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————發(fā)展TD-LTE產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略之二
2003年12月，由國(guó)際電聯(lián)首倡、經(jīng)聯(lián)合國(guó)決定主辦的“信息社會(huì)世界峰會(huì)”通過(guò)的《行動(dòng)計(jì)劃》明確到2015年全球要實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：用信息技術(shù)把所有村莊連接起來(lái)，在每一個(gè)社區(qū)都設(shè)立信息連接站，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息交流與電子農(nóng)業(yè)；把大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)都連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)中小學(xué)課程聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)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(lái)，實(shí)現(xiàn)全民文化享樂(lè)與終生教育；把健身中心和醫(yī)院都連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療；把中央和地方政府機(jī)關(guān)連接起來(lái)，實(shí)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(lì)使用各種語(yǔ)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(huì)的一切福利。
1 我國(guó)信息消費(fèi)規(guī)模
為了更好地實(shí)現(xiàn)上述《行動(dòng)計(jì)劃》的目標(biāo)，今年8月8日國(guó)務(wù)院發(fā)布了國(guó)發(fā)[2013]32號(hào)《關(guān)于促進(jìn)信息消費(fèi)擴(kuò)大內(nèi)需的若干意見(jiàn)》，這在信息通信領(lǐng)域是一份綱領(lǐng)性文件。從經(jīng)濟(jì)方面明確到2015年，信息消費(fèi)規(guī)模超過(guò)3.2萬(wàn)億元，年均增長(zhǎng)20%以上，帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)新增產(chǎn)出超過(guò)1.2萬(wàn)億元；其中基于互聯(lián)網(wǎng)的新型信息消費(fèi)規(guī)模達(dá)到2.4萬(wàn)億元，年均增長(zhǎng)30%以上，基于電子商務(wù)、云計(jì)算等信息平臺(tái)的消費(fèi)快速增長(zhǎng)，電子商務(wù)交易額超過(guò)18萬(wàn)億元，網(wǎng)絡(luò)零售交易額突破3萬(wàn)億元。這是多么振奮人心的宏偉目標(biāo)呀！
2 要實(shí)現(xiàn)這樣的宏偉目標(biāo)靠什么
靠適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(dá)到20Mbps，部分城市達(dá)到100Mbps，農(nóng)村家庭達(dá)到4Mbps，行政村通寬帶比例達(dá)到95%。該下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施包含由有線與無(wú)線兩部分構(gòu)成的整個(gè)全國(guó)性信息通信網(wǎng)絡(luò)，有線為光纖入戶的固定網(wǎng)，無(wú)線為3G/4G的移動(dòng)網(wǎng)。因此，需要首先探討這二者的特點(diǎn)：
2.1 有線接入與無(wú)線接入的比較
目前，我國(guó)已建成長(zhǎng)度超過(guò)1 500萬(wàn)公里的光纜，不過(guò)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(shí)現(xiàn)我國(guó)3.7億戶“家家通”的寬帶目標(biāo)，就像人體毛細(xì)血管與主干血管長(zhǎng)度之比約為140一樣，我國(guó)還需鋪設(shè)有線本地環(huán)路的纜線長(zhǎng)度達(dá)20億公里。由此，制約電信普遍服務(wù)實(shí)施的兩個(gè)主要因素，一是資金，平均每戶1萬(wàn)元，估計(jì)高達(dá)3.7萬(wàn)億元；二是時(shí)間，即使每年鋪設(shè)入戶光纖2 000萬(wàn)公里，也要100年。
無(wú)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(wú)線電系統(tǒng)，替代光纖、銅線等有線線路。采用無(wú)線接入具有一系列優(yōu)點(diǎn)：
（1）建網(wǎng)成本低：構(gòu)建一個(gè)無(wú)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(gè)月芯片上的元件密度加倍、處理機(jī)速度加倍、芯片成本減半。而在一個(gè)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(wú)法像“電子化”的成本那樣很快地降下來(lái)。據(jù)測(cè)算，在100人的行政村為20戶建設(shè)一個(gè)干線長(zhǎng)5公里、配線長(zhǎng)5公里的銅線網(wǎng)絡(luò)，平均需要資金10 000元/戶，而無(wú)線則在50公里以內(nèi)，不論遠(yuǎn)近，都可以做到低于1 000元/戶。
（2）運(yùn)營(yíng)成本低：取消銅分配引入線后，由于故障報(bào)告、調(diào)度及修理活動(dòng)減少，因此大大降低了運(yùn)營(yíng)成本——線路維護(hù)的投資每年約為總投資的4％，攤給每戶約為400元。我國(guó)村通工程的實(shí)踐表明：無(wú)線接入只要維護(hù)費(fèi)50元/戶，能夠大大減少每戶每年的運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)；而無(wú)線接入就方便簡(jiǎn)易多了。任何接入系統(tǒng)的快速部署對(duì)運(yùn)營(yíng)業(yè)來(lái)說(shuō)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(fèi)數(shù)年之久的有線接入相比，無(wú)線系統(tǒng)確實(shí)能夠在數(shù)月之內(nèi)，甚至在數(shù)周之內(nèi)就安裝起來(lái)，這樣就加快了資金回收，并能再將其投資到擴(kuò)建網(wǎng)絡(luò)容量上去。
（4）可逐步擴(kuò)容、投資回收快：它對(duì)用戶需求預(yù)測(cè)方面的不確定性表現(xiàn)得更為“寬容”，初始投資少，擴(kuò)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(kuò)容，由此減少對(duì)過(guò)量供給的資金投入，并實(shí)現(xiàn)更快的回報(bào)。據(jù)測(cè)算，有線接入網(wǎng)絡(luò)投資回收期長(zhǎng)達(dá)50年，而無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)只需2~9年。
（5）可靠性高：無(wú)線接入的基站一般安裝在電信運(yùn)營(yíng)部門特定的機(jī)房和塔頂，終端就設(shè)在用戶家中或用戶隨身攜帶，沒(méi)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(fēng)暴雨刮斷線路，可以確保天災(zāi)人禍時(shí)的通信安全。
