技术不断进步,标准版本不断更新,市场需求不断培育,真正在全球得到大规模推广应用已经是2007年了,前后历经6、7年。

3从TD-HSPA+直奔4G

可以预期4G国际标准的全球推广应用最快也将是2015年后的事了。显然,作为3G的TD完全不是走向LTE的过渡产品,而LTE则是走向4G的过渡阶段。人们通过近30年移动通信的高速发展,逐步认识到3G技术必须继承和发扬2G技术,3G的网络基础设施必须充分利用2G的网络基础设施,并改进提高,既无必要也没有可能全部舍弃,一切从头新建。借鉴3G,便给我们提出了一个4G发展思路:

在移动通信的标准研究开发方面,要尽早给TDD分配450MHz～470MHz和698MHz～862MHz频段,以保证TD及以TD-LTE为基础的4G未来发展必须的战略资源;并在新一代宽带无线移动通信网国家重大专项中加强TD-LTE-Advanced及在1GHz以下的相关技术研究与小规模试用;融合其他候选技术的优点;齐心合力,一致对外,争取成为正式的4G国际标准,并按4G国际标准进行产业化。

在移动通信的网络建设运营方面,要大上3G,走TDHSPAHSPA+这一技术发展路线,为未来的4G打下基础,没有必要直接逾越HSPA+ 去大上LTE。我们可以看看TD芯片的发展历程:联发科技和联芯科技在2008年推出世界首款支持下行数据传送2.8Mbps的TD-HSDPA产品进入商用,2009年又世界上第一个支持上行数据传送2.2Mbps的TD-HSPA方案,2010年3月9日刚刚宣布推出业界首款TD-HSPA+芯片Laguna65P,下行数据传送率从2.8Mbps提升为4.2Mbps,增加了50%。一年上一个台阶,发展速度不可谓不快!预计2010年底就可能有TD-HSPA+的终端出来,有什么必要逾越HSPA+ 直接大上作为4G过渡阶段的LTE呢?等到TD-LTE-Advanced成为正式的4G国际标准并产业化的那一天再大上不是更好吗?因此,在今天的3G阶段,要不断培育3D高清晰度视频业务市场,在市场牵引与技术推动两个轮子的合力驱动下,一旦面临水到渠成的最佳时机,就可以从全国的TD精品网直接过渡到国际标准的4G网。

中国3G技术演进路径远未定局

谭炎明北京邮电大学

尽管中国3G发展才进入第二个年头,运营商的3G业务也才刚刚起步,但有关3G制式演进路径的争论却早已如火如荼。两种主流的观点针锋相对:一,考虑到产业链成熟程度,应按照3GHSPAHSPA+LTE的路径稳步前行;二,从HSPA跳过HSPA+,快速推动LTE产业链成熟并直接部署。同期,主流设备厂商已可提供TD-LTE商用或准商用设备,TD-LTE被列入手机和芯片厂商的重点布局,中国移动已开始LTE世博园外场测试……从运营商到厂商,都动作频仍。

从表面解读,中国三大运营商似已选定3G技术演进路径。然而笔者认为,中国的3G技术演进路径还远未定局,变数较大,未来几年的主流3G技术将主由竞争决定。

首先,从需求角度看,中国3G用户对HSPA+或者LTE并无显著偏好。中国刚刚进入3G时代,用户初接触和接受无线宽带带来的体验,基于无线宽带特有的业务如视频通信、流媒体等还有待进一步普及,对更高无线接入带宽的需求并不迫切。从充分满足用户需求出发,运营商难以明确做出部署HSPA+或者LTE的决策。

其次,综合技术参数和产业成熟度,运营商同样难以直接做出选择。事实上,三大3G技术标准的演进目标都是LTE(包括FDD和TDD两种),不同演进路线的区别在于从HSPA到LTE是否要经过HSPA+的过渡(CDMA2000没有对应HSPA+的演进版本,而是从Rev.B直接演进到LTE)。从技术参数角度看,LTE是HSPA+的下一个演进版本,其频谱利用率和带宽都比HSPA+更优,HSPA+的下行理论峰值可达21Mb/s,而LTE下行理论峰值速率可达100Mb/s。虽然在主要技术参数方面,LTE都优于HSPA+,但和2G向3G演进不同,3G数据通信能力相比2G可以说是“质”的飞跃,好比从“0”到“1”;而HSPA+向LTE的演进却只是“量”的提升,如同从“3”到“4”。而HSPA+产业链相比LTE则更成熟,且成功商用的网络系统案例已经存在,更易快速部署。也就是说,LTE虽然比HSPA+技术上领先,但产业链还不够成熟,规模部署还有一定难度;但如果先部署HSPA+,等待LTE成熟再部署,那么从HSPA+升级到LTE就要更换大部分无线接入网络设备,运营商会有较大的成本压力。

