摘要 以TD-SCDMA的既有進展及面臨的挑戰與NGBWM的發展走向為基礎,探討了自主創新導向下的TD-SCDMA與NGBWM務實發展戰略。
一、TD-SCDMA的新進展
寬帶無線的主要作用在于接入和應用層面。可以說,從個人全球多媒體無縫隙連接及愈來愈多、愈來愈顯得重要的個性化要求含義上看,未來NGN及GII的接入與應用層面,必將是寬帶無線的世界。
2004年下半年至今,3G在全球已逐步進入良性快速發展時期。在中國,盡管尚未正式發放3G牌照,但對3G發展一直本著積極、穩妥、科學、求實的基本原則,展開了世界上規模最大的3G-FDD,TDD主流體制的技術試驗,特別是對自主創新的TD-SCDMA這一3G-TDD主流體制,面對其后來者的自然弱勢,采取了積極支持、加速發展、面向市場、務實推進的方針。目前,其瞄準商用目標的“規模網絡技術應用試驗”已接近尾聲,取得了一系列重大進展。
TD-SCDMA早在2004年即已取得長足進展。2004年3月30日,大唐第一款手機DTM 8001問世,后又推出“蜂鳥”系列支持低速數據,并參加了MTNet測試,有自主IPR的展訊、天基的雙模多頻芯片及和欣的嵌入式操作系統均已成功發布。2005年二季度,展訊、凱明、T3G,ADI,大唐均成功推出芯片產品并支持14個廠商共20款手機終端及數據卡,成功提交了產業化專項測試檢驗,實現了基本語音及數據業務,其中包括CS64k的可視電話、PS128k-384k的視頻點播,在線電視,Web瀏覽和高速FTP下載的3G類業務,覆蓋測試證實了TD-SCDMA系統可完全滿足獨立蜂窩組網覆蓋要求。覆蓋域大小隨傳輸速率變化不敏感,有利網絡規劃與優化,亦驗證了可支持高速移動環境的應用。在2005年10~11月份的TD-SCDMA終端測試中,各廠家提交的終端數量增多,終端改進速度明顯加快,手機性能比7月份時有明顯提高。在成功完成此專項試驗基礎上,2005年底開始籌劃進入TD-SCDMA的“規模網絡技術應用”試驗階段。在北京和上海兩城市的試驗基礎上,重點擴展了保定、青島、廈門三城市的規模網絡設施建設(每城市規劃基站規模達103~155個,約5000部終端投入試驗運行)與網絡優化及貼近終端、市場的技術應用試驗。其基本目標為全面驗證TD-SCDMA技術、性能(沒有顛覆性技術問題),是否達到了基本商用。對北京、上海二城市,進一步完善終端和系統的功能和性能,為新建試驗網絡做好技術準備,將其作為TD-SCDMA增強技術、演進技術和新業務的驗證基地及TD-SCDMA專業技術人員的培訓基地。在北京新建覆蓋相關部門的試驗區域,為TD-SCDMA商用化發揮引導和示范作用。對保定、青島、廈門三城市新建試驗網絡,應在大規模網絡環境下,全面驗證TD-SCDMA技術、性能和完善TD-SCDMA設備,積累TD-SCDMA網絡建設、規劃和優化的經驗,實現面向實際商用的網絡運營維護、網管和計費等能力。對TD-SCDMA與其它網絡的互聯互通、2G網絡漫游、TD-SCDMA頻率分配、資費和結算等進行試驗,為政府制定相關監管政策提供技術依據,為TD-SCDMA業務開展和商用積累經驗。條件成熟時,發展友好用戶并逐步轉向實際商用,為TD-SCDMA商用贏得先機。除試驗語音、短信、可視電話等基本業務外,還試驗多方通話等補充業務,MMS,流媒體等增值業務,以及互聯互通、異網漫游與計費、網管等運維能力,并將促進手機應用的試驗作為重點考慮對象。顯然,這一試驗是使TD-SCDMA務實推向成功商用的關鍵步驟。
