LTE产业准备就绪 部署面临多重挑战
2012-10-16 11:13:53 来源:中国电子报 点击:3168
【哔哥哔特导读】2012年到2016年,全球LTE用户会每年翻番,2014年年底将达到2亿户,2016年TD用户规模将达到1.5亿户。
摘要: 2012年到2016年,全球LTE用户会每年翻番,2014年年底将达到2亿户,2016年TD用户规模将达到1.5亿户。
2012年到2016年,全球LTE用户会每年翻番,2014年年底将达到2亿户,2016年TD用户规模将达到1.5亿户。
当前,LTE已成为未来移动通信发展的主要技术方向,并已在全球几大主流市场进行了商用部署和应用。在我国,TD-LTE第二阶段规模技术试验已完成主要工作任务,扩大规模试验的招标工作已经完成,即将展开网络建设。而在工业和信息化部电信研究院日前主办的“2012新一代宽带无线移动通信发展论坛”上,业界专家更多谈论的是LTE部署中还面临哪些挑战。
频率的挑战
运营商关注频谱存在重要的成本考虑,频率越低传播越好,基站数就越少。
“LTE部署第一个挑战就是频谱,这个挑战无论对监管、运营商还是制造商来说都存在。目前全球LTE的商业频谱在不同的国家、不同的区域、不同的运营商,从700MHz到2.6GHz频段都有。”中国联通技术部总经理张忠平说,“运营商关注频谱存在重要的成本考虑,频率越低传播越好,基站数就越少。判断成本不在于设备本身,现在配套设施的成本远远大于设备本身。频谱越高,如果要达到连续覆盖,而且使用户体验非常好,就需要寻找更多的站点,在北京这样的城市要想获取新的站点成本非常高。”
针对众所关注的TD-LTE频谱的划分,工业和信息化部无线电管理局局长谢飞波说:“我国LTE规划很快就会和大家见面。在新的频率规划里,已经发展到2.5GHz到2.69GHz。”2002年国家发布3G频率规划的时候已经提到,随着技术进步,2G和其他比较低档的过时的技术和通信网络,要升级换代到频率使用效率更高的3G里面。
“这一次我们再做4G或者LTE频率规划时,我们同样采纳了这一原则。未来的4G网络,不仅包括那些新开发的频段、其他部门让出来的频段,同时也会把2G使用的频段纳入到升级换代中去实现更大的应用。”谢飞波说,“当然中国和美国、欧洲各国的基本国情不一样,不会是完全相同的频率规划,包括700MHz数字红利,过渡可能还需要一段时间。”
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连续覆盖的挑战
LTE与2G、3G共站建设,会在LTE与其他网络间切换,导致客户体验很差。
覆盖是体现网络好坏最重要的因素。对处于高频段的LTE来说,每个基站的覆盖面积比2G/3G的宏基站要大大缩小,因此实现LTE网络的连续覆盖需要建设更多的基站,这对站址选择越来越困难的运营商来说,无疑是个挑战。“如果LTE与2G、3G共站建设,LTE基站的覆盖出现很多空洞的话,会频繁地在LTE与其他网络间切换,这会导致客户体验很差,业务体验也没有办法保证。”中国电信北京研究院副总工程师杨义峰说,“所以LTE覆盖的增强,以及与其他业务的融合,都很重要。”
针对LTE的覆盖,现在有一个新的组网技术叫HeTtnet。
“HeTnet会在蜂窝网条件下布置微微蜂窝和热点蜂窝,其中的难点是如何定位热点,如果我们不能准确定位热点的话,那么微微蜂窝似乎速率很高,但是因为离真正的需求热点距离不够近,不能真正地提高速率。”杨义峰说,“我们希望借助2G、3G网络,通过一个循环的过程,实现网络优化。我们可以通过网络运行的数据或者是这片热区的信息,有这些热区信息很容易传播,可以很容易地跟通道结合。Hetnet有效应用需要通过一个循环过程,借助网络优化的手段来实现。从网络运行数据上我们可以直接获得热区的信息,定位热点,结合GIS即可。”
针对两种典型的小基站——Macro/Pico,其提供的业务也是有差异的:Macro集中于较低速率,合适高速移动场合使用;Pico主要保证高速数据业务的提供。两者提供差异化的服务,可以通过PCC来对不同的eNB进行设定。
终端的挑战
相对于3G,LTE对于终端芯片处理能力和功耗控制能力要求非常高。