其实,中国运营商选择怎样的3G演进路径本不存在定论,可能会随着运营竞争策略的需要而灵活调整。运营商在考虑部署3G及其演进版本的网络时,会参考用户需求并考虑适度领先于用户实际需求,同时,还要考虑与竞争对手的相对优势。如果条件许可,运营商部署的3G演进版本网络在技术参数方面将显著领先于竞争对手,如Telstra在澳大利亚和香港激进地部署HSPA+网络就显著领先于竞争对手的HSDPA网络,短期内网络性能显著优于其主要竞争对手;与此同时,如果竞争对手已经部署性能优越的网络,运营商为避免在竞争中处于明显劣势,将不得不加快部署与竞争对手性能对等或者更优的网络,如Vodafone在英国将其3G网络升级到HSPA之后,T-mobile UK迅速反应,计划将其在英国的HSPA网络逐步升级到HSPA+。

简单地说,中国运营商随着国内3G竞争态势的变化,可能随时调整自己的3G技术演进路径。比方说,中国联通计划2010年在部分大城市部署HSPA+,但如果中国移动在2010年跳过HSPA+而直接大规模部署TD-LTE,中国联通则有可能停止HSPA+部署转而直接建设LTE网络;另一方面,如果中国移动继续大规模部署TD-HSPA,中国联通则可能大规模部署HSPA+,而中国电信也可能规模部署CDMA2000 Rev.B,待LTE逐渐成熟后再考虑进一步升级。

目前,中国运营商都在小心翼翼地观察竞争对手的网络技术演进策略,从竞争需求的角度出发调整自己的3G网络演进路径,利用或相对技术领先、或技术对等但产业成熟的3G演进版本技术为自己加分,至少做到不因为网络制式而减分。

TD-LTE是民族通信产业腾飞的机会

包东智河北电信设计咨询有限公司

HSPA+能够为运营商提供低复杂度、低成本从HSPA向LTE平滑演进的最佳途径。目前全球共有56个HSPA+网络,以月增900多万用户在快速发展;共有120个国家和地区部署了321个HSPA网络,为1.675亿用户提供服务。这些网络还得到1600多种HSPA终端设备(如智能电话、笔记本电脑、上网本等)的支持。

(1) LTE作为3G长期演进技术受到全球高度重视

LTE对于移动宽带的意义,相当于移动电话对通信业的贡献。LTE网络可为用户提供无线高速数据业务,用户可以随时随地利用电脑和手机等终端设备上网,完成各种通信联络。谁能以更低成本为用户提供更快速和更方便的通信服务,谁就能吸引用户,因此网络承载能力是运营商的竞争核心,无论是固定通信网络还是移动通信网络,都在不断上演“带宽超越”。

全球各大通信运营商纷纷制定移动宽带演进规划与发展策略,投入巨资研发,LTE因其成熟的技术、开放的联盟和势力强大的产业链成为全球主流运营商首选。尽管全球金融危机使欧美运营商削减资本支出,但并没有降低运营商对LTE的热情。LTE作为3G长期演进技术在全球产业链受到高度重视,已呈加速趋势,不仅系统设备的开发进展超出预期,而且芯片和终端的进展也相当快。2000年9月,高通公司第一个LTE工程样片开始出货,紧接着爱立信与三星电子又完成系统与终端设备的互通性测试等。目前,沃达丰、DoCoMo、爱立信、诺基亚西门子通信、阿尔卡特朗讯等都宣布将LTE作为重要战略投资项目,并相继公布商用时间表,大多集中于2010年。这都LTE已成为全球宽带移动通信发展的主流技术,在各大通信巨头的积极推动下,LTE终端芯片、系统产品已进入实质阶段,并已在通往4G的道路上走到了前列。

