TD-SCDMA网络重要性浅谈

2015-07-30童恩邵建韦庞

移动通信 2015年3期

童恩，邵建，韦庞

（中国移动通信集团江苏有限公司，江苏南京 210012）

1 国内4G发展现状

截至2014年12月底，中国移动发展的4G用户已超过9 000万，建设的4G基站数超过60万个。以江苏分公司为例，已发展超过800万的4G用户，并开通了超过5.6万个基站，4G信号城区覆盖率100%。从2013年底4G牌照发放到现在短短一年时间，基于中国移动TD-LTE的4G市场发展喜人，且4G用户量仍在快速增长中。

4G在短时间内取得如此成就，归功于国内用户对移动宽带的强烈需求，同时得益于如下3个方面：

（1）技术/网络制式

据GSA（Global mobile Suppliers Association）数据统计（GSA’s Evolution to LTE report，September 17，2014），全球已有27个国家建设了40个商用的TDLTE网络；其中有13个电信运营商启用TDD+FDD混合组网，如沙特电信（STC）。因此TD-LTE无论是在技术标准方面还是市场商用方面都是成熟的。

TD-LTE网络是开放融合的，与国外WCDMA、LTE FDD网络无缝对接，支持用户国际漫游（注：需使用支持多模网络的手机）。

（2）芯片/终端产业链

商用仅一年时间的TD-LTE网络支持的终端就有数百款，且千元机的占比超过50%，如中国移动自主品牌手机M812。4G终端所用的通讯芯片，不仅有国内优秀的展讯、MTK等品牌，也有TD-SCDMA时代缺席的高通产品，大多支持5模10频，甚至有新品支持更多的制式和频段。由此可见，对比TD-SCDMA发展之初，通讯芯片、移动终端等产业链各方的大力投入，也促进了4G市场的快速发展。

（3）市场发展趋势

近年来，随着低价智能手机的普及和OTT业务的发展，移动用户对高速无线宽带的需求日益增强，只有4G能满足。

受到微信等为代表的移动互联网产品的冲击，电信运营商传统的语音、短信及彩信收入不断下滑；而4G时代，数据流量收入进入了快速增长期，可弥补传统业务收入的下滑；因而对于国内电信运营商，数据流量和数据业务的收入占比不断增长也是未来趋势，大力发展4G是市场驱动。

综上所述，4G的快速发展与普及是必然的，那么问题来了：TD-SCDMA完全过时了吗？

2 TD-SCDMA网络的重要意义

2.1 业界的质疑

从2009商用到现在，TD-SCDMA就不断受到行业内外的质疑。有人认为，TD-SCDMA对比国际主流制式的WCDMA网络，技术不成熟、网速太慢、太封闭而不能与国际接轨等；也有人认为，TD只能在国内使用，不能引导很多国际通信厂商（包括终端、芯片、网络设备等）参与到TD-SCDMA产业链里来，因而所谓的知识产权没有发挥作用；还有人认为，随着4G的发展，TD-SCDMA会被弃用等。诸如此类的批评一直伴随着TD的发展过程。

针对业界的质疑，可以简单分析如下：

◆WCDMA能提供384kbps—2Mbps的传输速率，而TD-SCDMA网络在城区环境下一般也能达到1Mbps，所以相差不大。在全球已商用的WCDMA网络中，很多应用了3.5G、4G的技术如HSDPA（高速下行分组接入）、HSPA+（增强型高速分组接入技术）、MIMO（多进多出）等，所以无线传输速率得到了大幅提升，理论速率可达21Mbps甚至更高；但在实际网络应用中，基站不可能把一个载频的所有信道只分配给一个用户使用；而且CDMA（码分多址）本身就是干扰受限系统，多个用户在一个小区内互相会产生干扰，使得每个用户的实际速率很难达到理论值。

◆随着4G的高速发展，中国移动明确要求厂商提供的芯片、终端（手机等）等必须支持TD-SCDMA网络，而3G时代缺席的很多厂商（如高通等）也纷纷加入了TD-SCDMA的阵营，推出支持TD多模的芯片或终端产品。因此，中国TD-SCDMA的知识产权将继续发挥着重要作用，为国内电信运营商、电信设备商带来一定的话语权。

2.2 TD-SCDMA网络的重要性

表1所示为国内某省的2个城市2014年12月份的移动手机上网用户数的统计情况（其中城市1为经济发达地市；城市2为经济欠发达地市）：

表1 手机上网用户统计

分析表1中数据可发现：

◆使用3G网络（TD-SCDMA）的用户数占比高且一般超过40%，3G现网的用户众多，经济越发达城市使用3G的用户越多。

◆使用2G上网的用户数量也非常大，通过分析可以得出原因：移动用户的上网需求强烈、现网支持3G和4G网络的手机偏少，导致很多移动用户仍旧使用GPRS上网（如看新闻、浏览网页等）。

随着众多品牌的芯片、手机等对3G/4G网络的支持，后续使用3G/4G网络的用户数量将会持续增加。

◆4G发牌仅一年时间，目前除了城区外，很多城乡结合地段、郊区、乡镇等区域缺少4G网络的覆盖，因而仍然需要依赖3G网络来提供移动宽带服务。

中国移动的TD-SCDMA用户数超过了2.3亿，国内很多城市仍需要3G网络提供无线宽带服务，因此TD-SCDMA网络发挥着重要作用。

2.3 国内外通信体制的博弈

由欧洲电信标准组织制定并首先在欧洲商用推广的GSM（全球移动通信系统）拥有优异的系统开放性和技术标准化等特性，支持移动手机用户在不同国家之间的漫游，因而在全球商用20多年后仍是目前全球最广泛的2G移动通信标准。基于GSM网络的成功经验和CDMA等技术，从上世纪90年代开始，欧洲和日本主导研究WCDMA技术并推进标准化进程；在1998年底成立的国际标准化组织3GPP（Third Generation Partnership Project）的主要任务是推动2G到3G网络的平滑过渡和3G国际标准的制定，其将WCDMA推广成为第一个3G国际标准。在2001年第一个WCDMA网络开始商用，截至2008年底，全球就有超过200多个WCDMA网络商用。CDMA2000的技术研发和网络商用也同样很早，先发优势导致我国的TD-SCDMA发展过程充满很多困难和阻碍。

