[电子信息]4G网络面临难题TDD和FDD融合组网是趋势

发布日期:2013-12-09

4G来了,网络先行。在网络部署初期可能会碰到哪些难题?4G两种技术之间如何和谐共处?为应对种种难题,国内外运营商做了哪些成功探索?日前,新华网记者带着这些问题,采访了中国移动通信集团设计院有限公司无线所所长汤利民、工信部电信研究院通信标准研究所沈嘉博士、中兴通讯中国区副总经理顾翔、爱立信东北亚区无线产品高级专家陈明,请他们给出专业答案。

网络部署初期面临多重难题建站难提及最多

当回答“在网络部署初期可能会碰到哪些难题?”这个问题时,专家们对选址难、建站难关注度最高。中国移动通信集团设计院有限公司无线所所长汤利民表示,第一个难题就是站址选择难度非常大。中兴通讯中国区副总经理顾翔认为,站址资源是首要问题。

汤利民详细介绍了中国移动面临的几个难题。第一个是建设难题,主要是站址选择难度非常大。LTE是一个同频系统,对网络结构要求很高。原来2G、3G的站点必须通过结构评估后才能决定是否可用于LTE建设,所以现有站点并不能完全利用于LTE网络建设。另外,频率资源的限制也加大了选站的难度:目前批给中国移动TD-LTE规模试验网室外可用的频率是F频段1880-1900和D频段2575-2635两个频段。F频段TD-SCDMA和TD-LTE共用。目前TD-SCDMA终端比较稳定,用户增长及数据流量增长都非常快,特别是大城市密集城区,在F频段优先保证TD-SCDMA的前提下,这些地方只能用D频段因为TD-LTE只有大带宽才能体现它的技术优势,不推荐TD-LTE用小于10M带宽组网。但是D频段损耗比较大,大城市特别密集的区域,是传播条件最恶劣、容量需求最高、高价值客户最多的地方,也是选站难度最大的地方,这就是网络建设特别是大城市建设最困难的地方。同时,随着民众的环保意识的增强,对新建基站比较抵触。虽然有的担心未必科学,但出于对自身健康的考虑,也可以理解,这就进一步加大了站址选择的难度。第二个是技术选择难题。比如TD-LTE话音解决方案。TD-LTE是一个以数据业务为主的技术,没有CS域,TD-LTE的话音我们提出了很多方案,比如双待机、CSFB、VOLTE等各种方案,必须充分考虑国内、外用户的情况、网络改造的难度、产业发展情况以及技术演进方向等决定近期和中长期方案,综合各种因素决定部署的节奏。

中兴通讯中国区副总经理顾翔认为,站址资源是首要问题,4G的频谱特性决定了网络需要更多的站址资源,如何减少站址的数量、降低站址条件要求是设备供应商核心难题,这其中包括室内深度覆盖、城市热点容量、交通线路覆盖甚至农村宽带无线覆盖等要求。其次,频率资源极为短缺且越发高频化是第二个难题。4G标准单个频点为20MHz,现有适用于陆地无线通讯可用频段已非常紧张,很难选择到连续的多个频点,中国政府对2.6GHz频段直接规划出190MTDD频段,足以彰显政府对TD-LTE的支持态度。而国际上LTE的频谱越发碎片化,导致国际通用漫游频段难以规划,终端射频支持频段能力也会复杂,间接增加技术难度和成本。再次,4G网络建设后,如何做好网络流量经营,发展4G网络核心业务视频,OTT业务的广泛应用,如何避免运营商管道化,提高网络受益,促使网络良性健康发展。这些问题必然会牵扯到EPC核心网、BOSS、业务平台等等改造升级甚至是革命性的变化。最后,4G网络如何与现有网络协同发展的问题。4G网络专属于数据网,对语音的支持只能采用VoLTE方式,但网络建设和终端普及都需要一个过程,这中间就会涉及到语音的CSFB等方案的实施与否、核心网如何改造升级等问题。数据业务本身也存在网络驻留、均衡、切换等实际问题。

爱立信东北亚区无线产品高级专家陈明表示,根据爱立信在全球商用网络部署经验来看,网络建设初期主要挑战来自多方面:传输网络的改造;同频组网带来的挑战;网络端到端的优化能力等等。除此之外,由于目前国内LTE部署的频率相对较高,基本能够满足城市和郊区的室内的浅层覆盖要求。对于室内的深度覆盖和LTE语音的支持VoLTE,在网络建设上还需要加强研究,从而保证全网全业务的用户体验。

TDD和FDD融合组网是趋势

4G内部两种技术之间如何融合发展?2G、3G、4G乃至未来的5G等多代网络之间又如何和谐共处?专家们分别作了解读。

中国移动通信集团设计院有限公司无线所所长汤利民表示,TD-LTE和FD-LTE相似度较高,技术上没有大的差异,只是在产业成熟度上有一定差异。两者融合组网是一个很好的方式。

工信部电信研究院通信标准研究所沈嘉博士说,TD-LTE比FD-LTE晚到,起步之时TD-LTE就注意采用与后者相似的技术路线,因而二者在关键技术上兼容性好。再加上许多国际大运营商同时具有FD-LTE和TD-LTE频谱,因此TDD和FDD融合发展有基础,也是大势所趋。

顾翔说,大道趋同,4G通讯技术虽然存在两种标准,但核心都是以OFMDA为基础,二者只是帧格式存在差别,目前国内外大的运营商都会协同发展两种制式。多代网络“和谐共处”客观上是网络协同发展的过程,各阶段网络技术和设备都有自己时代使命和特点,并不是简单地革命和替代,“技术可以革命性地发展,但网络发展却要循序渐进的”。每个运营商都会有不同的策略,比如中国移动2011年就推行的“四网协同”。5G到来以后,估计也会存在,毕竟运营商网络建设和用户终端换代需要一个过程,不是简单一蹴而就的。

