大數據時(shí)代的挑戰和LTE部署策略

移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)全面迎來(lái)大數據時(shí)代，在移動(dòng)數據的接入層面，其主要特征包括海量數據，500億連接，以及大量的差異化業(yè)務(wù)需求。新技術(shù)引入，充足的頻率儲備和智能立體網(wǎng)絡(luò )的建設是應對千倍數字洪流的主要手段。TD-LTE/LTE FDD網(wǎng)絡(luò )的建設應當分步進(jìn)行，同時(shí)考慮未來(lái)市場(chǎng)競爭的需要。優(yōu)先在產(chǎn)業(yè)鏈強壯的頻段部署新系統，可以分享其帶來(lái)的商業(yè)紅利和規模經(jīng)濟效益，達到事半功倍的目的。網(wǎng)絡(luò )的初始建設應當為未來(lái)智能立體網(wǎng)絡(luò )的部署打好基礎，并為全LTE網(wǎng)絡(luò )的推進(jìn)做好準備。

2009年12月全球數據流量首次超過(guò)語(yǔ)音流量以來(lái)，移動(dòng)寬帶的數據流量以每年100%的速度持續增長(cháng)。以此推算，從2010年到2020年，移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò )數據流量增長(cháng)將達到1000倍。相對于平穩發(fā)展的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，豐富的移動(dòng)寬帶數據業(yè)務(wù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中將占據絕對的統治地位?？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)入大數據時(shí)代。這一不可阻擋的發(fā)展趨勢，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。

大數據時(shí)代帶給移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)前所未有的挑戰和機遇。從運營(yíng)商到制造商，從網(wǎng)絡(luò )到終端，從內容到服務(wù)，整個(gè)ICT行業(yè)都處在巨大的變革之中。對于運營(yíng)商而言，這一挑戰尤為嚴峻。國際經(jīng)驗表明，新興運營(yíng)商試圖利用這一機遇實(shí)現彎道超車(chē)，而領(lǐng)先運營(yíng)商則利用這一時(shí)機擴大優(yōu)勢。例如，韓國運營(yíng)商LGU+和美國運營(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)入主流運營(yíng)商行列。本文通過(guò)對大數據時(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。同時(shí)對國內LTE建設的定位，規劃和部署提出了建議。

大數據時(shí)代移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò )的基本特征

大數據時(shí)代移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò )的基本特征主要包括數據流量指數增長(cháng)，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。

海量數據

移動(dòng)數據流量增長(cháng)是大數據時(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)和存儲方式的變革等帶來(lái)的流量增長(cháng)。例如，云存儲不僅會(huì )改變用戶(hù)習慣，也會(huì )改變數據存儲和接入方式，從而成為數據流量持續增長(cháng)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(zhù)物聯(lián)網(wǎng)和行業(yè)應用的推廣，人與物和物與物的通信連接將在數量上占據主導地位。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)了對業(yè)務(wù)需求和服務(wù)等級的多樣化。除了對傳輸速率和傳輸時(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

如何應對千倍數字洪流

在大數據時(shí)代，移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò )的首要挑戰是來(lái)自無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )容量的挑戰。面對千倍的容量增長(cháng)，我們應當如何應對?這是一個(gè)全球性問(wèn)題，需要政府管制機構，產(chǎn)業(yè)界和運營(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。

充足的頻率儲備

“頻譜是王”對于移動(dòng)運營(yíng)商而言毫不為過(guò)。站在一個(gè)國家層面，充足的頻率資源，決定了網(wǎng)絡(luò )可以承載移動(dòng)寬帶數據流量的基本面。在2G/3G時(shí)代，全球大多數國家的公用移動(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，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，用于傳統電視業(yè)務(wù)的700MHz)。此外，近來(lái)國際上出現的(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。

對于運營(yíng)商而言，頻率是戰略資源。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)調程度(Harmonization)，也直接導致了全球產(chǎn)業(yè)鏈在特定頻段的健壯程度和國際漫游能力，從而導致移動(dòng)寬帶數據流量在不同頻段的不均衡分布。簡(jiǎn)單地說(shuō)，全球化協(xié)調頻段由于規模經(jīng)濟效益，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，從而獲得數據流量的優(yōu)先增長(cháng)。一個(gè)直接的結果就是，獲得該頻段的運營(yíng)商將會(huì )獲得先天的競爭優(yōu)勢。

另外一個(gè)大的趨勢是FDD/TDD融合的趨勢，這里不僅是在終端和系統設備的融合，也是運營(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(zhù)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。國際運營(yíng)商也不約而同的將原先視為“雞肋”的TDD頻譜作為戰略資源給以重視。從這個(gè)角度講，同時(shí)運營(yíng)FDD和TDD制式的融合的網(wǎng)絡(luò )，將會(huì )成為未來(lái)國際運營(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)展歷程充分的體現了這一規律。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)現香農公式提出的容量極限。而這一任務(wù)隨著(zhù)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的標準化工作，截至2011年LTE-A被國際電聯(lián)接納為4G標準而告一段落。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)系統的容量奠定了技術(shù)基礎。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)還可以使系統容量獲得一定的提升。但是，總體來(lái)看如同其名(即長(cháng)期演進(jìn))，LTE/LTE-A技術(shù)應當在相當長(cháng)的一段時(shí)間內保持穩定。

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