因此，無(wú)線接入應(yīng)用被認(rèn)為是當(dāng)今和下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)非常重要的革新。
2.2 無(wú)線接入是全球電信運(yùn)營(yíng)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(shì)：
（1）無(wú)線移動(dòng)用戶的增幅遠(yuǎn)高于有線固定用戶。
（2）落后國(guó)家或地區(qū)可以直接建設(shè)無(wú)線通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
（3）發(fā)達(dá)國(guó)家固定電話用戶開始呈負(fù)增長(zhǎng)。
（4）移動(dòng)電話用戶數(shù)從開始超過(guò)，到大大超過(guò)，以至最終取代固定電話。
基于上述分析，我國(guó)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(wú)線移動(dòng)接入網(wǎng)，而無(wú)線移動(dòng)接入網(wǎng)當(dāng)代就是已在運(yùn)營(yíng)的3G網(wǎng)絡(luò)與即將建設(shè)的4G網(wǎng)絡(luò)。
3 我國(guó)要加快推進(jìn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
國(guó)家明確要擴(kuò)大第三代移動(dòng)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(dòng)通信（4G）牌照，加快推進(jìn)我國(guó)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(dá)不到20Mbps的寬帶接入能力，對(duì)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(dòng)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(jìn)。
同時(shí)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的激增也為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)，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(zhǎng)也將越來(lái)越大，因此運(yùn)營(yíng)商勢(shì)必要尋求更為高速率、低成本的技術(shù)體制。
3.1 LTE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(wú)線信道中傳輸高速數(shù)據(jù)，因而被無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）、無(wú)線城域網(wǎng)（WMAN）采用，后又移植到移動(dòng)通信領(lǐng)域，促使高速蜂窩移動(dòng)網(wǎng)加快向3G長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)（LTE）發(fā)展，4G也就應(yīng)運(yùn)而生了。
基于OFDM和MIMO（多入多出技術(shù)）的LTE標(biāo)準(zhǔn)作為3G技術(shù)的長(zhǎng)期演進(jìn)，代表了未來(lái)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，受到多數(shù)傳統(tǒng)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商的高度重視，發(fā)展異常迅速。LTE技術(shù)順應(yīng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)寬帶化、IP化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，與3G相比，頻譜效率為HSPA的2~4倍；能達(dá)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(wèn)題，成為3G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)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(guó)主導(dǎo)的新一代移動(dòng)通信技術(shù)時(shí)分雙工模式移動(dòng)通信長(zhǎng)期演進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(shì)；因此，國(guó)家特別強(qiáng)調(diào)要加快推進(jìn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
3.2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃
為了加強(qiáng)TDD的頻譜資源，2012年我國(guó)為其劃分了D頻段2 500~2 690MHz，有190MHz帶寬。在年內(nèi)如果對(duì)三大運(yùn)營(yíng)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(guò)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(yùn)營(yíng)商，或分給新增運(yùn)營(yíng)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(guó)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(biāo)努力，在2015年之前重點(diǎn)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。按此初步考慮中國(guó)移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃如表1：
表1 中國(guó)移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃
那么到2015年，TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)水平也僅達(dá)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(méi)有TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋。如果中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通也像中國(guó)移動(dòng)的規(guī)模開足馬力建設(shè)，彼此協(xié)調(diào)，互為補(bǔ)充，經(jīng)過(guò)2014—2015兩年的部署，到2015年全國(guó)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)將達(dá)180萬(wàn)基站，就可以形成一個(gè)覆蓋全國(guó)城鄉(xiāng)的4G精品網(wǎng)，使行政村通寬帶比例基本達(dá)到95%的要求。
4 推進(jìn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要重視兩個(gè)協(xié)調(diào)
隨著TD-LTE牌照的發(fā)放，三大運(yùn)營(yíng)商必然會(huì)加快推進(jìn)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(dòng)4G商用。如何加快推進(jìn)？要重視兩個(gè)協(xié)調(diào)，一是4G與3G的協(xié)調(diào)，二是三大運(yùn)營(yíng)商之間的協(xié)調(diào)。