(2)TD-LTE发展迅速

与FDD-LTE相比,作为LTE中一个重要分支的TD-LTE虽然起步较晚,但发展非常迅速。目前TD-LTE已经成为3GPP中TDD制式的唯一标准;而帧结构的融合也促进了TD-LTE标准与欧美主导的FDD-LTE标准间的协调发展,从而提升了整个产业的规模化效应;同时,随着频谱资源的日益匮乏,TD-LTE在频谱有效利用方面的优势也越来越凸显。中国在TD-LTE标准制定中一直起到主导作用,并积极推进TD-LTE的产业化。目前,TD-LTE整体推进工作在TD-SCDMA专家组下设的TD-LTE工作组中进行,形成TD-LTE关键芯片(终端基带芯片和射频芯片)的设计能力、TD-LTE系统及终端产品的设计和开发能力;突破产业发展中终端芯片、测试仪器仪表等薄弱环节,形成相对完整的产业链;营造良好的产业生态环境,同时重点关注知识产权IPR等问题;部署了TD-LTE产业链发展中的关键环节,包括终端射频与基带芯片、系统设备、测试仪表等项目内容。TD-LTE产业链迅速发展壮大,意味着中国可以真正同世界上其它主流通信标准取得同步发展。而TD-LTE的应用并不意味着对TD-SCDMA的替代,TD-SCDMA网络仍会在相当长的时间内继续发展。

(3)新一轮“跑马圈地”

面对LTE商用进程的加快,几乎所有重量级设备商都积极投入,加快研发,以抢占这一新兴领域的有利位置。大家都明白,谁在LTE商用领域抢占的地盘大,谁就有可能在未来全球移动通信市场上拥有更多话语权和获得更大利益。在这个新技术应用的大市场中,任何一家世界级企业都不能容忍自己被竞争对手甩开,或逐步被边缘化,甚至沦为二流企业。因此,在全球LTE商用市场上的新一轮激烈竞争已经开始,也形成了新一轮“跑马圈地”。

(4) 短期内3G能够满足业务需求

中国TD-LTE的起步时间比CDMA2000和WCDMA要晚好几年,但参与研发的国内和国际厂商很多,大大推动其发展速度与国际化进展。由于中国刚开始3G商用,而国际上已经在确定4G标准,因此从技术标准的确立到最终商用化,TD-LTE将走过漫长而艰辛的过程。未来10年,我国不可能将商用不久的3G退出市场,4G不可能完全替代3G网络,我国也不可能大范围发展4G,在一些需求数据信息量大的特大城市可能会建网,而对于中小城市和广大农村及人口少的地区,3G已经足够。

后3G时代,我国终于有和世界通信产业同步的机会,把握住机遇,中国自主知识产权的通信网络就能走向世界。应清醒地认识到,TD产业在拥抱国内发展机遇时,也将面临来自国外同行和WCDMA的双重挑战,只有在后续技术开发和产业化建设上痛下功夫,才能真正品尝TD的发展果实。

中国移动可适时跳过TD-HSPA+直接上马TD-LTE

黄 帆李 昶北京邮电大学

中国移动占有国内70%移动通信用户,从某种程度上来说,其TD演进代表着国内3G发展方向。试从以下两种角度分析:

(1)宜选择TD-SCDMATD-HSPATD-HSPA+TD-LTE

TD-HSPA+为平滑、渐进式的软件升级,对TD-HSPA具有良好兼容性,可最大限度保护运营投资。直接上LTE会压缩3G的生命周期,运营商和厂商无法得到充分的市场回报,而且目前LTE的成本仍然过高。另外,LTE网络产品的性能、覆盖能力、终端的集成度和稳定性等方面尚未经过实际测试,商用时间点尚不明朗。

国内,如果中国移动跨越TD-HSPA+直接上马TD-LTE,必然要付出技术、业务、市场探索及市场培育的高额投资和运营成本,而变数较大的移动互联网市场未必能带来丰厚回报。同时,国民移动宽带需求不足,数据业务仍在市场培育期,尚未出现发展数据业务需要的井喷式爆发。运营商应着力于为用户提供一个稳定的平均速率,提高覆盖,而非一味追求LTE峰值速率和单用户的大容量。同时,HSPA+的综合性能已经很接近LTE,完全可在一定时期内满足市场需求。如果其商用效果较好,甚至可待数据业务市场培育完成后,跨越LTE直奔LTE-Advanced。

