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1、承上启下的移动宽带网络TD-LTE网络演进和组 网策略责任编辑：熊柳潜54 2010年第5期随着3G在全球的规模商用，特别是3G增强型技术HSPA/EV-DO的普及和推广，大大推动了移动多媒体业务和移动互联网的发展。用户对数据业务需求的爆发，直接导致3G网络容量和业务承载的压力陡增。许多高带宽业务，如移动视频类、大容量文件传输和无线上网等业务，随着用户数量的快速增加，导致对带宽的占用激增，用户业务体验开始下降。为此，大部分运营商开始全力推动新一代宽带无线通信技术的发展。以3GPP-LTE、WiMAX为代表的新竞争态势已经形成。在政府和企业的通力配合下，成功地将我国自主知识产权技术TD-SCDM
2、A的演进技术TD-LTE推动成为国际标准，并与LTE FDD一起得到了3GPP、NGMN、GSMA等国际标准组织和机构的支持，产业化工作快速推进。1 移动通信市场需求现状和趋势纵观移动通信市场，虽然话音业务仍然是移动通信业务收入的主要来源，但是非话音业务的地位正日益提高，业务发展重点也在不断改变。最初几年，短信业务占据非话音业务收入的主体地位。2005年以后，3G技术和设备逐渐成熟，网络覆盖和终端性能都有了很大的提高，尤其是2006年，HSDPA开始在全球规模商用，全面提升了用户体验，大大推动了移动多媒体业务的发展。2007年是3G业务市场的转折点，伴随着3G增强型技术的普及和发展，3G特色业
3、务成为推动移动运营商增加收入的主要驱动力。如图1所示，从移动数据收入在总收入中的占比历史数据可以看出，这些主流运营商移动数据业务收入比重都呈现上升趋势，这一趋势在2006年之后更加明显，而这些运营商的HSDPA网络大多从2006年开始商用。移动数据业务的兴起带来了很多新应用和新市场，这些新的应用体现出用户对业务和带宽的需求也在发生着变化，呈现出新的趋势。1.1 用户对业务的需求（1）趋势1：移动互联网在全球ICT融合的大趋势下，移动网与互联网的融合加剧，大量源自互联网的业务被移植到移动互联网上，即时消息、博客、电子邮件等都已经在移动互联网上获郑有强 徐兆吉 中国移动通信研究院【摘 要】文章分析
4、了用户对移动数据业务的几大新需求及由此对网络带宽带来的挑战；通过对比LTE与2G/3G网络的业务承载能力，表明LTE可满足对多媒体及互联网业务的良好承载；最后研究了LTE发展不同阶段的具体业务应用。【关键词】TD-LTE 业务承载 移动宽带业务收稿日期：2010年2月20日TD-LTE业务承载能力及应用分析业务与应用承上启下的移动宽带网络TD-LTE网络演进和组 网策略责任编辑：熊柳潜2010年第5期 55得了良好的应用。人们开始体会到移动互联网的方便和魅力，越来越期望通过无线网络获得与固定互联网同样的速率和体验。同时，随着互联网在人们生活和工作中的深入渗透，随时随地通过无线宽带接入互联网的需
5、求呈现出井喷的趋势。根据预测，未来5年，无线宽带上网将会占据全部移动网络总流量的56%，成为占用网络带宽和容量最大的业务。（2）趋势2：生活化-工作化目前的移动增值业务中，娱乐类业务占主导。人们主要还是在闲暇的时候使用移动业务来解闷。而随着业务和网络技术的发展，改善人们生活和工作的业务将会越来越普及。这些业务能够满足用户日常生活和工作的需要，可全面覆盖用户各类需求，如移动支付、移动导航、远程医疗、移动办公、移动视频会议等，体现在人们生活和工作的方方面面。届时用户只需携带一部多功能手机终端，即可畅行无阻。（3）趋势3：视频化作为一种最直观的内容表现形式，视频业务一直受到用户的推崇。但是在网络发展
