1、移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展綜述

1.1、全球移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展情況及趨勢(shì)洞察

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)的高速增長(zhǎng)，移動(dòng)寬帶技術(shù)不斷向前演進(jìn)。移動(dòng)寬帶技術(shù)的發(fā)展刺激了MBB流量的激增。2014年上半年，全球移動(dòng)用戶(hù)連 接數(shù)預(yù)計(jì)將達(dá)到70億，覆蓋全球96%以上的人口，其中3G和4G移動(dòng)用戶(hù)連接數(shù)之和也將達(dá)到24億，占據(jù)全球總量的三分之一以上。這些數(shù)據(jù)表明MBB業(yè) 務(wù)正在快速增長(zhǎng)。

MBB蓬勃發(fā)展，“連接無(wú)處不在”成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。這一趨勢(shì)表明，未來(lái)5年（到2018年）無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將發(fā)生深刻 變化，MBB業(yè)務(wù)將轉(zhuǎn)型為以服務(wù)和價(jià)值為中心，關(guān)注網(wǎng)絡(luò)TVO（TotalValueofOwnership總體擁有價(jià)值），構(gòu)建面向用戶(hù)體驗(yàn)、隨 時(shí)隨地xMbps、協(xié)同高效的優(yōu)質(zhì)MBB網(wǎng)絡(luò)。

• MBB業(yè)務(wù)正轉(zhuǎn)型為以服務(wù)和價(jià)值為中心，以用戶(hù)體驗(yàn)為目標(biāo)

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，移動(dòng)服務(wù)正逐步從傳統(tǒng)的語(yǔ)音和短信業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)管道和容量服務(wù)演進(jìn)。語(yǔ)音、短信業(yè)務(wù)受到OTT業(yè)務(wù)（OverTheTop運(yùn)營(yíng)在互聯(lián)網(wǎng)“之上”的業(yè) 務(wù)）的強(qiáng)烈沖擊和侵蝕，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商整體收入不斷下降，運(yùn)營(yíng)商需要拓展新業(yè)務(wù)。而新領(lǐng)域如企業(yè)網(wǎng)的業(yè)務(wù)復(fù)雜性要求多方合作，從而催生出運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放的 需求，即運(yùn)營(yíng)商將部分網(wǎng)絡(luò)能力以服務(wù)的方式提供給第三方，由第三方調(diào)用這些服務(wù)生成新的應(yīng)用，形成差異化優(yōu)勢(shì)，最終服務(wù)于企業(yè)、行業(yè)或終端用戶(hù)等。

圖1MBB業(yè)務(wù)演進(jìn)過(guò)程

為了更快、更高效地支撐B2B（Business-to-business業(yè)務(wù)到業(yè)務(wù)）、 B2B2C（businesstobusinesstoconsumer商家對(duì)商家對(duì)客戶(hù)）業(yè)務(wù)上線(xiàn)，以及更加靈活、彈性地提供各種應(yīng)用和開(kāi)放的 服務(wù)，構(gòu)建以面向用戶(hù)體驗(yàn)的MBB網(wǎng)絡(luò)尤為重要。

圖2調(diào)查表明用戶(hù)體驗(yàn)有利于提升用戶(hù)忠誠(chéng)度

• 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以“語(yǔ)音”為中心到“數(shù)據(jù)”為中心的轉(zhuǎn)變

移 動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，促使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈從語(yǔ)音為中心面向數(shù)據(jù)為中心的轉(zhuǎn)變，極大沖擊傳統(tǒng)的固有理念。正在推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈包括從運(yùn)營(yíng)商到設(shè)備商，從核 心網(wǎng)絡(luò)到天饋末端，從內(nèi)容到終端等在內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)變。新一代的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將提供更加豐富，包括語(yǔ)音，數(shù)據(jù)，視頻，各種多媒體，各種綜合類(lèi)型的服務(wù)。移動(dòng) 網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)語(yǔ)音流量，未來(lái)語(yǔ)音也會(huì)基于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上提供服務(wù)。語(yǔ)音將只是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中非常小的一種業(yè)務(wù)形態(tài)，整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)真正的數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)。

• 移動(dòng)組網(wǎng)從圍繞“覆蓋”到“覆蓋”+“容量”并重

在網(wǎng)絡(luò)方面，運(yùn)營(yíng)商及其基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到，在過(guò)去20年里用于提供語(yǔ)音通話(huà)服務(wù)的傳統(tǒng)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)雖然覆蓋面廣大，但無(wú)法滿(mǎn)足以數(shù)據(jù)為中心的未來(lái)需求。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)從當(dāng)初重點(diǎn)關(guān)注覆蓋，到同時(shí)重視網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量轉(zhuǎn)變。