(2)TD-HSPA+可以逾越TD-SCDMATD-HSPATD-LTE

国内去年刚刚启动3G大规模建设,耗费了大量投资成本,3～5年内可能不会考虑大规模的系统升级,这为LTE的成熟赢得了时间。

不同于HSPA+FDD,TD-HSPA+的标准化和成熟度均滞后于LTE。TD-HSPA+相关标准的制定要晚于LTE,相应的商业部署时间也会晚于LTE的商用,因此,即使HSPA+可以提供LTE等同的性能,市场选择TD-HSPA+的可能性也较难预测。

终端对整个通信技术产业的成熟有重要影响力。目前,国内三种3G标准的终端平台相互独立,且TD终端是中国移动发展3G的主要瓶颈之一。而将来TD-LTE和LTE FDD将共用终端平台,二者将受益于共同的规模效应,这有利于TD-LTE终端的快速成熟,从而摆脱目前TD终端的尴尬,同时降低用户更换LTE终端的门槛。

LTE支持更宽,更灵活的频带资源,符合中国移动的战略目标。在去年TD三期的招标中,将产品向TD-LTE的演进能力和兼容性已被作为重要的参考指标和加分项。可以认为中国移动现在的TD产品已经具有一定的针对TD-LTE的后续演进能力了,同时:

LTE平台有利于开展可视电话、高速下载、手机电视、在线视频、大型互动式游戏等高速数据业务。

中移动为了摆脱TD产业链的薄弱局面,正积极推动TD-LTE和LTE FDD的融合和提前试商用。

中国移动在上海世博会铺设TD-LTE试验网,带动了中国本土电信运营商和设备制造商走向世界。

国内3G牌照确定较晚,网络建设和市场培育均落后于发达国家3～5年,预计数据业务的大规模爆发式增长也将延后,故跳过TD-HSPA+直接上TD-LTE恰巧与国际同步。中国移动目前要以优化网络、提高TD-HSPA覆盖、培育市场为主,紧跟国际4G步伐,重视积累,在未来几年选择合适的时间选择跳过TD-HSPA+直接上马TD-LTE。而中国联通由于HSPA+FDD模式已有成熟商用先例,在大城市平滑演进到HSPA+FDD无需投入过多成本。在LTE商用还不明朗的现状中,这种举措还是很明智的,而这也是中国联通采用WCDMA制式最大的先天优势之一。

3G演进将渐趋四阶段演进论

赵绍刚中国移动通信集团公司网络部

中国3G正式商用至今,并没有很好地实现用户预期,存在应用缺乏吸引力、对高速数据业务的支持不甚理想等问题。在该情况下,增强高速分组接入(HSPA+,High Speed Packet Access)技术和长期演进(LTE,Long Term Evolution)广受关注, 3G未来是应该演进到HSPA+还是直接部署LTE,争议颇多。

(1)HSPA+与LTE技术

HSPA+主要是对HSPA空中接口的演进,沿用码分多址(CDMA,Code Division Multiple Access)技术,通过多天线技术(MIMO,Multiple Input Multiple Output)的分集增益和复用增益来实现空口数据速率的提升,对核心网改造很少。而LTE与其说是长期演进(evolution),不如说是革命(revolution),彻底摒弃CDMA技术,采用正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术,核心网也进行了革新,引入了移动性管理实体(MME,Mobility Management Entity)和服务网关(S-GW,Serving Gateway)。

相对而言,HSPA+是对3G技术的渐进演进,具备后向兼容性,可实现平滑过渡,可谓是对3G技术的“修修补补”;而LTE近似于重建一套系统,不具备后向兼容性,可谓“脱胎换骨”。

(2)何去何从

GSM协会数据显示,全球已部署约40个HSPA+商用网络,还有一些处于在建或计划中。电信巨头青睐HSPA+的原因不外:很好的后向兼容性,是HSPA的平滑演进,可以有效保护运营投资;在技术性能上较HSPA有显著提高,频谱效率与LTE接近,但成本却比LTE便宜得多。同时,“平滑升级”并非设备商所说的“便宜”,T-Mobile就公开指出,LTE每Mb/s成本只有比现在的技术下降近十倍,才能对运营商产生吸引力,另外,真正实用的LTE芯片要等到2010年才能出现;而受金融危机影响,运营商纷纷缩减资本性开支,但又要应对市场竞争提升网络性能以增强竞争力,因此成本低而性能不俗的HSPA+备受推崇。