LTE现在处于市场发展初期,目前LTE全球人口覆盖率和在全球移动用户中的占比都比较小,截止到2012年8月,LTE全球用户总占比只有0.5%,但是LTE发展势头非常迅猛,明显超越了3G商用初期的发展水平。LTE许可证发放的速度比当初3G的速度要慢,但商用网的部署速度以及用户的发展速度远远快于3G当时的发展水平。LTE只用3年半的时间实现了2000万用户的规模,这个速度远远快于2G和3G当时的水平。
工业和信息化部电信研究院信息所总工胡珊说:“在终端上,相对于3G技术,LTE对于终端芯片处理能力和功耗控制能力要求非常高。现在普遍采用的40纳米芯片的工艺处理能力,是可以支持数据卡终端使用的,但是功耗还是比较大。”业界均认为对LTE发展作用重要的智能手机需要更高工艺的芯片技术。“现在又出现了28纳米芯片,它会有效解决功耗的问题,但是现阶段只有高通公司可以小批量提供商用产品,而且现在商用产品价位是17美元、18美元左右,这个价位很难实现规模商用。”胡珊说,“如果降到7美元、8美元可能能实现规模商用,估计在未来一到两年会出现规模量产。终端面临的挑战是LTE频率比较分散,这已经给终端市场造成了混乱。”
为了应对这一混乱,GTI(TD-LTE全球发展倡议的国际组织)正在全力推动多模多频终端原研发。
中国移动研究院副院长黄宇红说:“GTI已经认识到这是挑战,但是我们相信只有尽快明确需求,给产业明确的信号,产业才可以投入资源进行研发解决这些问题。GTI联合多个运营商提出了5模10频段的终端需求,引导型是5模12频段,以便与国际运营商匹配。我们希望通过打造多模多频终端,使得将来厂家出同一款终端可以在全球各地应用,用一套解决方案适应全球市场。现在已经有一些样机开发出来,我们希望在明年巴塞罗那展的时候能够发布支持5模11频段具有国际漫游能力的MiFi产品。”
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专家观点
中国移动研究院副院长黄宇红
TD频谱受FDD运营商关注
根据调查咨询公司欧文的预测,到2016年,LTE用户会达到7亿户以上,他们预测TD-LTE会占25%。TD-LTE已经在国际上开始商用,目前有12个TD-LTE的商用网络,17家运营商正式宣布了商用计划,50多个网络正在实验和部署。
TD-LTE已经成为全球拥有TDD频谱的运营商的主流选择技术,同时国际上的FDD运营商也在考虑使用TD-LTE网络,因为频谱是发展的核心而且与需求比较是远远不够的,所以TD频谱也成为现在很多FDD运营商关注的资源。
以运营商主导的国际组织GTI(TD-LTE全球发展倡议的国际组织)作为TD-LTE全球推进的平台,也发布了未来发展的计划,希望在2014年部署的TD-LTE基站能够超过50万。
目前TDD技术越来越成为全球非常关注的下一代移动通信的主流技术,而且TDD和LTE采用了融合发展的模式。无论是标准还是产业、产品,甚至网络都在走向融合。这种融合技术为走向一个可以共享全球规模统一发展的移动通信发展梦想打下了非常好的基础。
去年2月份中国移动联合国际运营商一起成立的GTI经过一年半以上的运作,目前成员已经超过了50家。今年2月份我们在巴塞罗那展上发布了TD-LTE发展规划,GTI发布了行动宣言,现在高通、海思等发布了5模甚至6模的芯片,这些都推动了TD-LTE快速的发展和商业化。
GTI在几个方面取得了重点成果。一是推动多模多频段的终端研发,频段对终端是一个挑战,我们已经意识到这一点,但是我们相信只有尽快明确需求,给产业明确的信号,产业才可以投入资源进行研发解决这些问题。我们希望通过打造多模多频终端,使得将来厂家出同一款终端可以在全球各地应用,用一套解决方案适应全球市场。
二是积极推动LTE的国际漫游。现在在GTI中已经形成了国际漫游的运营商核心团队。包括日本软银、沃达丰、韩国的KT等都是漫游团队的成员,同时开展相应的国际漫游测试,希望能够尽快实现国际运营商之间的漫游。
三是积极推动FDD与TDD的融合组网,很多国外运营商希望FDD和TDD能够实现自由切换,可能不同的技术制式频率不同,但是是同一个网络。中国移动今年6月份在香港实现了FDD和TDD双网的切换,下一步我们会推动更多的产品支持FDD和TD的融合切换。
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中国电信集团公司北京研究院副总工程师杨峰义
LTE网络覆盖要增强