陈明表示,4G的两个模式TDD/FDD之间的融合主要表现在标准融合,产品融合,产业链融合,网络融合和频谱融合几个方面。标准融合是指LTE的两个模式TDD和FDD模式在技术标准的内容上高度统一,包括无线和核心网,二者仅有5%的技术不同。这一点确保了其他几个方面融合的可能性。产品融合主要体现在系统设备共平台。产品的融合可以有效提升TD-LTE设备的性能,缩小和LTEFDD的差距。同时通过规模效益降低TD-LTE的网络设备的总体成本。产业链融合主要是终端芯片方面,目前业界主流芯片厂商均实现了TD-LTE和LTE-FDD双模设计。爱立信MODEM也将于2014年推出28nm的五模芯片,满足中国和国际市场的需求。网络融合主要是体现在TD-LTE和LTE-FDD的融合组网,以及网间互操作,以及负载均衡方面。频谱融合是指对于运营商来讲,不论TDD频谱还是FDD频谱,作为战略资源同等重要。尤其需要强调的是由于二者的融合发展,使得3G技术,例如WCDMA, 向TD-LTE和LTE-FDD均可实现平滑演进。

关于中国移动的网络部署策略,汤利民作了详细介绍。中国移动坚持2G、3G、4G及WLAN四网协调发展。3G和4G网这样共处:如果不考虑新增频谱资源的前提下,比较理想的方式是随着TD-LTE和TD-SCDMA的发展,GSM网用户逐渐分流到TD-LTE和TD-SCDMA网,空出的900兆频谱用于FDD-LTE,做一个深度覆盖。现在用F频段1800兆来建这个以覆盖为主的网络还是有所欠缺的,只能做到浅层的覆盖,做深度覆盖必须补充smalcell等方式对特定区域实现深度覆盖,建设难度较大。TD-LTE频段较高,主要提供容量。四网这样协调:2G主要承载话音业务及低速数据业务。TD-SCDMA重点承载话音及中、低速的数据业务,TD-LTE承载大流量的数据业务,WLAN重点承载游牧的业务。按照这种定位,我们根据不同区域不同的客户群、不同的业务需求结合各种技术的特点、建设的难度、投资的效益等去部署网络。核心是怎么使投资在四网中合理分配,达到质量最优的前提下效益最大化。

业界的成功探索和实践

为应对种种难题,全球产业界都做了哪些成功探索与实践?

顾翔介绍,国际上通过3GPP组织,统一协商制定通信标准,统一规划通用国际漫游频段,部分运营商加快2G、3G网络退网进程,利用现有频段展开4G网络部署。融合建网,共站、共址等方式均普遍存在,既充分利用了现有网络资源,又会协同发展,平滑过渡。核心网融合,业务平台共享,业务接口更开放,流量经营精细化。CSFB和VoLTE技术解决语音承载问题。

汤利民介绍,TD-LTE的网络规划由于其自身技术的特点,相对于2、3G规划设计有多新的要求。对此,我们做了一些有益的探索。在传统的规划设计流程上面增加了很多环节,主要包括:第一,干扰排查,即对现网的无线环境进行全面的排查,找出可能对网络质量产生影响的系统外干扰和系统内干扰,如杂散干扰、阻塞干扰及交调干扰等;第二,网络结构评估。利用TD-SCDMA网络MR、ATU和扫频数据采用自主核心算法已申请专利开发了专业软件,来分析、预估网络的干扰情况,综合筛选出可用于TD-LTE网络建设的站点。第三,分场景确定网络建设的策略,即通过大量的模型校正数据,制定了精细化的场景划分标准,并利用理论分析和大量测试综合得到了不同场景下的建设方式。

陈明说,在推动TD-LTE的发展上,爱立信大力推动并实践TD-LTE和LTE-FDD共平台融合发展,并得到业界认可。目前,全球主要系统设备商都已实现了这一目标。

设备厂商给运营商的几条建议

结合自身的具体实践经验,中兴通讯和爱立信给中国运营商的4G网络部署提出了建议。

中兴通讯顾翔的建议有四条:一、加快4G网络部署进程,确保完善网络覆盖,减少因覆盖不好导致的异系统间切换次数。加强室内深度覆盖需求,推动无线宽带网络商用进程。二、语音解决方案要充分考虑4G网络部署规划,VoLTE和CSFB可以分区域、分阶段规划实施,推进终端更新换代进程,逐步淘汰老旧设备终端,创新业务运营模式。三、下决心对核心网进行改造,打造面向移动互联网运营的数据交换网络,OTT业务对传统电信运营的冲击,迫使运营商做出互联网经营思维的转变,实现终端用户“所购即所得,所见即所想”。同时运营商核心网还承担着国家信息安全的责任。四、农村无线宽带网络建设也要提上日程,落实国家宽带中国和建设社会主义新农村政策,同时增加运营商运营收入。

爱立信陈明建议是这样的:对于国内运营商,爱立信主张结合不同运营商的原有网络情况,综合考虑各自业务发展,用户行为以及产业链和竞争的多种因素,明确中长期的目标网络要求,以此来指导近中远期的网络建设,从而避免不必要的弯路例如,建网成本上升和网络部署滞后。同时,应当关注整个产业链的推动。同时,在网络建设初期就应当关注网络性能和用户体验,从而保证4G核心竞争力。