6、初期，带宽的局限使得视频业务的发展举步维艰。3G网络成为视频业务飞速发展的催化剂，以视频作为表现形式的业务将越来越多。根据预测，未来手持终端中，视频类业务将会占据网络总流量的28%，成为第二大流量业务。NTT DoCoMo等国际先进的3G运营商的数据业务中，增长最快的都是移动视频类业务。由于视频类业务对于带宽的需求较高，也直接导致了这些运营商对于移动宽带技术的急迫需求。图2为移动数据业务收入发展趋势图。（4）趋势4：物联网物联网的兴起和发展无疑将会开创出一个蓝海，用户从人-人通信到人-物、物-物通信的扩充，将会使移图1 移动数据收入在总收入中的占比历史数据图2 移动数据业务收入发展趋势图承上启
7、下的移动宽带网络TD-LTE网络演进和组 网策略责任编辑：熊柳潜56 2010年第5期动运营商的市场饱和瓶颈出现重大转折。未来，人-物、物-物之间的通信和信息联络将会给网络提出更大和更高的需求，将推动新一代宽带无线接入技术的发展和普及。我们所了解的互联网正在发生剧烈的改变，一开始，它只是一个局限在象牙塔里的少数人交流工具，之后，它变成了一个广泛商业化、以消费者为核心的网络。现在，它要雄心勃勃地普及，与人互动并变得智能化。随时随地，不光人与人之间，在物与物之间，实时交流都变得可能。1.2 用户对网络带宽的需求在3G商用之前，用户基于2G网络（包括GPRS、EDGE、CDMA 1X等增强型技术）使
8、用语音和中低速的数据业务，业务类型主要基于文字和图片类内容；带宽都在100kbps以内。这时，人们还没有移动宽带的体验，对业务的需求也没有那么丰富和高要求。随着3G的发展和普及，人们开始体验到移动多媒体业务和移动互联网业务，而这些业务对于网络带宽的需求则达到了100kbps500kbps不等。3G最大的作用就是激发了人们对于移动数据业务的需求，使人们从打电话发短信，逐步发展到用手机享受娱乐，并开始体验生活和工作中带来的便利。如前所述，随着人们对移动数据业务需求的爆发，无线宽带上网、移动视频、家庭和企业客户类业务将会成为未来发展的主流业务，这些业务的无线网络带宽需求增长到1Mbps以上，而企业级
9、别的高清视频会议等大带宽业务，更是需要8Mbps以上的带宽才能够满足。移动宽带的需求一下子变得日益紧迫。2 LTE与2G/3G网络业务承载能力对比用户对于带宽的需求在不断增长，推动无线网络不断演进和发展。用户或许有这样的疑问，即使按照发展趋势的要求，未来几年也仅需要1Mbps的带宽就可以满足绝大部分业务需求了，而3G可以达到2M甚至十几M的速率，完全可以满足要求，为什么还要发展下一代宽带无线接入技术呢？这个问题属于无线通信技术共有的问题。3G、LTE乃至4G宣传和公布的速率都是系统的峰值速率，而用户使用业务需要的是网络能够提供给每个用户的平均速率。3G的HSPA峰值速率可以达到14.4Mbps
10、，而实际网络的单载波平均吞吐量是2.5Mbps。而这2.5Mbps也不是一个用户独享的，而是由本小区的用户所共享。因此，再按照典型的网络配置和用户规模计算，平均每用户能够使用的带宽是200kbps300kbps。LTE和WiMAX同样有峰值速率和实际平均速率问题。当然，不同的技术设计、不同的算法、不同的频率配置、不同的网络环境等因素会影响平均吞吐量值，技术越先进应该越接近吞吐量。目前，LTE第一阶段版本的下行峰值速率能达到100Mbps仿真结果，平均的小区吞吐量一般在30Mbps左右。随着移动视频类业务的普及和发展以及人们对无线宽带上网需求的日益提升，用户数和用户的使用量必将会快速增长。届时，
11、就急需一个大带宽、高容量的新型网络来提供支撑。将2G/3G与正在产业化的LTE对比，两者网络能力和业务承载能力上的区别如表1所示：虽然上面的结果是在特定条件下得到的，且不同场景和影响因素的变化会使结果发展变化，但可以作为参考的数据。从表1可以看出，要想实现与现有固定宽带网络相当的感受，只有到LTE时才能够实现。通过研究多媒体业务对带宽的需求，我们发现，未来承载在iPhone等大屏幕移动互联网终端上的高清视频业务，需要平均800kbps的网络速率才能够有较好的用户体验；即使是移动数据卡和上网本的无线宽带互联网接入服务，用户也期待能够有和ADSL相当的速率，至少峰值速率（下行）平均吞吐量（实测和仿
