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網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師招聘專欄 4G/LTE通信工程師最新職位列表 通信實習生/應(yīng)屆生招聘職位

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 李進良：為適應(yīng)信息消費需求要加快推進TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
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專業(yè)方向  移動網(wǎng)規(guī)劃和優(yōu)化——理論與實踐
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發(fā)表于 2013-11-17 08:23:01  只看樓主 

發(fā)展TD-LTE產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略之二
2003年12月，由國際電聯(lián)首倡、經(jīng)聯(lián)合國決定主辦的“信息社會世界峰會”通過的《行動計劃》明確到2015年全球要實現(xiàn)如下目標：用信息技術(shù)把所有村莊連接起來，在每一個社區(qū)都設(shè)立信息連接站，實現(xiàn)生產(chǎn)信息交流與電子農(nóng)業(yè)；把大學、中學、小學都連接起來，實現(xiàn)中小學課程聯(lián)網(wǎng)與遠程教育；把科研中心、文化中心、圖書館、博物館、檔案館和郵局連接起來，實現(xiàn)全民文化享樂與終生教育；把健身中心和醫(yī)院都連接起來，實現(xiàn)遠程醫(yī)療；把中央和地方政府機關(guān)連接起來，實現(xiàn)電子政務(wù)；建立網(wǎng)站和提供電子郵箱地址；保證讓所有人都能享受電視和廣播；鼓勵使用各種語言提供網(wǎng)上信息；努力做到讓半數(shù)以上的居民能夠使用信息技術(shù)，享受公平信息社會的一切福利。
1我國信息消費規(guī)模
為了更好地實現(xiàn)上述《行動計劃》的目標，今年8月8日國務(wù)院發(fā)布了國發(fā)[2013]32號《關(guān)于促進信息消費擴大內(nèi)需的若干意見》，這在信息通信領(lǐng)域是一份綱領(lǐng)性文件。從經(jīng)濟方面明確到2015年，信息消費規(guī)模超過3.2萬億元，年均增長20%以上，帶動相關(guān)行業(yè)新增產(chǎn)出超過1.2萬億元；其中基于互聯(lián)網(wǎng)的新型信息消費規(guī)模達到2.4萬億元，年均增長30%以上，基于電子商務(wù)、云計算等信息平臺的消費快速增長，電子商務(wù)交易額超過18萬億元，網(wǎng)絡(luò)零售交易額突破3萬億元。這是多么振奮人心的宏偉目標呀！
2要實現(xiàn)這樣的宏偉目標靠什么
靠適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的寬帶、融合、安全、泛在的下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施。到2015年，寬帶接入能力方面城市家庭要達到20Mbps，部分城市達到100Mbps，農(nóng)村家庭達到4Mbps，行政村通寬帶比例達到95%。該下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施包含由有線與無線兩部分構(gòu)成的整個全國性信息通信網(wǎng)絡(luò)，有線為光纖入戶的固定網(wǎng)，無線為3G/4G的移動網(wǎng)。因此，需要首先探討這二者的特點：
2.1有線接入與無線接入的比較
目前，我國已建成長度超過1 500萬公里的光纜，不過利用率僅30%；連接各大城市的主干網(wǎng)也已基本完善，瓶頸是向城市社區(qū)家庭以及郊區(qū)農(nóng)村末梢延伸的有線本地環(huán)路。要想實現(xiàn)我國3.7億戶“家家通”的寬帶目標，就像人體毛細血管與主干血管長度之比約為140一樣，我國還需鋪設(shè)有線本地環(huán)路的纜線長度達20億公里。由此，制約電信普遍服務(wù)實施的兩個主要因素，一是資金，平均每戶1萬元，估計高達3.7萬億元；二是時間，即使每年鋪設(shè)入戶光纖2 000萬公里，也要100年。
無線接入的主要特性，就是在有線通信的分配/接入網(wǎng)絡(luò)中采用一種多址無線電系統(tǒng)，替代光纖、銅線等有線線路。采用無線接入具有一系列優(yōu)點：
（1）建網(wǎng)成本低：構(gòu)建一個無線網(wǎng)絡(luò)的大部分投資成本，都能夠表現(xiàn)出其“電子化”的特征，即電子產(chǎn)品按摩爾定律每隔18個月芯片上的元件密度加倍、處理機速度加倍、芯片成本減半。而在一個銅線或光纖網(wǎng)絡(luò)中，大部分的成本都花在了電纜材料和建筑上，其成本一直無法像“電子化”的成本那樣很快地降下來。據(jù)測算，在100人的行政村為20戶建設(shè)一個干線長5公里、配線長5公里的銅線網(wǎng)絡(luò)，平均需要資金10 000元/戶，而無線則在50公里以內(nèi)，不論遠近，都可以做到低于1 000元/戶。
