大數(shù)據(jù)時代的挑戰(zhàn)和LTE部署策略

移動寬帶網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面迎來大數(shù)據(jù)時代，在移動數(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，充足的頻率儲備和智能立體網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是應(yīng)對千倍數(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)分步進行，同時考慮未來市場競爭的需要。優(yōu)先在產(chǎn)業(yè)鏈強壯的頻段部署新系統(tǒng)，可以分享其帶來的商業(yè)紅利和規(guī)模經(jīng)濟效益，達到事半功倍的目的。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)的推進做好準(zhǔn)備。

2009年12月全球數(shù)據(jù)流量首次超過語音流量以來，移動寬帶的數(shù)據(jù)流量以每年100%的速度持續(xù)增長。以此推算，從2010年到2020年，移動寬帶網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量增長將達到1000倍。相對于平穩(wěn)發(fā)展的語音業(yè)務(wù)，豐富的移動寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中將占據(jù)絕對的統(tǒng)治地位?？梢哉f在未來的10年，整個移動通信產(chǎn)業(yè)將全面進入大數(shù)據(jù)時代。這一不可阻擋的發(fā)展趨勢，將會帶給整個產(chǎn)業(yè)和社會的生產(chǎn)和生活方式深刻的變革。

大數(shù)據(jù)時代帶給移動通信產(chǎn)業(yè)前所未有的挑戰(zhàn)和機遇。從運營商到制造商，從網(wǎng)絡(luò)到終端，從內(nèi)容到服務(wù)，整個ICT行業(yè)都處在巨大的變革之中。對于運營商而言，這一挑戰(zhàn)尤為嚴(yán)峻。國際經(jīng)驗表明，新興運營商試圖利用這一機遇實現(xiàn)彎道超車，而領(lǐng)先運營商則利用這一時機擴大優(yōu)勢。例如，韓國運營商LGU+和美國運營商Verizon Wireless就是二者的典范。尤其是LGU+由于采取了激進的新技術(shù)(LTE)部署策略，其市場份額由2G/3G時代的7%，躍升到30%，一舉進入主流運營商行列。本文通過對大數(shù)據(jù)時代，移動通信網(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。同時對國內(nèi)LTE建設(shè)的定位，規(guī)劃和部署提出了建議。

大數(shù)據(jù)時代移動接入網(wǎng)絡(luò)的基本特征

大數(shù)據(jù)時代移動接入網(wǎng)絡(luò)的基本特征主要包括數(shù)據(jù)流量指數(shù)增長，海量用戶實時在線，和大量的差異化的用戶和業(yè)務(wù)需求。

海量數(shù)據(jù)

移動數(shù)據(jù)流量增長是大數(shù)據(jù)時代最基本的特征之一。其動力除了越來越多的智能終端的面市和普及，還包括了用戶行為，移動和存儲方式的變革等帶來的流量增長。例如，云存儲不僅會改變用戶習(xí)慣，也會改變數(shù)據(jù)存儲和接入方式，從而成為數(shù)據(jù)流量持續(xù)增長的新動力。

500億連接

愛立信于2010年提出了全球2020年500億連接的宏偉藍圖。未來的移動通信網(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。人們將實實在在生活在一個網(wǎng)絡(luò)社會之中。

大量差異化需求

由于無線連接的多樣化，帶來了對業(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延要求的差異，為了滿足某些新業(yè)務(wù)(例如，車聯(lián)網(wǎng))，對網(wǎng)絡(luò)的可靠性也會提出更高的要求。

圖1 2020年移動通信展望

如何應(yīng)對千倍數(shù)字洪流

在大數(shù)據(jù)時代，移動接入網(wǎng)絡(luò)的首要挑戰(zhàn)是來自無線網(wǎng)絡(luò)容量的挑戰(zhàn)。面對千倍的容量增長，我們應(yīng)當(dāng)如何應(yīng)對?這是一個全球性問題，需要政府管制機構(gòu)，產(chǎn)業(yè)界和運營商的共同努力來提供一個綜合的解決方案。這里簡單介紹三個主要手段。

充足的頻率儲備

“頻譜是王”對于移動運營商而言毫不為過。站在一個國家層面，充足的頻率資源，決定了網(wǎng)絡(luò)可以承載移動寬帶數(shù)據(jù)流量的基本面。在2G/3G時代，全球大多數(shù)國家的公用移動通信頻率在300MHZ-400MHz之間。而分析表明，未來網(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，近來國際上出現(xiàn)的(在時間和地域上)受控頻譜分享的分配方式可以進一步提升頻譜利用率。

對于運營商而言，頻率是戰(zhàn)略資源。如何獲得更多的廉價而優(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際漫游能力，從而導(dǎo)致移動寬帶數(shù)據(jù)流量在不同頻段的不均衡分布。簡單地說，全球化協(xié)調(diào)頻段由于規(guī)模經(jīng)濟效益，自然會得到全球產(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。一個直接的結(jié)果就是，獲得該頻段的運營商將會獲得先天的競爭優(yōu)勢。

另外一個大的趨勢是FDD/TDD融合的趨勢，這里不僅是在終端和系統(tǒng)設(shè)備的融合，也是運營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頻譜的拍賣價格也日漸走高。國際運營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。從這個角度講，同時運營FDD和TDD制式的融合的網(wǎng)絡(luò)，將會成為未來國際運營商的主流。

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，無線通信技術(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，也就是說在給定帶寬的條件下如何實現(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，愛立信從2002年開始4G(LTE-A)研究，重點放在靈活有效的大帶寬接入技術(shù)方面(例如，OFDM/OFDMA)，并于2007年開始實質(zhì)性的推進3GPP LTE和LTE-A的標(biāo)準(zhǔn)化工作，截至2011年LTE-A被國際電聯(lián)接納為4G標(biāo)準(zhǔn)而告一段落。至此，無線通信技術(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，多天線技術(shù)和多點協(xié)同技術(shù)等)還可以使系統(tǒng)容量獲得一定的提升。但是，總體來看如同其名(即長期演進)，LTE/LTE-A技術(shù)應(yīng)當(dāng)在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定。

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