大數據時(shí)代的挑戰和LTE部署策略

圖2 現代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展歷程

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

在可用帶寬和接入能力接近/達到極限的情況下，獲得系統容量增長(cháng)的主要突破口在于網(wǎng)絡(luò )架構的演進(jìn)和技術(shù)創(chuàng )新。特別需要強調的是智能立體網(wǎng)絡(luò )(異構網(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，也包括了傳統宏站，拉遠單元，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)認為小蜂窩(Small Cell)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，首先需要保證底層的宏蜂窩的完善和穩定，在站點(diǎn)密度達到極限時(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(zhù)提升。因此，缺乏協(xié)同的小蜂窩只能作為網(wǎng)絡(luò )覆蓋的補盲輔助手段，而容量的提升必須依靠高級的干擾管理和協(xié)調機制。

多樣化，多頻段，多雙工方式的智能立體網(wǎng)絡(luò )的規劃，部署，優(yōu)化，維護，運營(yíng)將是極大的挑戰。因此，對網(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，將成為運營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò )設備制造商的重要競爭領(lǐng)域。

在以上3個(gè)方面，由于鏈路級通信技術(shù)本身的發(fā)展已經(jīng)接近極限，提升的空間有限，除了傳統的增加建站密度，增加帶寬外，滿(mǎn)足100%年流量增長(cháng)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。在這一領(lǐng)域，為了實(shí)現各網(wǎng)元之間的協(xié)同和管理，對回傳網(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。

最后，強調一下在智能立體網(wǎng)絡(luò )中多網(wǎng)協(xié)同的問(wèn)題。應當說(shuō)，對于任何一個(gè)非新興運營(yíng)商而言，多網(wǎng)協(xié)同都是無(wú)法回避的問(wèn)題。但是，應當清楚地看到多網(wǎng)協(xié)同應當是走向全LTE網(wǎng)絡(luò )建設和運營(yíng)的過(guò)渡階段，而不是運營(yíng)商追求的終極目標。原因顯而易見(jiàn)，

• 運營(yíng)和優(yōu)化一個(gè)網(wǎng)絡(luò )的成本和復雜度遠遠低于多網(wǎng)多頻協(xié)同。

• 用戶(hù)體驗隨著(zhù)LTE網(wǎng)絡(luò )RCS(Rich Communication Service)能力的提升獲得大幅提升，同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò )間互操作的減少,用戶(hù)感知會(huì )更加流暢。

• 通常終端成本會(huì )隨著(zhù)模式的增加而增加。相反，終端支持模式的減少也會(huì )使其成本大幅下降。

2012年隨著(zhù)VoLTE的商用，國際上3GPP2的運營(yíng)商已經(jīng)向全LTE網(wǎng)絡(luò )邁出了堅實(shí)的步伐。

TD-LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )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, 以及GSM和WCDMA的成功經(jīng)驗，我們建議TD-LTE的商業(yè)部署應當本著(zhù)由簡(jiǎn)入繁，穩步推進(jìn)的分步部署原則。如圖3所示，在網(wǎng)絡(luò )覆蓋層面，首先實(shí)現熱點(diǎn)和城區的連續覆蓋，技術(shù)上優(yōu)先采用成熟技術(shù)，并確保系統的穩定和良好的用戶(hù)體驗。在網(wǎng)絡(luò )部署中期，逐步擴大覆蓋范圍和完善室內深度覆蓋，并通過(guò)新功能和多載波引入提高系統容量。最后在中長(cháng)期實(shí)現智能立體網(wǎng)絡(luò )，并適時(shí)啟動(dòng)全LTE網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)和建設。

圖3 TD-LTE部署分步部署

頻譜利用的考量

如前所述，為了滿(mǎn)足大數據時(shí)代的挑戰，運營(yíng)商將會(huì )采取FDD/TDD融合發(fā)展的策略來(lái)獲得足夠的頻率資源。對于運營(yíng)商而言，在部署LTE系統時(shí)，應當充分考慮系統演進(jìn)和擴容的能力， 例如美國某領(lǐng)先運營(yíng)商在單一市場(chǎng)的平均LTE頻譜儲備達到88MHz。前瞻性的頻譜規劃和部署策略可以借力全球強壯產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢，獲得先天的競爭優(yōu)勢，反之則可能事倍功半。合理的網(wǎng)絡(luò )部署規劃，可以為智能立體網(wǎng)絡(luò )的建設打下良好基礎，降低網(wǎng)絡(luò )總體部署成本，并保證在未來(lái)的競爭中保持優(yōu)勢。反之，基礎網(wǎng)絡(luò )和頻率戰略不當可能引起不必要的重復建設和成本上升。最終導致用戶(hù)體驗下降和產(chǎn)業(yè)鏈成熟的滯后，從而錯失發(fā)展良機。

在頻譜儲備上，由于TD-LTE的有效帶寬(例如，20MHz)僅相當于LTE-FDD的一半(10MHz)。如表1所示，TD-LTE系統設備需要部署較寬的帶寬才可以獲得和FDD系統可比的性能。因此，TD-LTE的頻譜策略需要充分考慮未來(lái)市場(chǎng)競爭的需要，否則在網(wǎng)絡(luò )部署的中早期就會(huì )在市場(chǎng)競爭中處于劣勢，進(jìn)而不得不重新規劃，重復建設，增加網(wǎng)絡(luò )的部署成本和周期。

表1 運營(yíng)商4G部署中期競爭態(tài)勢

同時(shí)，從長(cháng)遠發(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IPhone 5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

雖然TD-LTE網(wǎng)絡(luò )的部署還處在早期的階段，但是良好的規劃，可以為網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)，容量可持續增長(cháng)提供堅實(shí)的基礎。在實(shí)際的操作層面，第一步是實(shí)現良好的宏蜂窩連續覆蓋，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化，深入挖潛，獲得容量的最大化。統計結果表明，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(zhù)站點(diǎn)密度的增加而增長(cháng)。

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)現宏蜂窩和微蜂窩的協(xié)同以及合理的協(xié)同等級和規模是網(wǎng)絡(luò )規劃階段的重要考慮因素。