（2）運營成本低：取消銅分配引入線后，由于故障報告、調(diào)度及修理活動減少，因此大大降低了運營成本——線路維護的投資每年約為總投資的4％，攤給每戶約為400元。我國村通工程的實踐表明：無線接入只要維護費50元/戶，能夠大大減少每戶每年的運營開支。
（3）工程施工易、建網(wǎng)速度快：在城市的原有房屋布設(shè)寬帶纜線，施工困難；在農(nóng)村地廣人稀、高山深谷，樹桿埋線工程量很大，施工期很長；而無線接入就方便簡易多了。任何接入系統(tǒng)的快速部署對運營業(yè)來說都是至關(guān)重要的。如同蜂窩通信所證明的那樣，與那些要花費數(shù)年之久的有線接入相比，無線系統(tǒng)確實能夠在數(shù)月之內(nèi)，甚至在數(shù)周之內(nèi)就安裝起來，這樣就加快了資金回收，并能再將其投資到擴建網(wǎng)絡(luò)容量上去。
（4）可逐步擴容、投資回收快：它對用戶需求預(yù)測方面的不確定性表現(xiàn)得更為“寬容”，初始投資少，擴容方便，可以緊密地跟蹤用戶的需求，從而逐步增加投資、逐步擴容，由此減少對過量供給的資金投入，并實現(xiàn)更快的回報。據(jù)測算，有線接入網(wǎng)絡(luò)投資回收期長達50年，而無線接入網(wǎng)絡(luò)只需2~9年。
（5）可靠性高：無線接入的基站一般安裝在電信運營部門特定的機房和塔頂，終端就設(shè)在用戶家中或用戶隨身攜帶，沒有或很少有戶外設(shè)施，不像有線電話的桿、線易被偷竊，也不怕狂風暴雨刮斷線路，可以確保天災(zāi)人禍時的通信安全。
因此，無線接入應(yīng)用被認為是當今和下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的一個非常重要的革新。
2.2無線接入是全球電信運營的發(fā)展方向
綜合全球電信情況，可以看出如下發(fā)展趨勢：
（1）無線移動用戶的增幅遠高于有線固定用戶。
（2）落后國家或地區(qū)可以直接建設(shè)無線通信網(wǎng)，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
（3）發(fā)達國家固定電話用戶開始呈負增長。
（4）移動電話用戶數(shù)從開始超過，到大大超過，以至最終取代固定電話。
基于上述分析，我國下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的最佳組成是光纖固定骨干網(wǎng)與無線移動接入網(wǎng)，而無線移動接入網(wǎng)當代就是已在運營的3G網(wǎng)絡(luò)與即將建設(shè)的4G網(wǎng)絡(luò)。
3我國要加快推進TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
國家明確要擴大第三代移動通信的（3G）網(wǎng)絡(luò)覆蓋，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，年內(nèi)發(fā)放第四代移動通信（4G）牌照，加快推進我國主導(dǎo)的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
3G雖以滿足多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求為主，但是由于其容量和承載能力所限，還達不到20Mbps的寬帶接入能力，對高清電視這樣的視頻流媒體業(yè)務(wù)顯得力不從心，因此移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展迫切需要網(wǎng)絡(luò)向大容量、高帶寬演進。
同時，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的激增也為運營商帶來建設(shè)和運營方面的巨大挑戰(zhàn)。由于業(yè)務(wù)收入不能隨著業(yè)務(wù)量線性增長，承載成本和業(yè)務(wù)收入之間的差距隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的指數(shù)增長也將越來越大，因此運營商勢必要尋求更為高速率、低成本的技術(shù)體制。
3.1LTE的特征
正交頻分多址（OFDM）技術(shù)適合在多徑傳播和多普勒頻移的無線信道中傳輸高速數(shù)據(jù)，因而被無線局域網(wǎng)（WLAN）、無線城域網(wǎng)（WMAN）采用，后又移植到移動通信領(lǐng)域，促使高速蜂窩移動網(wǎng)加快向3G長期演進技術(shù)（LTE）發(fā)展，4G也就應(yīng)運而生了。