在WCDMA/CDMA2000技术已在全球成熟并商用的背景下，本世纪初国内才开展TD-SCDMA网络设备的研发和试验工作，而且当时的TD-SCDMA碰到技术不成熟、缺乏实际的现网部署和商用经验、国外产业链（如通讯芯片厂商、终端制造商、大网设备厂商等）不投入研发等问题，在诸多劣势条件下，有自主知识产权的TD-SCDMA技术在“黑暗”中前进，经过不断地研发、试验和完善，2009年开始商用，经过近几年中国移动的商用建设和运营优化，TD-SCDMA已成为一种成熟的3G技术，服务于国内超过2.3亿的移动用户。面对诸多的不利因素、历经太多的艰辛，中国移动不负众望，成功地开展了TDSCDMA网络的商用运营。

从国际2G、3G、4G的发展过程来看，所有3G制式的网络都是过渡阶段，国外很多运营商3G网络的商用时间较短；我们国家当初坚持了拥有自主知识产权的TD-SCDMA技术，对自主知识产权、人才培养、技术和经验积累等起到了很重要的作用。在TDSCDMA、WCDMA标准的制定、网络设备的研发过程中，国内设备商如华为、中兴等通过自主研发积累了很多技术专利和网络建设维护经验；这为国内厂商参与4G标准的制定、专利的申报提供了基础；未来5G的标准制定未必由国外主导。

3 网络升级是市场发展的必然趋势

3.1 发展4G的必然性

2G网络最初为语音通话设计，随着用户对移动数据通信（如手机上网、收发彩信等）的需求，GSM网络演进升级以支持数据通讯功能（即GPRS，通用分组数据网络），2G网络的无线带宽仅有几十Kbps，手机打开一个网页需要等待的时间很长且不能下载大文件（如视频片段等），用户对无线宽带下载的市场需求催生了3G网络的应用。3G网络技术包括全球广泛规模商用的WCDMA、TD-SCDMA（中国移动）、CDMA2000（北美、中国电信等），3G网络下行速率一般能稳定达到1Mbps，但随着智能手机的处理能力不断增强、移动互联网业务（如各种各样的手机APP应用）的快速发展，用户对OTT（Over The Top）业务的需求日益增加，如手机实时视频通话、网络大文件下载等，3G网络已经不能满足用户的移动宽带需求，此时4G LTE诞生并逐步在全球推广应用。因而无论从用户需求还是从移动通信网络的演进来看，4G的商用推广是必然。

在国内移动用户规模持续增长的势头下，国内电信运营商的短信业务使用量、语音通话分钟总数同比大幅度下滑；而2014年移动网络数据流量是2013年的近乎2倍，流量收入在营收中的占比也越来越大；未来电信运营商的语音、短信、彩信等业务都有可能向数据通道上迁移。因而对电信业而言，大力发展4G是通信行业健康持续发展的基础。

3.2 从3G演进看中国4G的发展规划

我们国家规模商用了所有的3G体制，不管是WCDMA、TD-SCDMA还是CDMA2000都是基于CDMA（码分多址）的技术，对比FDMA（频分多址），CDMA本身是干扰受限的系统，同频系统存在本小区其他用户和相邻小区的干扰，因而系统容量和通信速率受限，且一个小区内多用户共享通信带宽；而4G无线侧的核心技术是OFDM（正交频分复用）而非CDMA，运用OFDM技术可充分利用有限的频谱资源，提高频谱效率和系统容量，同时结合MIMO（多进多出，多天线技术）、载波聚合等技术，将会大幅度提高无线带宽以达到“上百Mbps”的速率。因而从技术上不仅TD-SCDMA要升级到4G TD-LTE（Time Division-Long Term Evolution）网络，WCDMA、CDMA2000也一样要升级到4G。

4G LTE系统同时定义了FDD（频分双工）和TDD（时分双工）这2种制式，LTE FDD由于其技术成熟度较高、应用时间较早、系统复杂性较低等原因，使得在全球的标准化与产业发展均领先于TDLTE；但TDD是基于时分的技术，因上行、下行通信都使用相同的载频，可节约宝贵的频率资源。TDSCDMA也是基于时分的技术，因而可直接升级成TD-LTE，中国移动的TD-LTE无线帧结构主体符合国际标准，同时借鉴了TD-SCDMA；因而是开放的、标准化的，这是一个网络得以推广应用的基础。

在没有任何参考下TD-SCDMA摸索发展这么多年，有很多宝贵的经验值得4G参考。比如当年的TDSCD MA使用了独立组网，大大限制了用户在国外的漫游。如果当时国内电信运营商建设3G时采用混合组网的方式，3G用户的国际漫游、3G网络的国际化也许就没有问题了。在4G网络建设中，应该考虑引入融合组网的相关技术应用，如同时部署TDD和FDD网络，则可与国际主流的FDD运营商无缝对接，实现用户的国际漫游；又可实现与TD-LTE、TD-SCDMA网络的自由切换，方便用户使用移动数据业务。