从无线接入网的核心网来看,LTE应基于EPC架构,同时引入PCC架构,实现2G/3G网络还有WiFi的业务协同;从无线网络建设来看,要解决好2G、3G以及LTE的站址部设和建站问题;从业务角度来讲,LTE是与2G/3G不同的一张全IP网络,主要的业务优势体现在高速数据的接入上,产生差异化。
我认为,需要增强LTE无线网络的覆盖。网络覆盖质量是运营商建立品牌的重要因素,所以覆盖永远是我们最关注的。LTE是处于高频段的技术,如果LTE与2G、3G共建,虽然LTE并没有覆盖技术漏洞,但是由于频率处于高端,覆盖面积会比较小,共址建设的LTE在覆盖上会出现许多空白点,如果频繁地进行网络切换,用户的体验会很差,业务体验也没有办法保证。因此,增强覆盖很重要。如果我们在2.1GHz频段建LTE,中国电信的CDMA网络中至少50%都需要做LTE的覆盖。而且我们研究覆盖增强的目标是在不对标准做修改、不会影响到产业链终端的情况下,我们仅仅在基站方面进行性能增强,能够尽可能地使业务连续覆盖。LTE技术给我们提供了可能性。
一是在干扰受限的情况下,采用IRC接收机。IRC接收机的性能理论上是在天线阵元数量从2到8之间变化时,IRC相对于MRC性能改善在1dB~6dB间,IRC相对于MRC性能增益即使在天线数量很少时也是明显的,在天线数量增加时增益更加明显。
二是希望借助于2G、3G网络,通过一个循环的过程,实现类似于网络优化的效果,我们可以通过网络运行的数据或者是这片热区的信息,结合GIS进行热点的定位,而这个区一个Pico基站是否能够有效吸收业务取决于它是否能部署于热点上。如果我们不能准确定位热点,那么微微蜂窝似乎速率很高,但是不能真正提高用户的速率。
Macro基站与Pico基站业务是存在差异化的。3G网络的统计结果表明,移动数据业务主要应用场景是室内,能占整个流量的70%以上,从业务和用户使用角度看,Macro基站和Pico基站应具有不同的业务提供能力。
LTE与2G、3G网络有非常大的差异,有很多动态变化需要在真正的商业网络中研究,不断地使这个网络发挥作用。
中国联通技术部总经理张忠平
部署LTE应从三个维度考虑
全球比较分散的频谱,扁平化、IT化的架构,更多的无线技术是未来规模部署整个LTE网络的时候需要重点考虑的三个维度。
LTE部署第一个挑战就是频谱,这个挑战无论对监管、运营商还是制造商来说都存在。目前全球LTE的商业频谱在不同的国家、不同的区域、不同的运营商从700MHz到2.6GHz频段都有。2.6GHz、1.8GHz频段的网络是目前FDD LTE部署得最多的网络。美国,包括日本、韩国已经开始在自己的2G频谱上部署LTE。运营商关注频谱存在重要的成本考虑,频率越低传播越好,基站数就越少。判断成本不在于设备本身,现在配套设施的成本远远大于设备本身。
频谱的分散还使网络更加复杂,使终端更加复杂。因为终端不仅要能够应用在其定位的网络上,还要关注漫游,厂家也许能够做出来多模多频终端,但终端的耗电能不能控制住,这都是需要我们考虑的问题,所以LTE网络的部署、终端的开发还应该跟全球尽量一致。
第二个挑战是LTE突发业务的应对。传统的移动网络是以语音业务为主,业务流量流向是比较可控的,而移动互联网时代,LTE网络中有些热点是突发的,这对我们布网提出了新的要求,多种业务形态是必然趋势。用传统的纯蜂窝网布局现在的移动互联网肯定是不够的,有更多微站、微微站会共同建网,这些基站的技术、标准都已经全部统一,来满足不同场景的需求,对我们带来的压力,倒不是设备本身,而是LTE基站的回传,将来这会是一瓶颈,空中接口打开以后对LTE基站的回传会是一个很大的挑战。
第三个挑战是核心网。核心网现在已经IP化,实现可控可管的安全部署非常重要。因为2G、3G网络与LTE网络会长期共存,所以我们的理想是统一的用户界面、统一的客户层面、统一的用户数据。随着LTE全IP网络的建设,整个网络架构会是分层的,分层之间的感知和保障是一个非常大的问题。所以各个网源之间的统一认证,包括3A的业务接入认证都是非常重要的。
第四个挑战是解决业务的可持续性,这也是一个非常大的问题。多种网络的切换,数据的重享、重定位策略,手机在哪个网络进行驻留及占用都是很复杂的事情,网络层次越多就意味着整个网络的驻留策略更复杂,所以我们认为LTE到来的时候对网络的规划和优化提出了挑战。
