大數(shù)據(jù)時(shí)代的挑戰(zhàn)和LTE部署策略

移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面迎來(lái)大數(shù)據(jù)時(shí)代，在移動(dòng)數(shù)據(jù)的接入層面，其主要特征包括海量數(shù)據(jù)，500億連接，以及大量的差異化業(yè)務(wù)需求。新技術(shù)引入，充足的頻率儲(chǔ)備和智能立體網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是應(yīng)對(duì)千倍數(shù)字洪流的主要手段。TD-LTE/LTE FDD網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)當(dāng)分步進(jìn)行，同時(shí)考慮未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。優(yōu)先在產(chǎn)業(yè)鏈強(qiáng)壯的頻段部署新系統(tǒng)，可以分享其帶來(lái)的商業(yè)紅利和規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到事半功倍的目的。網(wǎng)絡(luò)的初始建設(shè)應(yīng)當(dāng)為未來(lái)智能立體網(wǎng)絡(luò)的部署打好基礎(chǔ)，并為全LTE網(wǎng)絡(luò)的推進(jìn)做好準(zhǔn)備。

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。可以說(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。

大數(shù)據(jù)時(shí)代帶給移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。從運(yùn)營(yíng)商到制造商，從網(wǎng)絡(luò)到終端，從內(nèi)容到服務(wù)，整個(gè)ICT行業(yè)都處在巨大的變革之中。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，這一挑戰(zhàn)尤為嚴(yán)峻。國(guó)際經(jīng)驗(yàn)表明，新興運(yùn)營(yíng)商試圖利用這一機(jī)遇實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)，而領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商則利用這一時(shí)機(jī)擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)。例如，韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商LGU+和美國(guó)運(yùn)營(yíng)商Verizon Wireless就是二者的典范。尤其是LGU+由于采取了激進(jìn)的新技術(shù)(LTE)部署策略，其市場(chǎng)份額由2G/3G時(shí)代的7%，躍升到30%，一舉進(jìn)入主流運(yùn)營(yíng)商行列。本文通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的分析，指出了智能立體網(wǎng)絡(luò)這一主要技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)LTE建設(shè)的定位，規(guī)劃和部署提出了建議。

大數(shù)據(jù)時(shí)代移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)的基本特征

大數(shù)據(jù)時(shí)代移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)的基本特征主要包括數(shù)據(jù)流量指數(shù)增長(zhǎng)，海量用戶(hù)實(shí)時(shí)在線(xiàn)，和大量的差異化的用戶(hù)和業(yè)務(wù)需求。

海量數(shù)據(jù)

移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)是大數(shù)據(jù)時(shí)代最基本的特征之一。其動(dòng)力除了越來(lái)越多的智能終端的面市和普及，還包括了用戶(hù)行為，移動(dòng)和存儲(chǔ)方式的變革等帶來(lái)的流量增長(zhǎng)。例如，云存儲(chǔ)不僅會(huì)改變用戶(hù)習(xí)慣，也會(huì)改變數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和接入方式，從而成為數(shù)據(jù)流量持續(xù)增長(zhǎng)的新動(dòng)力。

500億連接

愛(ài)立信于2010年提出了全球2020年500億連接的宏偉藍(lán)圖。未來(lái)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，人與人的通信仍然是其最重要的組成部份。但是，隨著物聯(lián)網(wǎng)和行業(yè)應(yīng)用的推廣，人與物和物與物的通信連接將在數(shù)量上占據(jù)主導(dǎo)地位。人們將實(shí)實(shí)在在生活在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)之中。

大量差異化需求

由于無(wú)線(xiàn)連接的多樣化，帶來(lái)了對(duì)業(yè)務(wù)需求和服務(wù)等級(jí)的多樣化。除了對(duì)傳輸速率和傳輸時(shí)延要求的差異，為了滿(mǎn)足某些新業(yè)務(wù)(例如，車(chē)聯(lián)網(wǎng))，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性也會(huì)提出更高的要求。

圖1 2020年移動(dòng)通信展望

如何應(yīng)對(duì)千倍數(shù)字洪流

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。這里簡(jiǎn)單介紹三個(gè)主要手段。

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)，這里不僅是在終端和系統(tǒng)設(shè)備的融合，也是運(yùn)營(yíng)層面的頻譜融合和組網(wǎng)融合。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)3GPP LTE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。至此，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)獲得了前所未有的從180KHz到100MHz的靈活的帶寬接入能力。 從而為大幅提高未來(lái)系統(tǒng)的容量奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。靈活的帶寬接入技術(shù)，也為未來(lái)差異化的業(yè)務(wù)需求提供了必要技術(shù)支撐。

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。

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