• 容量提升，隨時(shí)隨地xMbps是MBB提供創(chuàng)新服務(wù)的基礎(chǔ)

MBB業(yè)務(wù)以服務(wù)為中心的轉(zhuǎn)型以及優(yōu)質(zhì)的用戶(hù)體驗(yàn)，需要建立在MBB隨時(shí)隨地xMbps基礎(chǔ)上，現(xiàn)階段高端移動(dòng)用戶(hù)向LTE的快速遷移證明了這一點(diǎn)。預(yù)計(jì)未來(lái)5年將有25億用戶(hù)遷移到MBB網(wǎng)絡(luò)（如下圖所示），移動(dòng)寬帶容量提升將是運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)部署的重點(diǎn)。

圖3預(yù)計(jì)未來(lái)5年將有25億用戶(hù)遷移到MBB網(wǎng)絡(luò)

• 協(xié)同高效是MBB網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基本訴求

未 來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)TVO、可擴(kuò)展性以及開(kāi)放性：一方面虛擬化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦以及資源靈活分配，從而快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化、提升商業(yè)敏捷性；另 一方面按需定義網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)虛擬化網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和功能，運(yùn)營(yíng)商與承載在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)創(chuàng)新者、最終消費(fèi)者形成開(kāi)放、多贏的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)生態(tài)環(huán)境。但移動(dòng)通信經(jīng)過(guò)數(shù) 十年快速發(fā)展，很多運(yùn)營(yíng)商同時(shí)運(yùn)營(yíng)多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)，且多系統(tǒng)并存將是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，要滿(mǎn)足未來(lái)網(wǎng)絡(luò)“TVO、可擴(kuò)展性和開(kāi)放性”應(yīng)用要求，多網(wǎng)協(xié)同、 高效部署成為構(gòu)建MBB網(wǎng)絡(luò)的基本訴求。

• 協(xié)同高效是MBB網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基本訴求

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)TVO、可擴(kuò)展性 以及開(kāi)放性：一方面虛擬化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦以及資源靈活分配，從而快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化、提升商業(yè)敏捷性；另一方面按需定義網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)虛擬化網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù) 和功能，運(yùn)營(yíng)商與承載在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)創(chuàng)新者、最終消費(fèi)者形成開(kāi)放、多贏的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)生態(tài)環(huán)境。但移動(dòng)通信經(jīng)過(guò)數(shù)十年快速發(fā)展，很多運(yùn)營(yíng)商同時(shí)運(yùn)營(yíng)多個(gè)無(wú) 線(xiàn)接入系統(tǒng)，且多系統(tǒng)并存將是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，要滿(mǎn)足未來(lái)網(wǎng)絡(luò)“TVO、可擴(kuò)展性和開(kāi)放性”應(yīng)用要求，多網(wǎng)協(xié)同、高效部署成為構(gòu)建MBB網(wǎng)絡(luò)的基本訴求。

圖4未來(lái)MBB網(wǎng)絡(luò)關(guān)注的焦點(diǎn)

1.2、中國(guó)移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展情況及特點(diǎn)

中國(guó)移動(dòng)通信行業(yè)在過(guò)去的十年中有著日新月異的發(fā)展，大規(guī)模的用戶(hù)群增長(zhǎng)奠定網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的基礎(chǔ)，運(yùn)營(yíng)商資費(fèi)的降價(jià)及刺激需求引起了各方最終用戶(hù)的激增。 2008年3G牌照發(fā)放，中國(guó)正式進(jìn)入了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)公司也瞄準(zhǔn)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，微信、微博等服務(wù)廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)手游的用戶(hù)不斷增長(zhǎng)，各 種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也陸續(xù)提供了手機(jī)客戶(hù)端版本，傳統(tǒng)通信產(chǎn)業(yè)價(jià)值從管道向內(nèi)容、從通信網(wǎng)向互聯(lián)網(wǎng)、從話(huà)音服務(wù)向信息服務(wù)轉(zhuǎn)移。

未來(lái)，移動(dòng)大數(shù)據(jù) 流量需求仍將不斷增長(zhǎng)，隨時(shí)隨地xMbps成為終端用戶(hù)的普遍需求。2013年中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量達(dá)到129萬(wàn)TB，比2009年的11.5萬(wàn)TB增加了 10倍，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，國(guó)內(nèi)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量仍將成倍增長(zhǎng)。為滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的移動(dòng)業(yè)務(wù)需求，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商也加快了LTE建設(shè)步伐。TDDLTE牌照已于 2013年底發(fā)放給三大運(yùn)營(yíng)商，所有主流廠商的產(chǎn)品都具備TDDLTE商用能力，世界上各大品牌手機(jī)廠商都積極推出支持TDDLTE的智能終端，整個(gè) TDD產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好。當(dāng)然，伴隨著數(shù)據(jù)流量爆炸式的增長(zhǎng)，如何做好流量經(jīng)營(yíng)，在滿(mǎn)足用戶(hù)需求與控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本之間保持良好的平衡，是國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商 需要直面的挑戰(zhàn)。