基于OFDM和MIMO（多入多出技術(shù)）的LTE標準作為3G技術(shù)的長期演進，代表了未來移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要方向，受到多數(shù)傳統(tǒng)移動通信運營商的高度重視，發(fā)展異常迅速。LTE技術(shù)順應(yīng)移動通信網(wǎng)絡(luò)寬帶化、IP化、智能化的發(fā)展趨勢，與3G相比，頻譜效率為HSPA的2~4倍；能達到下行100Mbps、上行50Mbps的寬帶接入能力，可很好解決業(yè)務(wù)帶寬需求以及承載成本的問題，成為3G網(wǎng)絡(luò)演進的必然選擇。
LTE按照雙工方式可分為基于WCDMA的LTE-FDD和基于TD-SCDMA的TD-LTE兩種。TD-LTE是我國主導(dǎo)的新一代移動通信技術(shù)時分雙工模式移動通信長期演進技術(shù)，前文（發(fā)表于本刊今年第20期）曾經(jīng)分析了TD-LTE與LTE FDD兩種標準的主要區(qū)別在射頻的雙工模式上，TDD具有頻譜利用率高及成本低的優(yōu)勢；因此，國家特別強調(diào)要加快推進TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
3.2TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃
為了加強TDD的頻譜資源，2012年我國為其劃分了D頻段2 500~2 690MHz，有190MHz帶寬。在年內(nèi)如果對三大運營商都首先發(fā)放TD-LTE牌照并分配TDD頻譜，可以設(shè)想三家平均分配，每家可分得63.33MHz帶寬；不過考慮到要留有一定余量，以備他日增加分配給業(yè)務(wù)發(fā)展迅速的運營商，或分給新增運營商，因此不可能一次分光。不妨設(shè)想每家有20~40MHz帶寬，可以足夠前期部署3張全國網(wǎng)之需。
TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要避免TD-SCDMA早期撒胡椒面的做法，一開始就要朝著精品網(wǎng)絡(luò)目標努力，在2015年之前重點是做好東部數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較大的區(qū)域和城市的連續(xù)覆蓋。
那么到2015年，TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)水平也僅達到今天TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的水平，在廣闊的中西部和農(nóng)村依然沒有TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋。如果中國電信與中國聯(lián)通也像中國移動的規(guī)模開足馬力建設(shè)，彼此協(xié)調(diào)，互為補充，經(jīng)過2014—2015兩年的部署，到2015年全國TD-LTE網(wǎng)絡(luò)將達180萬基站，就可以形成一個覆蓋全國城鄉(xiāng)的4G精品網(wǎng)，使行政村通寬帶比例基本達到95%的要求。
4推進TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要重視兩個協(xié)調(diào)
隨著TD-LTE牌照的發(fā)放，三大運營商必然會加快推進TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，視條件的成熟程度，先后在不同城市啟動4G商用。如何加快推進？要重視兩個協(xié)調(diào)，一是4G與3G的協(xié)調(diào)，二是三大運營商之間的協(xié)調(diào)。
4.14G與3G的協(xié)調(diào)發(fā)展
雖然從網(wǎng)絡(luò)和終端來看，我國TD-LTE網(wǎng)初步具備商用的條件，但網(wǎng)絡(luò)覆蓋與終端質(zhì)量都不夠完善。首先是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期還不可能做到無縫覆蓋，必然存在一些信號差的局部地區(qū)甚至盲區(qū)。國家明確要擴大3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，并加快推進TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。這就需要初建的4G網(wǎng)與原有的3G網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，使具備三模功能的終端一旦TD-LTE網(wǎng)的覆蓋不佳或沒有，就可以自動轉(zhuǎn)入GSM/TD-SCDMA網(wǎng)，反之亦然，從而保證TD-LTE終端漫游全國。
就中國移動來說，由于TD用戶數(shù)呈爆發(fā)式增長，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)正由一張輕載網(wǎng)快速發(fā)展成為一張重載網(wǎng)，暴露出小區(qū)自忙時比全網(wǎng)忙時的利用率高、H載波比R4載波利用率高以及H載波上行利用率高等利用率不均衡的“三高”問題，影響3G用戶體驗。在用戶以每月900多萬的速度劇增的趨勢下，到2014年底TD-SCDMA用戶可能發(fā)展到3.5億用戶。由于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)擴容不及時，城區(qū)擁塞小區(qū)正在不斷出現(xiàn)，在TD-LTE用戶規(guī)模上量之前，中國移動全網(wǎng)47%的用戶將承載在TD網(wǎng)絡(luò)上。