然而,直接部署LTE的运营商也不在少数,欧洲的TeliaSonera于2009年底正式宣布商用LTE,而日本NTTDoCoMo也表示越过HSPA+而直接部署LTE。国内,中国移动也力挺加快TD-LTE网络的部署。运营商如此力主直接部署LTE,有以下原因:

部分运营商有条件实现一步到位,利用最先进技术在竞争中争取优势地位,增强高端用户的业务体验,树立标杆以吸引更多用户。

中国移动力主TD-LTE,一方面是因TD-HSPA+标准发展滞后,另一方面,“走出去!”一直是其目标,TD-LTE比TD-SCDMA更有希望走向世界,更易实现规模经济,大幅降低设备和终端价格。目前全球有不少运营商拥有TDD频段,对TD-LTE的部署需求很大;同时由于TD-LTE和FD-LTE的相似性,出现TD-LTE和FD-LTE的多模芯片势属必然,这无疑将大大降低终端成本。

(3)只选对的,不选贵的

是选择稳健的HSPA+升级还是直接演进到LTE,归根结底,运营商在具体部署时需充分考虑自身状况与市场环境,不可能简单仿效。随着探讨的广泛和深入以及运营商的实践,业界的观点也许会逐渐落于四阶段演进论:第一阶段,部署HSPA网络;第二阶段,HSPA升级到HSPA+;第三阶段,利用LTE进行热点覆盖,而用HSPA+进行广覆盖;第四阶段,实现LTE全网部署。

先从HSPA向HSPA+演进是明智之选

吴 梅黄 帆北京邮电大学

2010年世界移动通信大会,超越3G的“长期演进”(LTE)等技术得到广泛认可和支持,业界普遍认为该领域技术的突破和推广将大大推动全球经济发展。HSPA技术日益普及、产品迅速成熟,国内运营商是将网络升级至HSPA+,还是直接跨越HSPA+至LTE,业界争论颇多。

(1)HSPA+的发展现状

由于WCDMA/HSPA在全球3G市场处于绝对主流地位,加之LTE短期内在产业成熟度特别是终端等方面不可能支撑大规模商用,HSPA+将有一个较长的时间窗,因此市场空间巨大,厂商争夺激烈。GSA组织数据表明,截至去年12月初全球已有37个HSPA+商用网络分布在24个国家地区,包括34个21Mb/s的HSPA+商用网络以及3个28Mb/s商用网络,还有29个HSPA+网络会在2010年底前商用。终端方面,截至2010年1月底已有11家厂商推出32款终端装置,其中有24款支持21Mb/s最高下载速率,6款支持 28Mb/s下载速率,2款支持42Mb/s下载速率。

除了日本DoCoMo在LTE战略上比较激进,其它WCDMA运营商如Vodafone、Telefonica、Orange等均选择WCDMAHSPAHSPA+LTE的平滑演进之路。

国内HSPA+发展如芝麻开花节节高。2个月前,华为与高通联合宣布,双方已于2009年12月成功完成双载波HSPA+商用互通测试,实现高达42Mb/s的下行峰值速率,这标志着HSPA+双载波技术从系统到终端已具备商用条件。2010世界移动通信大会华为推出全球首款支持HSPA+网络的Android智能手机。不久前,上海联通与诺基亚西门子通信携手进行21Mb/s HSPA+网络验证测试,结果显示,在室内无线环境良好的情况下,HSPA+ 64QAM单用户平均速率达18.3Mb/s,在室外无线环境良好的情况下,HSPA+ 64QAM单用户定点平均速率达17.26Mb/s,也充分说明64QAM技术可以提高网络的整体数据吞吐率和峰值速率,使WCDMA技术优势更加突出。

(2)HSPA+演进策略分析

虽然LTE得到广泛的认可和支持,GSM协会预测2013和2014年才是LTE的关键年,那时才有可能真正地腾飞。而日益增长的无线数据业务,使运营商在考虑投资成本、回收时间、更新速度和应用服务等因素后认为,不能坐等LTE成熟,HSPA+将是近期投资的首选。

通过引入CPC(Continuous Packet Connectivity,连续性分组连接)、增强Cell_FACH、层二增强、下行64QAM和MIMO 5种技术,HSPA+对现有HSPA数据业务进一步优化,并有效地提高频谱效率,可以部署在现有频段,以较小投资实现更佳的性能,同时与此前的标准实现后向兼容。对用户而言,HSPA+可以大大提升移动宽带用户体验,并提供更加丰富多彩的服务。与当前的移动网络相比,它支持高达21Mb/s的峰值速率、更短时延、更快响应时间、更长电池寿命、以及更完善的时刻在线体验。