在以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為代表快速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，能否以用戶(hù)為中心提升客戶(hù)體驗(yàn)成為運(yùn)營(yíng)商爭(zhēng)奪與維系用戶(hù)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，多網(wǎng)協(xié) 同、提升用戶(hù)體驗(yàn)更是運(yùn)營(yíng)商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)三大運(yùn)商都有多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)，中國(guó)移動(dòng)包括GSM、TD-SCDMA和TDDLTE，中國(guó)聯(lián)通包括 GSM、UMTS、LTETDD和LTEFDD，中國(guó)電信包括CDMA、LTETDD和LTEFDD，多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)之間網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的質(zhì)量直接影 響業(yè)務(wù)使用體驗(yàn)和用戶(hù)滿(mǎn)意度，因此建立面向用戶(hù)體驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)更多潛在問(wèn)題，從而不斷提升用戶(hù)使用體驗(yàn)，也是國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的目標(biāo)。

而隨著無(wú)線(xiàn)頻譜資源的日趨稀缺，最大化利用頻譜資源成了MBB網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵要素。根據(jù)目前的頻譜劃分，中國(guó)移動(dòng)主要采用TDDLTE建網(wǎng)，而聯(lián)通和電信 均將采用LTETDD/FDD混合組網(wǎng)方式。通過(guò)FDDLTE與TDDLTE的融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了頻率等各種資源的高效利用。

針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和未來(lái)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，三大運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也各有特點(diǎn)：

• 中國(guó)移動(dòng):快速建網(wǎng)，兼顧容量提升

中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量已經(jīng)快速超越語(yǔ)音業(yè)務(wù)，保持著近150%的年度復(fù)合增長(zhǎng)率。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)，隨著智能手機(jī)、平板電腦等智能終端的快速普及，以及 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的急速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將繼續(xù)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量消耗的網(wǎng)絡(luò)資源將會(huì)是語(yǔ)音業(yè)務(wù)的幾十倍甚至上百倍。面對(duì)這一數(shù)字洪流給無(wú) 線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的巨大沖擊，扭轉(zhuǎn)3G劣勢(shì)，快速建設(shè)高帶寬、高效率、低成本的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)成為中國(guó)移動(dòng)的迫切訴求。

2013年，中國(guó)移動(dòng)在100個(gè)以上城市啟動(dòng)了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，北京、杭州、廣州和深圳等城市已經(jīng)開(kāi)始試商用，預(yù)計(jì)2014年底將完成50萬(wàn)個(gè)基站的部署，并在全國(guó)344個(gè)城市實(shí)現(xiàn)商用，屆時(shí)該TDDLTE網(wǎng)絡(luò)將是全球最大的TDDLTE網(wǎng)絡(luò)。

為實(shí)現(xiàn)短期快速建網(wǎng)的目標(biāo)，現(xiàn)階段中國(guó)移動(dòng)主要采用了F頻段升級(jí)至TDDLTE的方式部署LTE網(wǎng)絡(luò)。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)性能以及覆蓋水平已日臻成熟， 且站址資源豐富，在此基礎(chǔ)上，中國(guó)移動(dòng)以F頻段為主部署TDDLTE，省去了站址資源獲取等一系列初期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難題。然而，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，D頻段頻譜資源 豐富，TDDLTE產(chǎn)業(yè)鏈更為成熟，而且TDDLTE想成為國(guó)際主流LTE制式，需要中國(guó)這樣的大國(guó)起到示范作用，所以中移動(dòng)在D頻段部署 TDDLTE也是勢(shì)在必行。

靈活地應(yīng)用D頻段和F頻段進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署，分階段、按不同側(cè)重點(diǎn)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，是中國(guó)移動(dòng)部署優(yōu)質(zhì)LTE網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵策略。

• 中國(guó)聯(lián)通：多網(wǎng)協(xié)同，面向用戶(hù)體驗(yàn)

目前，中國(guó)聯(lián)通的3G網(wǎng)絡(luò)在國(guó)內(nèi)占據(jù)著優(yōu)勢(shì)，其HSPA+網(wǎng)絡(luò)的速率已經(jīng)能達(dá)到42Mbps，能提供良好的用戶(hù)體驗(yàn)。為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，中國(guó)聯(lián)通在做大做厚 3G網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也在追趕中國(guó)移動(dòng)和電信LTE部署的步伐。目前，聯(lián)通已在全國(guó)25個(gè)城市率先開(kāi)展4G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，預(yù)計(jì)年底開(kāi)通4G服務(wù)的城市將達(dá)到300個(gè)。