從投資和建設(shè)來看，TD-SCDMA和TD-LTE雙模基站建設(shè)最為有利。一方面，雙模建設(shè)模式下，實現(xiàn)TD-SCDMA深度覆蓋的同時也完成了TD-LTE的深度覆蓋，TD-SCDMA和TD-LTE基站基本達到1:1的比例，TD-LTE建設(shè)成本實質(zhì)上很低。目前移動4G一期工程采用TD-SCDMA和TD-LTE雙模建設(shè)模式，雙模基站占到70%，而F頻段占到其中的80%，基本以升級方式完成TD-LTE 20萬基站部署。
從LTE業(yè)務(wù)發(fā)展看，TD-SCDMA將為中國移動的LTE網(wǎng)絡(luò)提供必要的補充覆蓋。LTE是移動業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢，國內(nèi)運營商，包括中國移動，已經(jīng)開始著手LTE運營的準備。3G TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)是4G LTE的必要補充，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋和移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力等方面為LTE提供支撐。在LTE發(fā)展的很長一段時間，LTE的市場競爭將會是4G LTE+3G的綜合競爭。為了保持在移動市場的領(lǐng)導(dǎo)地位，中國移動需要繼續(xù)發(fā)展TD-SCDMA，實現(xiàn)TD-SCDMA與TD-LTE的融合發(fā)展。
4.2三大運營商的協(xié)調(diào)發(fā)展
中國電信、中國聯(lián)通與中國移動是兄弟是競爭對手，也是“打虎親兄弟”，為了一個共同目的，完全可以齊心合力建設(shè)寬帶、融合、安全、泛在的下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施以適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要，具體在移動通信領(lǐng)域就是要各自擴大自己的3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，同時共同加快推進TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。無疑中國移動較早起步，已經(jīng)在15個城市建了約2萬個基站的網(wǎng)絡(luò)，今年招標20萬個基站建設(shè)100個城市。中國電信、中國聯(lián)通起步較晚，可以充分利用中國移動的經(jīng)驗，避免走彎路，不必立即都建全國網(wǎng)，通過規(guī)劃協(xié)調(diào)，各自利用自己的條件，效法軟銀盤活小靈通資源，按地區(qū)分工建設(shè)。
2010年，軟銀收購了擁有TDD頻譜的PHS運營商Willcom，專門負責建設(shè)和運營TD-LTE。2011年，軟銀確定華為與中興作為兩大合作伙伴承建TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。軟銀的TD-LTE項目一期建設(shè)區(qū)域主要為福岡、北海道等城市，約2 000個基站，由中興和華為平分，該期項目早已完成。二期合同超過1萬個，主要覆蓋日本國內(nèi)22個重點城市，軟銀計劃在2013年3月前實現(xiàn)全日本100%的人口覆蓋。
軟銀的高招可以給中國電信、中國聯(lián)通以啟示：換一個思路來看，由于當年監(jiān)管政策的失誤，花了巨額投資，部署了一個近一億用戶的PHS全國網(wǎng)，隨著時間的推移和條件的改變，往往壞事會變成好事，PHS就不是雞肋而成了有待開發(fā)利用的寶藏。
今天可效法軟銀首先挑選PHS網(wǎng)絡(luò)條件好的幾個大中城市開展規(guī)模網(wǎng)絡(luò)試驗，請TD-LTE制造商承建TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。運營商具備建網(wǎng)條件，制造商已有成熟經(jīng)驗，兩方面精誠合作，就會創(chuàng)造出多快好省建成4G網(wǎng)絡(luò)的奇跡。先把PHS網(wǎng)絡(luò)資源利用起來，不用花大力氣去尋找站址，如果與制造商好好研究，說不定可以把天線、電源與傳輸大部分利用起來，不就可以大大節(jié)約投資嗎？并且可以使TD-LTE網(wǎng)絡(luò)互補、優(yōu)化，很快在全國形成為一張適應(yīng)4G需求的精品網(wǎng)。
中國電子科技集團公司第七研究所教授級高工 李進良
2013年11月13日首發(fā)于《移動通信》雜志


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