4G融合可从松到紧 室内覆盖成棘手问题

  “融合组网、利在长远，多网叠加、左右互博。”在近日举办的2014LTE网络创新研讨会上，中国联通网络技术研究院无线技术首席专家马红兵面对4G当前所处的阶段如此说道。他认为，当前的网络异常复杂，挑战也异常严峻，一方面要面对TD-LTE与LTE FDD的融合问题，另一方面也要面对三张蜂窝网(4G、3G、2G)网络融合与投入取舍的问题。

  马红兵的观点很具有代表性。2014年被业内人士称为中国4G元年，中国的LTE网络在今年也得到迅猛发展。随着用户规模的扩大和应用深入发展，很多技术问题被提到讨论桌上，被业内人士所正视，并亟待产业界通过技术创新来解决。

融合组网非一蹴而就 混合组网时不我待

  混合组网使网优和运维更加复杂，如何减少运营成本实现网络自组织化也是重要课题。

  众所周知，FDD LTE与TD-LTE标准同源，优势互补，两者融合为ONE LTE 已成为业界共识，能够为用户带来最佳的业务体验。但是，现实情况是目前运营商拥有多张不同制式的蜂窝网，每张网络均拥有一定量的用户。无论从建设成本出发，还是从市场需求考虑，LTE网络建设不能一蹴而就，而要尊重通信产业链客观发展规律，通过科学规划，实现循序渐进的发展。

  “基于LTE系统的FDD 与TDD在标准、终端和产业等方面高度一致，充分利用两者融合优势可高效发挥资源和产业能力，从设计组网的角度，要重点考虑如何通过业务适配、互操作参数、负荷均衡参数等优化设置保证整体网络性能。”业内专家、中国移动设计院有限公司党委书记周建明表示。

  工信部电信研究院通信标准研究所主任工程师沈嘉认为，我国已开展TD-LTE与LTE FDD混合组网试验，但从需求、技术、演进成本、市场竞争等各角度考虑，还有诸多问题需要研究。特别是载波聚合、联合传输等新一代融合组网技术的研究和标准化才刚刚开始，对应用场景和技术实现也需要深入分析。

  记者通过采访了解到，电信运营商从混合组网到融合组网，按照从一张松耦合网络向融合网络演进，需要经过3个阶段：一是松耦合组网方式。由于受限于产业链的成熟度，TD-LTE与LTE FDD单独建网。两张网实现终端侧空闲态的网络重选及业务重定向功能以初步实现两网间负载均衡和业务转移。此外，LTE FDD与3G网络实现连接态的互操作功能。由于TD-LTE网络独立，该模式好处是网络架构及移动性管理相对简单，且可各自独立优化，但缺点是建网成本高，资源利用率相对较低，且终端耗电较高。

  二是紧耦合组网方式。随着产业链和标准的成熟，通过引入较低的TDD频段提升TD-LTE网络覆盖以及加强LTE FDD与3G之间的互操作，实现4G和3G网络进一步融合。该模式是终端省电，但缺点是“三模混合组网”网络架构、移动性优化相对复杂。

  三是融合组网方式。随着产业链和标准非常成熟，网络建设需充分利用TD-LTE和LTE FDD的资源，实现整个网络的容量融合，从根本上实现完全融合。值得一提的是，该阶段网络和终端支持TD-LTE 和LTE FDD多载波聚合以及多流聚合技术(MSA)，从而实现真正意义上资源的灵活分配和分享。

  当然，混合组网使得网络优化和维护更加复杂，如何减少运营成本实现网络自组织化也是未来重要课题。“从用户体验角度看，实施混合组网可让用户尽快在更大的范围内享受LTE高速服务;从推动自主创新角度看，尽快展开混合组网可奠定我国在LTE混合组网方面行业领导地位。”中国电信北京研究院网络技术部工程师许森表示。不过，他也强调，混合组网在标准、组网技术以及产业链上还存在一些亟待解决的问题，我国需加大投入，进一步研究，率先抢占混合组网技术制高点。

覆盖是竞争关键 室内覆盖地位突出

  开展LTE新建室分和室分改造，形成建设进度、投资效益、网络质量综合优势是重点。

  “在LTE领域要想超越和领先对手，需要先从覆盖入手。”中国移动广东公司深圳分公司经理王傅深有感触地说道。据介绍，从今年5月份到6月份的ATU测试来看，很多网格的覆盖率严重不足，对用户体验带来了很大的负面影响。因此，在现阶段，覆盖优劣是运营商竞争的关键因素。