中國(guó)聯(lián)通目前有GSM900M(954M-960M)、GSM1800M(1840M-1850M)、 WCDMA2100M(2130M-2145M)，以及TDDLTE(2555M-2575M)，未來(lái)還將部署FDDLTE，面臨著多網(wǎng)協(xié)同運(yùn)營(yíng)、提 升用戶(hù)體驗(yàn)的挑戰(zhàn)?？梢灶A(yù)期的是，3G作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋的廣度和容量的深度仍然是聯(lián)通未來(lái)兩年的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，4G定位為提供優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)服務(wù)的網(wǎng) 絡(luò)，F(xiàn)DDLTE覆蓋城市和密集城區(qū)，TDDLTE深度覆蓋熱點(diǎn)區(qū)域，滿(mǎn)足高速業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需求，為用戶(hù)提供更優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。

中國(guó)聯(lián)通利用3G和4G網(wǎng)絡(luò)的融合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為用戶(hù)提供良好、無(wú)縫的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

• 中國(guó)電信：聚焦廣覆蓋和深度覆蓋，提升用戶(hù)體驗(yàn)

對(duì)中國(guó)電信來(lái)說(shuō)，3G時(shí)代CDMA網(wǎng)覆蓋優(yōu)勢(shì)比較明顯，CDMA800MHz鏈路損耗小，以更少的站址獲得更好的用戶(hù)體驗(yàn)，但4G時(shí)代LTE部署在1.8G/2.1G/2.6高頻段，中國(guó)電信首先要解決的是網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋和深度覆蓋問(wèn)題。

基于可商用網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)，LTE覆蓋率至少要達(dá)到98%，在與C網(wǎng)1:1建站后，由于站間距較大，覆蓋存在大量空洞，站點(diǎn)補(bǔ)盲是LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要解決的問(wèn) 題。針對(duì)室外、室內(nèi)和高鐵等不同場(chǎng)景，中國(guó)電信引入多種宏站、小站建網(wǎng)形態(tài)，降低站址獲取難度，解決廣覆蓋問(wèn)題。而針對(duì)深度覆蓋，電信則采用了 TDDLTE/FDDLTE混合組網(wǎng)方式，F(xiàn)DD無(wú)縫覆蓋消除盲區(qū)，TDD吸收熱點(diǎn)區(qū)域多余的話(huà)務(wù)量，同時(shí)引入CloudBB云協(xié)同、eMBMS等解 決方案，覆蓋做深，容量做厚。

另外，中國(guó)電信包括CDMA1X/EV-DO、TDDLTE和FDDLTE多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)，做好多網(wǎng)協(xié)同，提升峰值速率和邊緣速率，規(guī)模商用VoLTE，從而實(shí)現(xiàn)面向感知建網(wǎng)、用戶(hù)體驗(yàn)提升也將是中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與發(fā)展的要求與目標(biāo)。

1.3、移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展總結(jié)

構(gòu)建面向用戶(hù)體驗(yàn)、隨時(shí)隨地xMbps、協(xié)同高效的優(yōu)質(zhì)MBB網(wǎng)絡(luò)是國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商共同的目標(biāo)，“連接無(wú)處不在”的MBB網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)將引領(lǐng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生深刻變化：

• 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空口資源融合

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空口資源融合，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)共享空口資源，提升整體空口效率。運(yùn)營(yíng)商一張網(wǎng)提供差異化服務(wù)滿(mǎn)足各種不同業(yè)務(wù)需求，減少重復(fù)建網(wǎng)成本和新站點(diǎn)租賃，同時(shí)支持運(yùn)營(yíng)商拓展新的銷(xiāo)售模式，向企業(yè)、行業(yè)業(yè)務(wù)滲透。

• 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化和按需定義網(wǎng)絡(luò)

采用通用硬件和虛擬機(jī)技術(shù)，提供高性能硬件處理能力和云管理技術(shù)，為運(yùn)營(yíng)商提供靈活、智能、可擴(kuò)展的自動(dòng)化無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。與此同時(shí)，虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能，支持運(yùn)營(yíng)商面向不同的OTT業(yè)務(wù)進(jìn)行靈活部署，使網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮更大的價(jià)值。

• Licensed與Unlicensed頻譜資源融合協(xié)同

Unlicensed頻譜豐富，近1GHz頻譜資源可獲取，其中5GHz頻段在2017年有望超過(guò)500MHz頻譜發(fā)放。通過(guò)零散頻譜聚合、寬頻以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù)，實(shí)現(xiàn)Licensed+Unlicensed頻譜融合，提升運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的客戶(hù)體驗(yàn)。