12、真）每用户平均速率（典型的网络配置模型）2G（EDGE） 480kbps 150kbps 50kbps3G（HSPA） 14.4Mbps 2.5Mbps 300kbpsLTE（TD-LTE） 100Mbps 30Mbps 3Mbps表1 2G/3G与LTE的对比承上启下的移动宽带网络TD-LTE网络演进和组 网策略责任编辑：熊柳潜2010年第5期 57达到1Mbps2Mbps。而通过前边的分析对比，我们可以看到，3G对于这些大容量带宽需求的业务无法提供规模商用后的良好支撑，用户会感觉业务体验没有想象中好，运营商由此面临巨大的网络容量和速率的压力。因此，当3G开始快速发展的时候，LTE也开始呈现
13、在人们眼前，很多传统的移动运营商，特别是主流的移动运营商都在全力推动LTE的产业化。3G对于移动数据业务的发展起到了很好的推动作用，但是受限于网络承载能力的局限性，难以实现大规模普及移动多媒体业务和移动互联网业务的重任。而LTE对多媒体业务和移动互联网业务的良好承载，将掀开无线宽带时代的真实篇章。3 移动宽带业务和应用的发展趋势作为新一代宽带无线接入技术的主流技术，LTE在网络能力和成本上都较3G有着明显的优势。通过前边的对比分析，也可以看出，LTE能够满足未来四大趋势业务的需求，全面承载移动互联网、视频类、家庭和企业类以及物联网类业务应用。与3G发展的阶段类似，从业务的发展来看，受限于手持终
14、端的丰富程度不足和功能性不强，以及网络覆盖不到位等因素，移动宽带业务将会沿着不同的阶段逐步发展。LTE在发展初期，由于网络覆盖还不到位，终端类型也以较容易实现的USB数据卡、CPE类终端为主；业务的发展将会以纯无线数据业务为主，满足个人、家庭、企业客户的上网需求。无线宽带上网业务是最直接体现带宽和速率提升的业务，但同时也是对网络带宽占用最大的业务。从NTT DoCoMo等3G主流运营商的业务发展可以看出，无线宽带上网是在初期发展最快的3G业务。国内的3G业务发展同样如此，中国移动推出G3上网本就是为了很好地契合这种市场需求。LTE在发展中期，随着网络覆盖的扩大，终端也从单一的数据类终端，发展到
15、推出移动智能手持终端。此时，将会为用户提供全方位的移动宽带服务；为家庭用户提供丰富的家庭类服务，包括高清视频、视频电话、家庭监控、远程教育、娱乐等业务；为企业客户提供移动办公和行业类应用服务，包括移动监控、移动视频会议等。此阶段为业务极大丰富的阶段，用户开始快速增长。当LTE处于大规模发展阶段时，这个阶段应是LTE发展的成熟阶段，网络覆盖基本到位，终端涵盖上网卡、CPE、智能手机、行业终端等各种类型。此时，将会全方位提供包括语音业务在内的各类型通信业务，成为业务承载的主导网络。业务应用开始渗透到社会的各个角落，大大提高人们生活的便利性和效率，为社会信息化和经济的发展提供坚实的基础。欧美和日韩的
16、3G运营商的3G业务发展已经进入这一阶段，3G业务开始在这些地区普及和快速发展。4 结语随着3G的发展，在移动互联网、物联网的大趋势下，移动宽带的市场需求正逐渐兴起，移动通信技术也将会随之演进到LTE时代。LTE对于移动业务的强大承载能力，将会使移动通信渗透到生活、工作的方方面面，全面推动社会信息化的发展。 【作者简介】郑有强： 中国移动通信研究院研究员，专注于无线通信技术的演进和发展、通信业务的需求和发展趋势等领域，对于2G/3G/LTE/WiFi等无线通信技术和网络有深入的理解和认识。从事过多项国家级、部委级重点项目的研究工作。参考文献13GPP TS 23.401 V8.5.0. General Packet Radio Service(GPRS) Enhancements
