LTE的发展,机遇与挑战

2020/1/101韦乐平中国电信集团公司LTE的发展趋势，机遇与挑战2020/1/102内容移动通信发展的历史沿革和总体趋势LTE的发展趋势、机遇与挑战－LTE发展的驱动力－LTE的技术特征－LTE发展的现状和商用化－Verizon发展LTE的经验－5G的启动及其基本设想LTE的发展对有线宽带的影响2020/1/103移动通信发展的历史沿革和总体趋势2020/1/104移动网的总体发展趋势全球移动用户增速减缓，2012年总数达64.3亿，新增用户数4.4亿，比2011年同比降34％2G网逐步开始进入关闭期（日、韩、芬兰）3G新增用户数超2G3.5G（HSPA＋）是主流，全球达254个，其中42Mb/s网络达102个，占40％，增速100％3.5G（DOA/B）进入收尾期，新增5个和9个3.9G(LTE)网络进入快速部署期，已部署145个（132＋9＋4），仅2012年就新增97个；用户数接近7000万，主要集中在美日韩三国，占91％WLAN从分流转向网络协同和融合方向发展2020/1/105移动宽带化，宽带移动化3G1G2G低中高AMPSTACSGSMCDMA1WCDMACDMA20001xTD-SCDMA3.9GLTE-FDDTD-LTEWi-Fi速率200kbps300kbps-50Mbps10kbps100Mbps100M-1Gkbps802.11a.g.n802.16eWiMAX等3.5GHSPADoA/B移动性201520102005200019951985802.16m？2020Wi-Fi802.11ac时间4G(LTE-A)2020/1/106LTE的发展趋势、机遇与挑战2020/1/107LTE的驱动力和挑战(1)LTE的驱动力技术和竞争驱动，流量及其比特成本的压力以及提高ARPU的期望。非有价值的业务应用驱动。－更优越的性能：速率高，时延小20M频宽2×2MIMO下上行峰值速率达100/50M。平均E2E时延20ms,比3G至少低5倍，改善体验。－更灵活的频谱：频谱效率是HSPA的3倍，比HSPA+略高（5M时相当）。但频带可在1.4－20M间灵活应用。－更低的单位比特成本和更高的ARPU值：利用较高频谱效率（10M以上时）和扁平化全IP架2020/1/108LTE的驱动力和挑战(2)构（减少节点）降低初始/运营成本。业界预测5年后，单位比特成本可能降低90%，还能刺激用量，从而改善量收剪刀差的持续劣化趋势。挑战：－顾了频谱效率提高，却一定程度上损失了功率效率和覆盖能力，特别是语声覆盖至少差6－10dB－缺乏有价值的业务应用驱动。－终端极其复杂，需支持多频段（起码7－13频段）、多模（4-5个）和MIMO。功耗和成本？－复杂的六维度资源自适应调度（时、频、空、码、用户、小区）技术的效率和结果。2020/1/1092006－20092010－2012（数据卡为主）2013年后（智能手机）规范和测试LTE（3.9G）目标和时间表目标:除最大带宽和上行峰值速率，其他达4G－峰值速率：下行100Mbps，上行50Mbps，500km/h－带宽；可灵活适配于（1.25－20）MHz－无线网时延：低达U：10ms,C：100ms－频谱效率：下行峰值达5bps/Hz(比DOA略高)－网络架构：全新IP分布式架构－反向兼容性：与GPRS/W/H/DO平滑切换能力关键技术：OFDMA，MIMO，SC－FDMA等知识产权：高通4％＋其他（高于CDMA）开始大规模商用开始商用2020/1/1010LTE的核心技术特征OFDM/OFDMA用频分多址替代码分多址，在小区内实现正交传输，可提供更高峰值速率。还可以通过增加子波数量在频域扩展，最适合10MHz以上宽带应用多种自适应MIMO技术采用了自适应MIMO传输模式，可以根据信道条件和需要自适应地在空间分集、空分复用、波束赋形等多种MIMO形式间转换，最大限度地在空域扩展，实现最大容量和最佳覆盖扁平化全IP架构消除RNC,只保留RAN节点，通过IP与核心网相联2020/1/1011LTE的技术挑战功率效率和覆盖能力的改进顾了频谱效率，损失了功率效率和覆盖能力。