• 空口控制、承載分離及協(xié)同技術(shù)支撐用戶(hù)無(wú)邊界體驗(yàn)

站 點(diǎn)的增加是提升無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量的重要手段，為了滿(mǎn)足2018年20倍以上無(wú)線(xiàn)流量的增加，小站及AAU等射頻拉遠(yuǎn)模塊將密集部署在各個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域。站點(diǎn)密集部 署，無(wú)線(xiàn)小區(qū)半徑越來(lái)越小，將導(dǎo)致小區(qū)間干擾增加、小區(qū)邊緣容量下降，同時(shí)還帶來(lái)移動(dòng)性指標(biāo)惡化，降低用戶(hù)感受。無(wú)邊界用戶(hù)體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)將促進(jìn)空口控制和承載 分離、協(xié)同技術(shù)的快速發(fā)展。

• 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維自動(dòng)化，應(yīng)對(duì)海量小站和海量數(shù)據(jù)帶來(lái)的運(yùn)維復(fù)雜化

移動(dòng)通信經(jīng)過(guò)數(shù)十年快速發(fā)展，很多 運(yùn)營(yíng)商同時(shí)運(yùn)營(yíng)GSM/CDMA/UMTS/LTE等多個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，多頻譜、多制式混合組網(wǎng)將是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程；另一方面，空口數(shù)據(jù)量的不斷增長(zhǎng)和海量小 站的應(yīng)用，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來(lái)越來(lái)龐大、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維異常復(fù)雜。因此，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維自動(dòng)化是未來(lái)MBB網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求之一。

• 能量精準(zhǔn)投放構(gòu)建綠色節(jié)能網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)前的能量投放是粗放式的，基站用戶(hù)信號(hào)從基站天線(xiàn)輸出到終端天線(xiàn)接收，99.9%以上的能量在空間損耗了。為了降低無(wú)線(xiàn)信號(hào)在空間的傳播損耗，未來(lái)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)信號(hào)能量精準(zhǔn)投放的綠色網(wǎng)絡(luò)，波束成形、高階MIMO等技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用。

2、移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展對(duì)基站天線(xiàn)產(chǎn)業(yè)的影響

2.1、移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展對(duì)基站天線(xiàn)發(fā)展的影響

移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，MBB網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，引領(lǐng)基站天線(xiàn)技術(shù)也不斷革新，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

• 頻譜資源多樣化，站點(diǎn)資源不足，多頻超寬頻應(yīng)用勢(shì)不可擋

MBB 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)推動(dòng)運(yùn)營(yíng)商部署多頻段、多制式并存的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線(xiàn)接入設(shè)備要求能夠支持多頻多制式應(yīng)用以及演進(jìn)，多頻天線(xiàn)應(yīng)用毋庸置疑。在天線(xiàn)建設(shè)中，天線(xiàn) 本身成本僅占到1/3，更多成本在于安裝、物業(yè)協(xié)調(diào)以及抱桿、土建、樓面租金，部署多頻天線(xiàn)可以避免天線(xiàn)重復(fù)安裝和鐵塔改造，減少樓頂租金和天線(xiàn)后續(xù)維護(hù) 費(fèi)用。以中國(guó)移動(dòng)為例，既有GSM的900MHz、1800MHz，也有TD-SCDMA的2010MHz~2025MHz的A頻段，還有 TDDLTE中使用的1880MHz～1900MHz的F頻段和2600MHz的D頻段，如果采用單頻天線(xiàn)，一個(gè)站點(diǎn)需要部署多面天線(xiàn)，增加建站成本的 同時(shí)，也有可能因天面空間不足導(dǎo)致建站困難，而多頻天線(xiàn)則能很好的解決這些問(wèn)題。

同樣，隨著軟件定義網(wǎng)絡(luò)、超寬頻射頻模塊、零散載波聚合等技術(shù)的發(fā)展，天線(xiàn)超寬頻技術(shù)也不斷向前發(fā)展。

選擇多頻超寬頻天線(xiàn)，提前具備未來(lái)演進(jìn)能力，對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，可以提前進(jìn)行站點(diǎn)資源的儲(chǔ)備，節(jié)省二次部署的成本，避免新增網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化對(duì)已有網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，加 快LTE商用部署。以可應(yīng)用于中國(guó)電信的四頻天線(xiàn)（790-960/1710-2690/1710-2170/2490-2690MHz）為例，支持 CDMA800M/FDDLTE1.8G/TDDLTE2.6G同時(shí)部署，還具備未來(lái)支持FDDLTE2.1G的能力。