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工业和信息化部电信研究院信息所总工程师胡珊
LTE产业已经准备就绪
LTE的后续版本进展非常顺利。2012年1月18号LTE后续演进版本LTE-A已经正式成为4G标准,理论数据达到1GBPS的传输水平,会实现质的飞跃。各国也在积极为移动宽带业务规划新的频段,基本是高频段和低频段结合部署,释放出来的频段非常适合LTE的部署。
现在LTE产业准备已经就绪。在系统设备上,最主要的特点就是多制式共平台基站已经成为业界现实。现在很多基站都可以同时支持2G、3G和LTE多标准,在现有基站的基础上也可以进行LTE的布置。第二个特点就是小基站Small cell的大量引入,有数据显示,2014年小型基站部署会超过LTE宏蜂窝基站的部署量。
在终端上,相对于3G技术而言LTE对于终端芯片处理能力和功耗控制能力要求非常高,对终端芯片无论是材料还是工艺方面要求都非常高。工艺上,现在普遍采用的是40纳米芯片的工艺处理技术,这是可以支持数据卡终端使用的,但是功耗还是比较大。现在又出现了28纳米芯片,它会有效解决功耗的问题,估计在未来一到两年会出现规模量产。终端面临的挑战是LTE频率比较分散,这已经给终端市场造成混乱。
LTE是为移动数据业务设计的技术,因此如何实现对语音业务的支撑是要解决的问题。语音业务目前用得最多的方案是CSFB。现在AT&T、LG都采用了CSFB方案,软银、沃达丰计划采用CSFB,更多的运营商可能会在2015年使用CSFB的方案。LTE在一些国家已经开始打价格战,运营商很重要的任务就是要引入一些新业务。
目前LTE用户发展最快的运营商Verizon在积极引领推动产业链的成熟,分别在美国波士顿和旧金山成立了LTE的创新中心和应用创新中心。在这两个中心现在已经有70多家系统、芯片、终端业务厂商加入,以打造LTE的终端系统。Verizon目前已经募集了13亿美元资金,支持孵化企业的成长,同时给这些企业提供设备开发和测试环境。所以这是Verizon能够快速发展LTE的主要原因之一。还有一个重要原因就是Verizon在大力发展LTE的终端产品。Verizon依托3G时代芯片合作伙伴,率先以智能手机引领市场,目前来看Verizon的LTE终端款式在全球是最多的,这也是它能够迅速引领全球LTE发展的原因。
TD-LTE的典型运营商日本软银把这张网定位成热点数据业务的接入,实际上是3G业务的补充。在发展中的主要瓶颈就是终端,目前终端主要以数据卡为主。软银很快也会提供智能手机推动用户规模的增长,进一步加快TD-LTE基站的部署。
在LTE的市场前景和规模上,预计全球LTE会在2014年进入规模发展阶段,商用网络发展会进一步加速。2012年到2016年LTE用户将每年翻番,2014年年底将达到2亿户,2016年TD用户规模将达到1.5亿户。
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放眼全球,已有381家运营商在114个国家投资或拟投资建设LTE网络,截至2013年第二季度,全球LTE用户数达1.26亿户。据中移动宣布,2014年其终端销售目标是1.9—2.2亿部(裸机销售占比超过50%),其中包含1亿部TD-LTE终端。
据韩联社报道,韩国政府本周四公布的数据显示,该国LTE用户数在6月底已经达到约2300万,占据全部移动手机用户的40.8%。
财报显示,由于监管机构削减了移动终端费率(mobile termination rates),EE第二季度的收入下降了2.3%。
随着LTE用户基础,技术、终端业务的快速发展,全球LTE发展已驶入快车道,根据威普咨询发布的报告显示,LTE网络投入商用三年来,全球已有超过160家运营商先后完成了LTE网络部署。
据市场研究机构HISiSuppli指出,全球LTE用户已从2010年的61.2万增长至2011年的1320万,再大幅增长至去年的9230万,预估2013年将可再增长115%,达到1.98亿的用户规模。
2013年电信行业走势的预测:全球LTE用户数量有望增长三倍,至2亿左右;截至年底,LTE用户资费收入将占全球移动服务总收入的10%;全球将有50-100家移动运营商提供一种新形式的收费服务……
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