4.1 4G與3G的協(xié)調(diào)發(fā)展
雖然從網(wǎng)絡(luò)和終端來(lái)看，我國(guó)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(wú)縫覆蓋，必然存在一些信號(hào)差的局部地區(qū)甚至盲區(qū)。國(guó)家明確要擴(kuò)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(jìn)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(méi)有，就可以自動(dòng)轉(zhuǎn)入GSM/TD-SCDMA網(wǎng)，反之亦然，從而保證TD-LTE終端漫游全國(guó)。
就中國(guó)移動(dòng)來(lái)說(shuō)，由于TD用戶數(shù)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，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(shí)比全網(wǎng)忙時(shí)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(wèn)題，影響3G用戶體驗(yàn)。在用戶以每月900多萬(wàn)的速度劇增的趨勢(shì)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(kuò)容不及時(shí)，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(guó)移動(dòng)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(lái)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(shí)現(xiàn)TD-SCDMA深度覆蓋的同時(shí)也完成了TD-LTE的深度覆蓋，TD-SCDMA和TD-LTE基站基本達(dá)到1:1的比例，TD-LTE建設(shè)成本實(shí)質(zhì)上很低。目前移動(dòng)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(jí)方式完成TD-LTE 20萬(wàn)基站部署。
從LTE業(yè)務(wù)發(fā)展看，TD-SCDMA將為中國(guó)移動(dòng)的LTE網(wǎng)絡(luò)提供必要的補(bǔ)充覆蓋。LTE是移動(dòng)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商，包括中國(guó)移動(dòng)，已經(jīng)開始著手LTE運(yùn)營(yíng)的準(zhǔn)備。3G TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)是4G LTE的必要補(bǔ)充，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋和移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力等方面為L(zhǎng)TE提供支撐。在LTE發(fā)展的很長(zhǎng)一段時(shí)間，LTE的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)是4G LTE+3G的綜合競(jìng)爭(zhēng)。為了保持在移動(dòng)市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位，中國(guó)移動(dòng)需要繼續(xù)發(fā)展TD-SCDMA，實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA與TD-LTE的融合發(fā)展。
4.2 三大運(yùn)營(yíng)商的協(xié)調(diào)發(fā)展
中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通與中國(guó)移動(dòng)是兄弟是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，也是“打虎親兄弟”，為了一個(gè)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(jì)社會(huì)發(fā)展需要，具體在移動(dòng)通信領(lǐng)域就是要各自擴(kuò)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(shí)共同加快推進(jìn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。無(wú)疑中國(guó)移動(dòng)較早起步，已經(jīng)在15個(gè)城市建了約2萬(wàn)個(gè)基站的網(wǎng)絡(luò)，今年招標(biāo)20萬(wàn)個(gè)基站建設(shè)100個(gè)城市。中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通起步較晚，可以充分利用中國(guó)移動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)，避免走彎路，不必立即都建全國(guó)網(wǎng)，通過(guò)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(gòu)了擁有TDD頻譜的PHS運(yùn)營(yíng)商Willcom，專門負(fù)責(zé)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)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(xiàng)目一期建設(shè)區(qū)域主要為福岡、北海道等城市，約2 000個(gè)基站，由中興和華為平分，該期項(xiàng)目早已完成。二期合同超過(guò)1萬(wàn)個(gè)，主要覆蓋日本國(guó)內(nèi)22個(gè)重點(diǎn)城市，軟銀計(jì)劃在2013年3月前實(shí)現(xiàn)全日本100%的人口覆蓋。
軟銀的高招可以給中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通以啟示：換一個(gè)思路來(lái)看，由于當(dāng)年監(jiān)管政策的失誤，花了巨額投資，部署了一個(gè)近一億用戶的PHS全國(guó)網(wǎng)，隨著時(shí)間的推移和條件的改變，往往壞事會(huì)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(gè)大中城市開展規(guī)模網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)，請(qǐng)TD-LTE制造商承建TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)營(yíng)商具備建網(wǎng)條件，制造商已有成熟經(jīng)驗(yàn)，兩方面精誠(chéng)合作，就會(huì)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(lái)，不用花大力氣去尋找站址，如果與制造商好好研究，說(shuō)不定可以把天線、電源與傳輸大部分利用起來(lái)，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(bǔ)、優(yōu)化，很快在全國(guó)形成為一張適應(yīng)4G需求的精品網(wǎng)。
中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第七研究所教授級(jí)高工 李進(jìn)良
2013年11月13日首發(fā)于《移動(dòng)通信》雜志
來(lái)源：《移動(dòng)通信》