调度技术的效率和复杂性的矛盾需要在时、频、空、码、用户、小区等6个维度实现资源的自适应调度，其调度效率和复杂性？MIMO的有效性和复杂性在室外环境的普适性？终端算法的复杂度。同频组网的干扰问题多小区同频组网下的干扰消除及其频谱效率？高频段高损耗：比850M高12dB+,覆盖面积是20%VoIP覆盖问题：预算比1X少10dB，覆盖面积30%2020/1/1012LTE发展的现状（1）LTE进入快速发展阶段：2012年底－网络上：FDD有132个，TDD有9个，双模有4个－用户数：FDD有6833万，TDD有160万－智能手机：FDD有200款，TDD有13款－集中度高：美日韩占91％，美3590，韩国1581万，日本1016万FDD单模LTE网络设备已经成熟。目前基于3GPPR9版本的FDD单模LTE网络设备已经成熟。终端芯片是LTE发展的主要瓶颈之一。采用28nm芯片技术的多频多模终端刚刚开始，而且只有高通一家可以提供。2020/1/1013目前主要是技术驱动、竞争驱动和流量及比特成本驱动,尚未出现有价值的业务应用驱动发展的局面。主要应用还是上网，网络电视、在线游戏等。尚无清晰的商务模式。结合IMSRCS的HDVoLTE是唯一差异化的潜在新应用。主流市场的重点依然是3.5G的发展。在采用了MIMO、64QAM、多载波聚合等技术后，HSPA+性能与LTE已很接近，168M标准已完成，其投资风险很小。欧美多数主流运营商还继续3.5GLTE的先驱者已经初步成功韩国LGU+和VZ都在市场上取得初步成功。LTE发展的现状（2）2020/1/1014全制式需7种模式，全频段24＋个（最多40个）－FDDLTE：至少10个频段－TDDLTE：至少2个频段－WCDMA：至少4个频段－GSM/GPRS：4个；－CDMA1X/DO：4个多模多频终端：涉及成本、功耗和稳定性，十分复杂（1B＋门电路，12M＋代码），不仅需28nmCMOS技术，且规模商用终端至少4－5模，7－13个频段。例中移动宣布需要5模13频，中电信很可能需要至少4模9频（1X/DO，G，W/H，FDD）LTE终端的复杂性2020/1/1015我国LTE商用发展的估计手机芯片是重要制约为后向兼容和国际漫游，有规模商用价值的芯片需支持4－5个模和7－13个频段，必须靠28nm芯片。手机比数据卡滞后半年，TD更晚，多厂家产品还要晚，预计我国的合理规模商用时间要到2014年。特殊国情，非常决策3G发牌4年多，尚处快速发展阶段（仅25％），已投5000多亿元建网，还谈不上投资回报（8－10年）。理性发牌时间2014年。然而，为支持TD-LTE和经济刺激，预计今年3季度会先发TDD牌照，2014年发FDD,集中建设期2013－2018年（尤其前3年），预计5年网络投资接近4000亿，峰值应用2020－2025年。2020/1/1016Verizon的LTE发展经验(1/4)合理的频谱规划和策略频谱是运营商的核心资源和竞争力，VZ通过合理的频谱策略，牢牢掌握了LTE发展的主导权。－大胆竞得整段优质700MHzC段作为主力承载频段，可以以较少基站、成本和麻烦实现快速覆盖。－覆盖优先，当覆盖达人口90%，重点再转向容量，VZ以39亿美元收购AWS的频段，用于其扩容建设－优化频谱资源，巩固优势地位。如：向at&t出售。高质量的网络要求网络质量是关键，在建设初期就要求其质量（覆盖、丢包率等）与有线宽带网性能相近。2020/1/1017激进的网络建设为应付竞争及摆脱高通控制，VZ自2010年12月推出商用服务，2013年6月，2年半就达到现有3G覆盖水平。一举扭转其相对ATT在移动宽带上的劣势，且确立了高端品牌的形象。