4 LTE TDD在高频段具有天然优势
随着数据业务的爆发式增长,移动宽带业务需要的频谱资源不断增加、带宽不断加大。3GHz以上的高频段资源能够支持更宽的系统带宽,从而实现更高的峰值数据速率和更大的系统容量。全球移动通信产业正在为移动宽带业务寻找新的可用频谱资源,而很多候选频段都是位于3GHz以上的高频段资源。在如此高的频段上,LTE TDD的时分双工特性具有天然的成本和复杂度优势,而且能够高效灵活地支持非对称数据业务。Strategy Analytics预计,2015年召开的世界无线电大会将为移动宽带业务正式分配新的频谱资源,在那之后,LTE TDD在全球移动宽带市场上的市场价值可能会得到进一步的提升。
5 统一标准为LTE TDD的全球发展提供
了坚实基础
移动通信标准发展的历史就是一个向着全球融合标准前进的历史。在第一代、第二代和第三代移动通信技术中,都存在多个标准割裂全球市场的情况。直至第四代移动通信,LTE才成为事实上的全球统一标准[4]。
在LTE设计之初,3GPP就将实现同时支持FDD和TDD的单一空中接口技术作为LTE的一个非常明确的系统需求,希望为两种双工制式都提供更大的经济规模。
所以,LTE TDD和FDD两种制式实现了共享相同的网络架构和协议栈,其物理层关键技术与核心处理过程也完全相同,都是基于下行OFDM、上行SC-FDMA和MIMO多天线技术等核心技术元素,两种制式的差别仅存在于帧结构中的特殊子帧设计上(LTE TDD的特殊子帧设计用来支持与TD-SCDMA的共存)。相同的网络架构、协议栈和物理层设计使产业界能够以较低成本实现同时支持FDD和TDD两种工作模式的终端设备,这对促进LTE TDD和FDD的融合发展、共享LTE全球产业链至关重要。
虽然帧结构的差异还使LTE TDD与FDD系统在随机接入、调度、HARQ定时关系等方面存在一些微小不同,但总的来说,LTE TDD和FDD是同一种技术的两个变体,它们都由3GPP进行标准化,拥有同样的标准版本规划和同样的技术功能特性。在3GPP标准化过程中,全球技术产业阵营在同时推动LTE FDD和TDD两种制式的发展,为二者的标准化做出技术贡献。
如今,3GPP已经开始讨论更为紧密的TDD/FDD协同机制,如在同一基站内部或不同基站节点间,进行FDD和TDD两种模式混合的载波聚合。该技术将能够更为有效地提升LTE TDD和FDD融合组网的工作效率和用户体验。
技术标准中的高度共通性也使LTE TDD和FDD能共享大部分软件和硬件组件。Strategy Analytics的研究显示,在对产业规模发展至关重要的终端芯片领域,也有许多厂商(如高通、Marvell、华为海思等)开始提供LTE TDD和FDD的多模式芯片。随着LTE TDD和FDD的融合网络的部署和发展,LTE TDD的全球市场规模将不断扩大。
6 融合的产业生态系统将推动LTE TDD
持续发展
目前,领先的系统设备厂商都已经实现了LTE TDD和FDD产品的共平台开发。大部分LTE系统的软件功能都可以在FDD和TDD系统间通用。而领先的芯片厂商,如高通,也已经开发了同时支持多种技术制式的LTE芯片平台。这些融合的产品和解决方案将能够支持LTE FDD和LTE TDD的端到端的融合互通,使LTE TDD具备更多的、更为灵活和具有市场吸引力的部署场景。
Strategy Analytics相信,全球范围内,有利于LTE TDD发展的机会窗口正在开启。发达市场的领先运营商正在面对更高数据速率和更大网络容量的市场需求,迫切需要更充分的利用频谱资源,而LTE TDD可帮助运营商充分利用FDD系统无法使用的非对称频谱资源。长期来看,LTE TDD优秀的非对称特性将成为满足移动互联网发展需求的有效工具。
但是,我们也必须看到,LTE TDD的产业生态系统整体仍弱于产业化启动更早的LTE FDD。根据GSA数据,至2013年11月,支持LTE TDD的终端数量为274款,而支持LTE FDD的终端数量已超过1 200款。
7 不同部署场景和发展路径的影响
目前中国监管机构已经向三大运营商发放了LTE TDD运营牌照,中国移动更是已经开始在若干城市提供基于LTE TDD的4G业务。依托庞大的用户规模,中国移动的4G商用部署将极大地促进LTE TDD产业的规模发展。但是我们必须看到,中国移动的网络演进路径在全球移动通信市场上具有非常明显的独特性。在3G时代,中国移动是全球主流运营商中唯一采用TDD技术(TD-SCDMA)的运营商;而在4G时代,中国移动也很可能在相当长时间内仅仅运营LTE TDD网络。
然而,全球绝大部分主流运营商都同时拥有FDD和TDD频谱,这就决定了即使引入LTE TDD系统,这些运营商也将是把LTE TDD用于与LTE FDD的融合组网。从这一点上看,Strategy Analytics认为,Sprint的Spark计划和日本软银的混合LTE组网都将对LTE TDD的全球应用具有更大的参考价值,能更好地帮助运营商理解和认识LTE TDD系统在提升网络性能和用户体验方面的重要价值。目前中国监管机构也已经允许中国电信和中国联通就LTE FDD与TDD的融合组网开展网络技术实验,这将为LTE FDD和TDD的融合发展提供更多的经验与借鉴。作为LTE TDD全球发展最重要的推动力量,中国运营商和产业界有责任也有能力为LTE TDD和FDD的融合发展提供更多的创新支持与市场样板。
8 结束语
为推动LTE TDD的全球发展,TDD产业界应充分利用LTE统一标准的优势,推动LTE TDD和FDD产业生态系统的融合发展。融合的产业生态系统将为LTE TDD和FDD的共同发展提供强大的支持,TDD和FDD的产业阵营最终都将从其中受惠。中国移动对多模多频LTE终端的强力推动就顺应和代表了这一前进方向,将有力地推动LTE TDD和FDD的全球融合。
如Strategy Analytics最近的研究报告[2]所分析的,LTE TDD将在LTE TDD/FDD混合组网中扮演非常重要的角色。随着数据流量的持续增长和更多高频段频谱资源的应用,LTE TDD的全球发展正在迎来不断扩大的机会窗口。
统一的LTE标准为加速LTE TDD和FDD产业生态系统融合、创造全球经济规模提供了坚实基础;而融合的产业生态系统将支持LTE TDD和FDD的融合运营,并使所有产业链成员从中受益。Strategy Analytics相信,这将是LTE TDD全球成功的关键。
参考文献:
[1] Strategy Analytics. TD-LTE is Gaining Momentum in Mobile Broadband Market with Benefit from Harmonized Standard and Global Ecosystem[R]. 2013.
[2] Strategy Analytics. Sprint’s Spark integrates LTE FDD and TDD to compete with Verizon, AT&T and T-Mobile US[R]. 2013.
[3] Global TD-LTE Initiative. The emerging ecosystem for LTE TDD networks at 3.5/3.6GHz[R]. 2013.
[4] David Astely, et al. LTE: The Evolution of Mobile Broadband[R]. 2009.
[5] UK Broadband. Using LTE to Deliver Fixed Wireless and Next Generation Access[R]. 2013.