一、 無線網(wǎng)絡(luò)需要盡早應(yīng)對移動互聯(lián)業(yè)務(wù)爆炸式的增長趨勢

1、未來業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢與蜂窩網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

大量統(tǒng)計結(jié)果表明目前移動運營商移動語音業(yè)務(wù)的60%和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的70%發(fā)生在室內(nèi);未來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)預(yù)計10年增長1000倍，而其中室內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量將占總業(yè)務(wù)量的90%。因此，傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋方式對于支持室內(nèi)和熱點無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸日益突出，移動運營商的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展面臨種種挑戰(zhàn)：

(1)傳統(tǒng)2G、3G網(wǎng)絡(luò)無線接入容量極限逐漸顯現(xiàn);
(2)站址、天饋資源獲取難度日益增加，密集城區(qū)的站間距接近理論極限，很難支持傳統(tǒng)蜂窩宏基站密集部署;
(3)宏站的部署和運營成本高昂，新增宏站擴容的建網(wǎng)方式難以為繼。

為了維持產(chǎn)業(yè)鏈的健康和可持續(xù)發(fā)展，移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展必須考慮如何通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能力的提升、部署方式和運營方式等方面的革新來不斷降低網(wǎng)絡(luò)的建網(wǎng)、部署和運營成本。

2、解決室內(nèi)和熱點部署的有效方式：Small Cell

目前針對熱點及室內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的解決方案有兩類：WiFi與LTE Small Cell。其中WiFi已經(jīng)形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，而且新一代WiFi標準802.11ac/ad標準化工作已經(jīng)基本完成，支持更高帶寬，峰值速率可以達到1Gbps，但是由于使用免許可頻段，節(jié)點部署隨意性較強，運營商無法做到可管可控;此外在干擾管理、移動性管理以及用戶QoS支持方面也存在較大不足。LTE面向室內(nèi)和熱點部署的解決方案研究是從Rel-9的家庭基站(Femto cell)開始，并在后續(xù)的版本中完善了基于分層網(wǎng)絡(luò)(HetNet)的增強型干擾協(xié)調(diào)技術(shù)等，通過Pico和家庭基站等站型的使用，使得LTE可以按照需要在業(yè)務(wù)集中的區(qū)域靈活部署，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量的按需擴容。

目前業(yè)界把標準中定義的Pico基站和家庭基站統(tǒng)稱為Small Cell。

圖1 Small Cell關(guān)系示意圖

由于Small Cell的部署支持干擾管理、節(jié)點自啟動、且與蜂窩網(wǎng)絡(luò)共享核心網(wǎng)和網(wǎng)管系統(tǒng)，使得其部署和管理相對簡便，已經(jīng)成為解決未來室內(nèi)和熱點數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)覆蓋與容量的主流方向。截止2012年6月，全球已經(jīng)有41個Small Cell網(wǎng)絡(luò)的部署，而目前業(yè)界前十家運營商中已經(jīng)有九家宣布將會采用Small Cell的部署方案。

然而目前Small Cell相對于宏站，主要放寬了射頻指標，降低了發(fā)射功率，在性能、成本、可管可控等方面仍需要進一步優(yōu)化與增強。

二、LTE-Hi：Small Cell的進一步增強與發(fā)展

LTE-Hi的目標是基于LTE Small Cell，實現(xiàn)一種更高性能、更低成本的室內(nèi)/熱點部署方式，進而滿足未來移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展需求。

圖2 LTE-Hi的部署方式以及與宏蜂窩的關(guān)系

其主要特點如下：

超高速率：充分利用高頻段、中短覆蓋距離、大帶寬、低移動性、富散射環(huán)境等部署特點，改進無線技術(shù)的傳輸性能，支持更好的干擾管理，降低系統(tǒng)設(shè)計開銷，實現(xiàn)不低于802.11ac/ad的系統(tǒng)峰值速率和頻譜效率，如3Gbps;

超低成本：(1)考慮到室內(nèi)和家庭應(yīng)用，LTE-Hi接入設(shè)備的體積和功耗應(yīng)當(dāng)接近WiFi，具有較低的制造成本、較小的體積;(2)由于未來LTE-Hi節(jié)點數(shù)量眾多，而普通家庭用戶并不具備維護設(shè)備的能力，LTE-Hi節(jié)點需要進一步簡化安裝和配置過程、降低運營和維護的復(fù)雜度與成本;

可管可控：(1)支持網(wǎng)管特性的增強以及在任何回傳條件下對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可管可控;(2)支持針對終端行為和終端業(yè)務(wù)的可管可控。

后向兼容：設(shè)計上盡量維持現(xiàn)有LTE/SAE設(shè)計，使現(xiàn)有版本LTE終端能夠接入到新系統(tǒng)當(dāng)中。

網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)：支持運營商部署及用戶部署兩種場景。在兩種部署場景下，LTE-Hi均需要接入核心網(wǎng)，并能夠?qū)崿F(xiàn)獨立組網(wǎng)、數(shù)據(jù)連接、移動性管理以及干擾協(xié)調(diào)等功能。未來LTE-Hi組網(wǎng)架構(gòu)應(yīng)盡可能降低對現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的影響，避免引入額外的復(fù)雜度及開銷。

三、LTE-Hi后續(xù)工作建議

1、推動全球統(tǒng)一的LTE-Hi頻率劃分

目前，我公司擁有的2.3GHz頻率可用于LTE-Hi的部署。同時，因為3.5GHz頻段較高、帶寬較寬、連續(xù)覆蓋組網(wǎng)難度較大，目前業(yè)界普遍認為其適合部署LTE-Hi，實現(xiàn)非連續(xù)覆蓋的室內(nèi)及熱點數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用。由于FDD在3.5GHz及更高頻段實現(xiàn)非常復(fù)雜，業(yè)界也認為TDD較為適合支持本地接入技術(shù)的應(yīng)用，因此基于TD-LTE進行高頻高速熱點接入優(yōu)化更有優(yōu)勢。近期，歐盟已經(jīng)將3.6~3.8GHz的頻率規(guī)劃為全TDD頻段;此外香港電訊盈科英國子公司UK Broadband已經(jīng)決定采用3.5GHz頻段部署TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。目前，中國政府也在考慮將3.5GHz以全TDD的方式規(guī)劃給LTE-Hi使用。因此LTE-Hi是TD-LTE發(fā)展的重大機遇。

2、LTE-Hi的引入

目前中國移動已經(jīng)部署了數(shù)百萬的WiFi AP節(jié)點，為了彌補宏蜂窩深度覆蓋的不足、合理分流宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)壓力，可以考慮利用已有WiFi的站點與傳輸資源實現(xiàn)TD-LTE在室內(nèi)和熱點場景的快速部署。近期，研究院提出了集成Small Cell與WiFi功能且有抗干擾能力的融合方案——Nanocell及其端到端的系統(tǒng)解決方案，可以實現(xiàn)TD-LTE與WiFi的融合組網(wǎng)，進一步降低運營商的OPEX和CAPEX。Nanocell產(chǎn)品可通過對WiFi放裝型AP設(shè)備的簡單替換來實現(xiàn)WiFi與TD-LTE的共存部署與業(yè)務(wù)分擔(dān)。隨著LTE-Hi的逐步成熟，Nanocell與LTE-Hi的融合演進將成為一個重要方向。

作者：楊寧、沈曉冬，中國移動通信研究院無線技術(shù)研究所