通過該規模網絡技術的應用試驗,取得了一系列對TD-SCDMA系統性能與技術應用的深入理解和商業應用組網的重要進展,例如:
(1)對核心技術智能天線,多用戶、多小區、多扇區聯合檢測,動態信道分配,自適應功率控制能力與效率進行了進一步深入驗證。
(2)對三種基本組網方式,即對控制信道異頻、業務信道同頻的N頻點(如對5MHz帶寬,N=3)同頻組網,控制信道和業務信道均同頻的單載波同頻組網,以及控制信道與業務信道均異頻的單載波異頻組網這三種組網方式的干擾特征、頻譜效率、覆蓋能力進行了深入研究與驗證。
(3)對包括聯合終端運作在內的網絡優化方法與經驗的累積,包括城區、街角、高建筑物周圍傳播影響及對策。
(4)對由幀結構安排導致的下行導頻傳播時延間隔引起的對遠距離基站上行導頻信道干擾的發生與對策的深入研究與驗證,為有效遠程大面積有效覆蓋奠定了基礎。
(5)對端到端接通率、網絡覆蓋性能、增值業務能力、終端與網絡有機集成互通的效果等均進行了深入測試與驗證。
(6)針對智能天線結構導致的站址選擇與裝備的挑戰,由八單元智能天線轉而探索改進算法效率的6及4單元智能天線裝備的實施。
(7)結合大規模網絡建設及超級基站的裝備需要,可較好地適應各類地理環境,擺脫多單元智能天線饋線的累贅,探索、測試了各類射/中頻及基帶拉遠技術的可行性與性能裝備特點的實際實施可行性。
(8)對TD-SCDMA的終端配套、綜合測試和路測與產業鏈的完善及多頻/多模終端的發展及互聯互通起到了重要促進作用。
目前,“規模網絡技術應用”試驗已取得巨大進展,正進入逼近商用的友好用戶試驗階段,用戶終端數量達16000-20000部左右。TD-SCDMA產業聯盟已有成員27家,系統設備開發廠商超過10家,芯片廠商7家,終端廠商20家,智能天線廠商4家,直放/干放站5家,網絡優化4家,測試儀表廠商已多達13家,業務應用5家。對TD-SCDMA而言,正積極審視其在終端及細分市場方面與WCDMA及cdma 2000的差距,力求進一步努力奮進。
3G的發展在全球乃至中國一直頗有爭議。在充分汲取3G發展中全球范圍內多方面教訓的基礎上,我國政府部門確定發展中國3G及3G產業的基本方針與原則為“冷靜、穩妥、科學、求實”及“積極跟進、試驗先行、培育市場、支持發展”。為了在理性與務實驅動下引入3G,信部無[2002]479號文中涉及了中國第三代公眾移動通信系統的框架頻率規劃,充分體現了重視與支持有自主知識產權的TDD方式的發展,并貫徹FDD和TDD有機互補與健康合理發展這一指導思想。對2GHz核心頻段、周邊頻段及現用2G/2.5G自然延伸頻段進行及早規劃,為我國的3G使用相應的FDD和TDD資源,按前后向兼容方式的務實發展奠定了重要基礎,達到了一石多鳥的目標,獲得了國內外一致好評。為科學客觀地評價3G三種主流體制WCDMA,cdma 2000及TD-SCDMA(包括終端在內)的技術、設備與系統的成熟性,從2003年10月開始,進行了世界上規模最大的分階段室內、外場及專項技術試驗與“規模網絡技術應用”試驗,包括與GSM,PHS等系統在內的電磁兼容性能測試,為促進3G在中國務實發展奠定了堅實基礎。