  中国移动厦门分公司副总工程师傅海也表示：“随着移动网络规模不断扩大和网络优化工作不断深入，网络覆盖已经达到了较高的水平，但是在深度覆盖方面，仍大有文章可做，尤其对LTE网络而言。”

  不过，深度覆盖涉及不同场景，比如小区、城乡、高铁等，但无论哪种场景，室内覆盖是“重头戏”。据ITU统计数据显示，移动通信发生在室内的业务占比达70%，数据业务发生在室内的业务占比达80%。可以说，对于无线网络市场，“得室内者得天下”。不过，4G时代，室内深度覆盖是LTE建设的难点，而室内场景十分复杂，如何更好地开展LTE新建室分和室分改造，形成建设进度、投资效益、网络质量、用户体验的综合竞争优势是各大运营商需要关注的重点。

  据了解，LTE频段高，自由空间损耗、穿透损耗、馈线损耗均增大，对室内深度覆盖不利。因此，采用合适的室分系统非常关键。

  中国电信河北分公司网优中心工程师万云飞表示，建设室分系统，首先考虑的是如何有效利用现有的系统。众所周知，国内三大运营商已建成了众多的室分系统，通过对已有分布进行合路或利用旧资源进行改造，是部署LTE室内覆盖最经济最快速的方法。不过，这些涉及到施工难度的大小、部署速度的快慢、造价成本的高低等等，都需要综合考虑。

  另外，目前市场上有厂家推出了两类产品建设室分系统。一是采用光分布系统建设室分系统。这些企业推出了能支持LTE的光分布产品，即设备间用光纤连接，从而减小施工难度，降低系统成本。二是采用微微站建设室分系统。微微站设备尺寸小功率低，不易引起对辐射问题的担忧;走线和供电方便，便于施工和快速实现室内场景的双路覆盖。“对于这两类产品，只有当价格存在优势的前提下，才会在传统室分的造价比较中脱颖而出。”万云飞说。同时，他也表示，LTE网络深度覆盖是当前棘手的课题。

  “LTE网络深度覆盖涉及到室内外如何协同、多频段如何组网、多系统干扰如何有效控制，特别是在用户的业务需求、各类业务模型尚不明确，LTE容量型和覆盖型设备种类相对有限的当下，如何进行不同建设结构、不同覆盖场景的室分覆盖，将是业内很长一段时期的研究主题。”万云飞强调。

专家观点：工信部电信研究院通信信息所副主任李珊

4G助推运营商ARPU上升

  4G相对3G发展更快，截止到6月份全球有305张LTE的网络，全球50%的国家和地区都开通了LTE服务，相比3G，4G的快速发展不仅带来更好速率体验，也推动着运营商的业务及运营模式的创新。

  如今3G的增强性演进，最高速率42M左右，而LTE可达100M左右，载波聚合技术则达到135M的传输速率，同时也可降低延时。4G的高速率正催生一些新的业务，其中重要的一项是视频——尽管在3G时代已被称为“杀手锏”的业务，视频应用在3G并未普及，而4G的高速正让这成为可能。另外，以LTE为承载的智慧家庭、物联网的发展也为运营商提供新的方向。3G时代，运营商面对OTT的冲击，基础的语音短信盈利下滑，ARPU值逐步走低;而伴随4G发展，有研究发现某些运营商的ARPU值趋步回升。实际上，4G用户的流量消费正帮助运营商脱离对传统基础下滑业务的依赖。

  4G不仅为运营商带来流量的盈利增长，也对运营商的运营思维产生影响。终端分享套餐开始增多，譬如中国移动4G也推出专断分享的套餐，即一个用户可以让多个用户分享一个数据包资费;另外还有流量后向收费，比如美国一运营商推出的资费模式：流量不向客户收取，而是转向企业，这就提高了运营商的谈判筹码。