• 容量需求與日劇增，天線(xiàn)向MIMO化、有源化和智能化發(fā)展

隨著MBB時(shí)代網(wǎng)絡(luò)性能關(guān)鍵點(diǎn)由滿(mǎn)足語(yǔ)音覆蓋演變?yōu)闈M(mǎn)足高容量數(shù)據(jù)需求，天線(xiàn)關(guān)注點(diǎn)由覆蓋向容量轉(zhuǎn)移，聚焦整網(wǎng)性能，天線(xiàn)廠家需要圍繞整網(wǎng)性能設(shè)計(jì)天線(xiàn)，提升整體信噪比（SINR）、降低小區(qū)間干擾。

MIMO（Multi-inputMulti-output， 多入多出技術(shù)）是提升系統(tǒng)容量的重要方式，隨著MIMO在MBB網(wǎng)絡(luò)中被廣泛采用，天線(xiàn)支持MIMO是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基本要求。

有源天線(xiàn)系統(tǒng)AAU(ActiveAntennaUnit)是繼RFU、RRU之后衍生出的一種新的射頻模塊形態(tài)。RRU的功能上移，與天線(xiàn)的功能合 并，最終通過(guò)射頻多通道技術(shù)對(duì)天線(xiàn)垂直方向陣子陣列和水平方向陣子陣列進(jìn)行控制，靈活的控制天線(xiàn)在垂直和水平方向的波束，通過(guò)不同波束賦形的方式可以達(dá)到 改善無(wú)線(xiàn)信號(hào)的覆蓋質(zhì)量提升網(wǎng)絡(luò)容量的目的。

如果天線(xiàn)更“智能”一點(diǎn)，當(dāng)基站與某一用戶(hù)通信時(shí)，天線(xiàn)就自動(dòng)調(diào)節(jié)，把“能量束”直接瞄準(zhǔn)該用 戶(hù)，一方面該用戶(hù)獲得的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)比較高，另一方面不該被“打擾”的用戶(hù)也不會(huì)被干擾，這樣的結(jié)果顯然是最為完美的，智能天線(xiàn)由此而產(chǎn)生。智能天線(xiàn)現(xiàn)在一 般有兩種技術(shù)方式：波束切換天線(xiàn)和自適應(yīng)陣列天線(xiàn)。波束切換方式的天線(xiàn)，一般由多個(gè)窄波束天線(xiàn)夠成，每個(gè)窄波束天線(xiàn)由于角度小，所以通常增益很大，覆蓋距 離較遠(yuǎn)，多在室外場(chǎng)景使用，比如TDDLTE系統(tǒng)的一些基站就部署了這種智能天線(xiàn)。自適應(yīng)陣列天線(xiàn)由多個(gè)天線(xiàn)形成陣列，在工作時(shí)，通過(guò)不同天線(xiàn)的組合工 作，形成不同的天線(xiàn)波瓣，實(shí)現(xiàn)多種方向、角度、增益都不相同的“虛擬天線(xiàn)”，以適應(yīng)不同工作環(huán)境，不同用戶(hù)的位置，以及避免不必要的干擾。

• 物業(yè)準(zhǔn)入難，天線(xiàn)向不斷降低部署難度方向發(fā)展

隨著站點(diǎn)數(shù)大規(guī)模增加，站點(diǎn)資源越來(lái)越難獲取，運(yùn)營(yíng)商對(duì)基站設(shè)備選址、簡(jiǎn)化施工安裝提出了苛刻的要求。在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)性能、覆蓋要求的情況下，天線(xiàn)的尺寸越小、重量越輕，則天線(xiàn)部署的難度越低，能有效避免視覺(jué)污染。

另外，普通市民對(duì)電磁輻射越來(lái)越敏感，在當(dāng)前移動(dòng)基站的建設(shè)過(guò)程中一個(gè)較為突出的問(wèn)題在于站點(diǎn)或天線(xiàn)安裝過(guò)程中受到業(yè)主的阻擾而導(dǎo)致站點(diǎn)無(wú)法實(shí)施，即便以前 站點(diǎn)建設(shè)好了也容易被逼遷，但站點(diǎn)遷走后移動(dòng)用戶(hù)因?yàn)樾盘?hào)差又頻頻投訴，選址建站對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)是一件很頭疼的事情。在這種情況下，需要對(duì)基站天線(xiàn)進(jìn)行必要 的偽裝，實(shí)現(xiàn)天饋系統(tǒng)和周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，即采用美化天線(xiàn)。根據(jù)不同環(huán)境，天線(xiàn)可以做成美化樹(shù)隱蔽在樹(shù)叢中，也可將外罩表面處理成不同的顏色和紋理，比 如仿瓷磚、廣告、仿大理石紋理等等；對(duì)于有天線(xiàn)特殊要求的站點(diǎn)，還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，提供和現(xiàn)場(chǎng)融合度非常好的個(gè)性化解決方案。美化天線(xiàn)降低了市民 對(duì)移動(dòng)通信基站建設(shè)、天線(xiàn)安裝的心理抵觸情緒，從而降低天線(xiàn)部署的難度。