积极的用户迁移政策同等资费LTE用户可享受的流量是3G数倍；停售仅支持C网的手机,开发仅支持LTE的手机，不仅可迁移大量3G用户，而且由于4G低得多的比特成本，提升了其流量经营价值，ARPU可以增加30％，LTE流量业务已成为利润率提升的主要动力。Verizon的LTE发展经验(2/4)2020/1/1018丰富的LTE终端流行手机不仅带来庞大用户，且有较高ARPU－VZ在建设初始即高度重视手机终端的产业链建设，2012年其智能机销售中，80%支持LTE网络。－积极的终端政策，是终端款式最多运营商。－通常终端成熟落后网络1－2年，需提前引导。特别网络部署前期，一定规模的定制终端，对于明确终端技术发展方向，强化产业信心，很必要。市场宣传不宜过度峰值速率易误导用户，坚持用户实际感受，只宣传平均吞吐量，12/5Mb/s速率，赢得高质量口碑。Verizon的LTE发展经验(3/4)2020/1/1019不求应用数量，但求应用价值苹果和安卓尽管有数百万应用，但是只有40多种应用决定了应用商店的商业价值。VoLTE的策略VoLTE是战略，可以不必维持两张网，降低手机成本，且可能衍生出有价值的其他应用，应对OTT侵蚀。但其推出必须以网络覆盖基本达到3G水准后才能考虑，否则用户感受会很差。另外，其VoLTE的推出是和IMS的部署，HD语音和RCS套件捆绑LTE是市场落后者的超越机会VZ利用LTE机遇在用户数和收入上都超越了ATTVerizon的LTE发展经验(4/4)2020/1/10205G的启动及其基本设想2020/1/1021欧盟METIS5G项目总体负责人AfifOsseiran：5G的内涵：现有无线技术演进+补充性新技术5G不再是以往以技术为中心的方式，而是以体验为中心的方式。通过集成多种无线接入技术提供极限体验来满足用户不同的需求。5G的市场驱动力：－流量驱动：未来10年移动流量可能增长1000倍－连接设备的剧增及多样性：未来10年互联设备达500亿，将产生前所未有的多样性要求和与无线连接性相关的应用场景，需要更先进的功能。5G的技术目标：希望2020年后可以商用化5G的基本设想（1/2）2020/1/1022用户速率提高100倍（达到10Gb/s），同一时刻的设备互联数量是现在的100倍，低功率MMC的电池续航时间增加10倍，端到端时延缩短5倍。可能的频段：2－6GHz间的2GHz（？）五个应用场景：－超高速场景：提供极速数据网络接入;－支持高人群密度地区和场景的高质量体验；－随时随地最佳体验：移动状态仍享有高质量服务;－高可靠的实时连接：确保新应用的时延和可靠性－无处不在的物物通信：确保高效处理多样化的大量设备间通信，包括机器类设备和传感器等。5G的基本设想（2/2）2020/1/1023235GGoal1:Capacity:ServiceCoverage100MbpsGoal2:Versatile:CouplingwithNg-internetGoal3:Intelligent：MLBandflexiblespectrumGoal4:Harmony：3G+4G+5G+WiFiGoal5:Efficiency:Cost/Energy/Safety5GVision2020/1/1024LTE的发展对有线宽带的影响2020/1/1025LTE对于有线宽带的影响LTE对于有线宽带的影响－对于用户数的影响：NTTFTTH在家庭用户渗透率仅仅46％的前提下，2012年的用户发展比LTE商用化前的2010年下降了40％。－对于使用量的影响：英国EE：在LTE用户中21％在使用LTE后会减少有线带宽业务的使用量。LTE在性能上已经接近有线带宽对要求最严的实时业务（VoIP,信令和视频会议等），LTE在网络性能（延时和丢包率）上已能基本达到有线宽带水平。然而，由于LTE的速率共享，与用户数及分布相关，不稳定，难确保。2020/1/1026有线宽带和移动宽带的比较宽带移动宽带光纤可