中国移动技术部副总经理魏晨光

分阶段实现TDD与FDD融合

  随着2G、3G、4G网络的融合成为中国移动网络构建中重要的环节，现在融合组网已经成为产业界的一个热点。LTE网络建设并不是一蹴而就，之前需要借助已有的网络进行语音覆盖等，因此在完善期间的协作机制很重要，需要对三张网络进行大规模的升级、参数配置集中化，这也是我们在4G初期无法逃避的问题。这些都需要通过大量的创新和有成效的网络管理来逐步解决，同时要做好多个网络之间的协同，不仅是基本业务的需要，也是提升管道架构的需要。

  对于2G、3G、4G三个移动蜂窝网络的发展，第一，在一定时期内，2G网络是语音业务的重要保证，在保证语音质量的前提下中国移动还会继续维护好2G网络，为用户提供无处不在的语音服务;第二，3G网络主要是承载手机终端的业务;第三，4G是移动蜂窝网络中具有高带宽的网络，发展4G要继续坚持TDD和FDD融合的方向，推动出得去、进得来的中长期目标的实现，中国移动将分阶段实现TDD和FDD的网络融合。

  要积极开展技术创新，推动LTE TDD和FDD的融合发展。2G、3G、LTE的组网是当前网络需要重点解决的问题，TDD和FDD的融合发展是满足用户增长的移动互联网需求之道。目前，TDD和FDD已经实现了标准融合、产品融合、产业融合，全球产业链的主要企业开发了相关产品，并且在系统设备方面实现了共平台，这个为实现TDD和FDD融合发展奠定了产业基础。

京信通信无线接入事业部国内行销部总监王丁

LTE室分建设需要技术创新

  随着移动互联网的发展，吉比特时代已经来到。相关数据显示，我们目前70%的数据都是来自于室内，因此，室内覆盖对于无线网络来说是非常重要的，同时对承载网络的发展提出了新要求：无处不在的无线接入(高效+无缝+平滑);高品质无线网络(高吞吐+高流量);精确覆盖和应用覆盖，即重点提高室内数据业务的容量和性能。

  随着技术的发展，传统的室分覆盖也有很多局限性，并面临很多挑战，主要有以下几点：传统的室分是以覆盖设计为主的系统架构，不适应流量发展趋势;系统架构复杂，改造升级难;需要与小区物业协调，工程实施难;难以保证双通道天线口功率平衡，影响LTE MIMO性能;监控性差，维护管理难;多载波高负荷下易产生无源互调干扰;扩容不便。

  对于这些问题需要用一些新思路来改进它。未来移动通信的发展趋势将由宏蜂窝转向高容量低成本的节能下蜂窝结构。我们也看到了业界比如运营商和一些研究院，都提出了各种新思路，其中包括集成了LTE SmallCell和WIFI的一种产品形态，即NANOCELL，这种方式也是未来解决前面所提到问题的一个非常主要的手段，是非常重要的创新。这种LTE新型室分系统拥有一些创新技术，例如干扰抑制处理技术、自由小区分裂和合并技术、智能带宽自适应分配技术、本地流量卸载技术等。

中国移动厦门分公司副总工程师傅海

LTE深度覆盖需全方位网络规划

  随着移动网络规模的不断扩大与网络优化工作的不断深入，网络覆盖已经达到了较高水平，但是在城市与乡镇深度覆盖方面，仍然大有文章可做，尤其是对LTE网络而言。覆盖质量好坏是衡量移动通信网络质量的最基础性指标，也是用户最直观的感受。

  LTE网络建设规划均需从核心网、传输网、无线网三个方面全方位综合考虑，打造一个完整的、立体的LTE网络。对于核心网，由于LTE的扁平化和全IP架构的网络设计，单个MME所承载的持续性的信令量将保持在很高的负荷，这无疑造成了EPC承载压力。面对用户数量的增长，我们需要升级并改造核心网，保证承载能力，提高抗压能力，面向未来VoLTE演进。对于承载网，LTE的高速数据使基站传输带宽需求剧增，因此承载网络带宽要有一定的冗余;LTE严格的传输时延要求和可靠性电信级保护，对承载网提出了更高要求;另外，随着深度覆盖的部署，网络节点将是以往的2~3倍，组网结构更加复杂。对于无线网，要从多角度，如宏站、各类微站、微微站以及各种覆盖延伸系统(室内和室外)解决无线网络深度覆盖问题，同时进行精细化网络优化，打造区域精品网络。

作者：徐恒 来源：中国电子报