• 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)日益復(fù)雜，對(duì)天線(xiàn)的可維護(hù)性提出要求

網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來(lái)越來(lái)龐大、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維異常復(fù)雜，SON（Self-organizingNetwork，自組織網(wǎng)絡(luò)）解決方案的引入以及綜合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本降低的要求，使得天線(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)成為MBB網(wǎng)絡(luò)的必然選擇。天線(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)包括遠(yuǎn)程電調(diào)、智能權(quán)值管理等特性。

遠(yuǎn)程電調(diào)天線(xiàn)可以通過(guò)在網(wǎng)管中心遠(yuǎn)程操作來(lái)控制遠(yuǎn)程電調(diào)單元(RCU)工作，從而調(diào)整天線(xiàn)的波束下傾角。傳統(tǒng)遠(yuǎn)程電調(diào)天線(xiàn)由于安裝困難、維護(hù)效率低、可靠性 差等問(wèn)題，逐漸向即插即用電調(diào)天線(xiàn)演進(jìn)。即插即用電調(diào)，即通過(guò)將電調(diào)元件內(nèi)置，盡可能減少遠(yuǎn)程電調(diào)所需的外置電調(diào)元件和線(xiàn)纜數(shù)量安裝，同時(shí)免天線(xiàn)校準(zhǔn)、免 配置數(shù)據(jù)加載，從而提高天線(xiàn)安裝和運(yùn)維效率，提升可靠性，降低運(yùn)營(yíng)商運(yùn)維成本。

TDDLTE天線(xiàn)權(quán)值設(shè)置需要人工現(xiàn)場(chǎng)配置，效率低，工作量大，且難以保證權(quán)值配置的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)權(quán)值智能管理成為運(yùn)營(yíng)商的訴求。權(quán)值智能管理是將天線(xiàn)的權(quán)值信息存儲(chǔ)在天線(xiàn)內(nèi)部，站點(diǎn)開(kāi)通后基站設(shè)備自動(dòng)從天線(xiàn)讀取權(quán)值、配置權(quán)值，實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)權(quán)值的自動(dòng)管理。

天線(xiàn)水平方向角遠(yuǎn)程調(diào)整、與基站協(xié)同自動(dòng)檢測(cè)覆蓋空洞上報(bào)預(yù)警等特性，也是天線(xiàn)可維護(hù)性提升的研究課題。

2.2、基站天線(xiàn)的發(fā)展方向總結(jié)

移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商建網(wǎng)選址困難、公眾對(duì)視覺(jué)污染和電磁污染的重視、MBB飛速發(fā)展催生基站的數(shù)量和密度、5G技術(shù)的探索……基站天線(xiàn)隨著移動(dòng)通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展也不斷向前發(fā)展：

• 多頻化和寬帶化

基站天線(xiàn)向多頻化、超寬頻演進(jìn)，充分利用站點(diǎn)資源，簡(jiǎn)化站點(diǎn)安裝、減少物業(yè)協(xié)調(diào)難度，減少綜合投資。

• 輕薄化

天線(xiàn)向輕薄化發(fā)展，保證天線(xiàn)性能的同時(shí)增加頻段不增加尺寸，從而降低物業(yè)準(zhǔn)入難度，避免因風(fēng)阻變大導(dǎo)致鐵塔抱桿改造帶來(lái)的成本投入，加速LTE網(wǎng)絡(luò)部署。

• 美化

針對(duì)不同場(chǎng)景，對(duì)移動(dòng)天線(xiàn)做不同的偽裝，力求實(shí)現(xiàn)天饋系統(tǒng)和周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，同時(shí)考慮偽裝材料對(duì)天線(xiàn)的覆蓋性能不造成大的影響。這樣既可以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的要求，又能與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)，達(dá)到兩全其美的目的。

• MIMO化

隨 著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，支持高階MIMO和靈活配置MIMO將是天線(xiàn)的基本特性。4x4MIMO天線(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，高階MIMO天線(xiàn)技術(shù)也將隨著未來(lái) MBB業(yè)務(wù)的發(fā)展而應(yīng)用。另外，在天線(xiàn)一次部署到位的訴求下，考慮到未來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，天線(xiàn)也需要支持不同的天線(xiàn)端口間靈活的MIMO配置。