因此,先从HSPA向HSPA+演进不失为明智的选择。在网络架构和硬件平台基本不变的情况下,HSPA+主要通过软件升级,就可将移动宽带网络峰值速率升级至21/28/42/84Mb/s,网络容量大幅度提高,大大降低单位比特成本。经由HSPA+过渡,一方面可满足用户需求并同时保护3G网络投资,另一方面也给LTE充分的时间,待其产品更加成熟、成本更合理的时候,再由HSPA+向LTE演进。

TD-SCDMA宜直接向LTE演进

喻世华国家无线电监测中心

TD-SCDMA宜跳过HSPA+直接跨越到TD-LTE。理由如下:

(1)中国移动3G用户发展不容乐观

运营商公布的数据显示,截至2009年底全国移动用户达7.26亿户,中国移动5.22亿,占72%;中国联通升至1.476亿,占20.3%,中国电信则达到5609万,占7.7%。而从工信部的同期数据来看,全国3G用户超过1500万户,中国移动为551万(使用TD服务的为340.8万),中国联通为274.2万户,中国电信一直未披露具体数据,推算其用户数超过中国移动。具体到每月的数据比较,2009年12月份,中国移动3G用户新增43.2万;中国联通则净增92万(11月就净增80.1万户)。中国联通月增3G用户2倍多于中国移动,如果按这个趋势其3G用户将很快超过中国移动。

可以看出,中国移动的3G用户发展并不占优,积极寻求创新出路势在必行。

(2)TD-LTE属于部级战略创新,意义深远

“新一代宽带无线移动通信”早被《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》确定为重大专项,成为国家战略性新兴产业。2009年11月,温总理在《让科技引领中国可持续发展》讲话中指出,“正是科技上的重大突破和创新,推动经济结构的重大调整,提供新的增长引擎,使经济恢复平衡并提升到更高水平。谁在科技创新上占据优势,谁就能掌握发展主动权,率先复苏并走向繁荣。”

TD-LTE-Advanced作为我国具有自主知识产权的新一代宽带移动通信技术标准,2009年入选国际电联 4G候选标准。LTE包括两种制式LTE TDD和LTE FDD,目前并未在全球真正商用,两种标准基本处于相同起跑线。TD-LTE的尽早成熟和运营将使我国在国际标准上获得更多话语权,因此,工信部一直以来坚定不移地支持TD-LTE发展,要加快TD-LTE和4G技术的研发和产业化。

(3)中国移动须选择跨越式发展直接到TD-LTE

通信业具有非常明显的网络外部性,这对通信技术标准竞争以及用户选择通信产品具有显著影响。先进入者先拥有市场份额(用户数量),也越能吸引新用户加入,从而更促进市场份额的扩大,继而吸引更多用户,形成通信市场的正反馈效应,形成规模化和产业化。这从3G在我国的发展可以印证。TD-SCDMA虽然早半年获颁牌照,但从国际范围来看WCDMA和CDMA2000已较为成熟,拥有较大规模的用户群和产业链,TD-SCDMA后进入市场,拥有的现实发展时间和空间太少,想超越WCDMA和CDMA2000非常困难。

好在通信技术并非静止而是快速发展的,TD的成功可寄希望于TD-LTE。目前,从全球范围看,除日本DoCoMo外,其它WCDMA运营商如Vodafone、Telefonica、Orange、TIM、和黄均选择WCDMA/HSPAHSPA+LTE的演进,以较小代价改进系统,从现有HSPA设施向相对成熟的HSPA+平滑演进,等待LTE成熟。从经济效益角度来看这无需重新铺设网络,效益直接而明显。

但是,作为国资委直管的央企,中国移动不能仅仅考虑经济效益,还要考虑国家利益,肩负国家战略创新的重任,中国移动必须也只能选择跨越式发展的道路。只有这样才能抓住时机,抢先让TD-LTE投入试验和商用,尽早促进TD-LTE建设、组网、优化的相关策略及完整技术方案,抢占宽带移动通信科技制高点,并引导后续技术发展,带动我国移动通信产业的兴起和持续发展。