• 有源化

采用收發(fā)分離和數(shù)字化有源天線(xiàn)AAU，可對(duì)波束進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并適應(yīng)更加靈活的無(wú)線(xiàn)資源管理，提高通信基站的性能，更有效的利用頻譜資源，實(shí)現(xiàn)了提高流量，降低成本，節(jié)能減排的要求。

• 智能化

智能天線(xiàn)技術(shù)利用各個(gè)移動(dòng)用戶(hù)間信號(hào)空間特征的差異，通過(guò)陣列天線(xiàn)技術(shù)在同一信道上接收和發(fā)射多個(gè)移動(dòng)用戶(hù)信號(hào)而不發(fā)生相互干擾，使無(wú)線(xiàn)電頻譜的利用和信號(hào)的傳輸更為有效。在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下，使用智能天線(xiàn)可滿(mǎn)足服務(wù)質(zhì)量和擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量的需要。

智能天線(xiàn)與系統(tǒng)算法結(jié)合得非常緊密，而對(duì)于系統(tǒng)及天線(xiàn)的算法在某種程度上超出了傳統(tǒng)的天線(xiàn)設(shè)計(jì)的范疇，是硬件與軟件的交叉研究領(lǐng)域，這對(duì)于天線(xiàn)廠家來(lái)說(shuō)將是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

• 遠(yuǎn)程可維護(hù)

遠(yuǎn)程電調(diào)是天線(xiàn)可維護(hù)性提升的前奏，天線(xiàn)水平方位角遠(yuǎn)程控制、RAE技術(shù)、與基站協(xié)同覆蓋空洞檢測(cè)預(yù)警等等各種各樣的可維護(hù)特性將被研究、發(fā)展及應(yīng)用，最終提升站點(diǎn)運(yùn)維效率，降低運(yùn)營(yíng)商運(yùn)維成本。

• 高質(zhì)量與長(zhǎng)期可靠性

面向數(shù)據(jù)，容量的高質(zhì)量天線(xiàn)是整個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的重要保障之一。2G時(shí)代，語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，語(yǔ)音屬于低速率業(yè)務(wù)特點(diǎn)。語(yǔ)音業(yè)務(wù)在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空口的編碼調(diào)制方式， 主流是具備良好糾錯(cuò)能力的低速率編碼調(diào)制方式，如QPSK/BPSK。此類(lèi)低速率調(diào)制方式具備良好的無(wú)線(xiàn)空口抗擾能力，因此對(duì)無(wú)線(xiàn)空口信道質(zhì)量要求低一 些。在4G時(shí)代，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，無(wú)線(xiàn)空口QAM調(diào)制等成為提供高速業(yè)務(wù)的主流調(diào)制方式。此類(lèi)調(diào)制方式對(duì)無(wú)線(xiàn)空口的信道質(zhì)量有更高的要求，無(wú)線(xiàn)空口的信道質(zhì) 量對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量有巨大的影響。好的無(wú)線(xiàn)空口信道質(zhì)量，與存在嚴(yán)重干擾的無(wú)線(xiàn)空口，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量差異N倍。同時(shí)，長(zhǎng)期可靠的無(wú)線(xiàn)空口質(zhì)量成為必須品。由 此，在4G時(shí)代，天線(xiàn)類(lèi)對(duì)無(wú)線(xiàn)空口質(zhì)量有嚴(yán)重影響的設(shè)備，其高質(zhì)量以及長(zhǎng)期可靠性，有更高的要求。此類(lèi)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的地位相比以前時(shí)代更加重要。

• 迎接5G：3D-MIMO、波束智能賦型

5G 技術(shù)重要的研究方向之一，基站天線(xiàn)技術(shù)將經(jīng)歷從無(wú)源到有源、從二維(2D)到三維(3D)、從高階MIMO到大規(guī)模陣列的發(fā)展，有望實(shí)現(xiàn)頻譜效率提升數(shù)十 倍甚至更高。未來(lái)，有源天線(xiàn)陣列引入，基站側(cè)可支持的協(xié)作天線(xiàn)數(shù)量將達(dá)到128根；2D天線(xiàn)陣列拓展成為3D天線(xiàn)陣列，形成新穎的3D-MIMO技術(shù)， 支持多用戶(hù)波束智能賦型，減少用戶(hù)間干擾，結(jié)合高頻段毫米波技術(shù)，將進(jìn)一步改善無(wú)線(xiàn)信號(hào)覆蓋性能。

更高的頻段、3D-MIMO、波束智能賦型等5G元素將推動(dòng)基站天線(xiàn)技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 移動(dòng)通信 天線(xiàn)技術(shù) 創(chuàng)新 3D-MIMO 波束智能賦型