無疑,中國的3G發動似已箭在弦上,人們期望2007年能及時展開。早在2005~2006年,來自高層的信息即已表明,國家對待3G的原則是“培育市場,支持發展”。2005年,信息產業部會同有關部門,適時提出了我國發展第三代移動通信的決策建議,保證2008年北京奧運會上可使用3G。從各方面情況來看,中國發展3G的條件已基本具備,3G發牌照的決策時機已到。目前,我國手機用戶月新增數量不斷增加,如不適時做出3G決策,將造成巨大的浪費。為此,應抓緊研究制定3G技術、業務、資費、監管、頻率指配等相關政策,形成新型產業鏈,促進第三代移動通信快速健康發展。監管部門要將發展3G與深化電信改革、優化競爭結構、完善監管政策、推動具有自主知識產權技術的產業化、形成新的產業鏈結合起來。運營企業要做好充分準備,堅持以市場為導向,做好網絡建設、業務開發、市場培育等方面的工作,并確保利用寬帶無線移動通信等技術為2008年北京奧運會提供通信保障和優質服務。在中國的3G布局中,TD-SCDMA理應占有一席之地。筆者堅信,基于穩健、務實、智慧基礎上,對3G商用進程有全面分析判斷的中國高層一定會抓住最佳時機及時切入,中國決不會錯失3G及3G演進的市場與產業發展的良機。
在目前TD-SCDMA不斷進展的基礎上,以市場驅動及自主創新為導向,積極研究探討TD-SCDMA的下一步務實商用發展途徑,以便在未來中長期寬帶無線移動通信及NGBWM演進發展中扮演一個真正舉足輕重的重要角色,已提上戰略思考議程。
二、TDD(TD-SCDMA)的優點與面臨的挑戰
1.TDD(TD-SCDMA)的優點:
(1)收發信道同頻可導致上下行信道同步估值處理。
(2)易于上/下行不對稱負荷動態均衡。
(3)有利于靈活進行頻率規劃及充分利用空隙頻譜資源,尤其是鑒于未來不同體制寬帶無線FDD全球頻率協調共用愈來愈困難,此優點更凸顯其重要。
(4)容易實施與信道估值密切相關的高效率智能天線、多用戶/多小區/多扇區聯合檢測與軟件無線電等新技術的引入應用。
(5)可避免不同業務的不同擴頻因子約束,易于實施多業務運作時的恒定連續覆蓋。
(6)可同時利用CDMA,TDMA及FDMA與智能天線等自適應處理優勢,改進FDD CDMA自干擾系統的用戶增長時,因自干擾快速增長導致的覆蓋域隨用戶數變化而變化的所謂覆蓋呼吸效應。
(7)窄頻帶多載頻運行有利于網絡規劃及優化處理,有利于異頻補盲及分期擴展建設。
(8)借助新技術的引入,有利于提高頻譜利用率及降低組網成本及前期投入。
2.TDD(TD-SCDMA、)所面臨的挑戰及弱點
(1)收發信道同頻,無法借助頻率選擇性進行干擾隔離,對組網電磁兼容性能不利。
(2)為實施與FDD不同網絡間的共存電磁兼容,一般需預留較大保護帶,從而影響整體頻譜利用效率。
(3)尚無全球TDD大規模組網經驗,應積極思考與應對一些可能會遇到難以預見的挑戰。
(4)由于目前國際發達國家很少明確表態支持TDD(TD-SCDMA)的全球運作,全球漫游服務面臨較大挑戰,應采取策略機智、務實行事的做法,有耐心地積極推進,逐步改變這一狀況。
(5)技術試驗,包括外場測試及終端檢驗雖已取得巨大進展,但從商業應用角度看,WCDMA及cdma 2000均已有四年以上真正商用經驗,即使進行了五城市網絡技術應用的成功試驗,包括對“友好”用戶的應用試驗,仍須認識到,在多廠商環境下,設備、終端細分市場的品種、互聯互通的兼容性和商業模式的有效性等方面均存在嚴峻挑戰。
(6)后向兼容的性價比(特別是在未達大規模量產前),以及前向演進的清晰程度與有吸引力的路標規劃的擬訂依然面臨挑戰,必需加速推進,而這對其實際市場拓展,包括心理因素在內,依然至關重要。
(7)盡管TD-SCDMA聯盟在推進其產業鏈的完善方面得到政府部門的大力支持,已取得了長足進展,但相比WCDMA及cdma 2000而言仍有較大實質差距,包括資本支持及終端應用多樣化在內,一旦同時放發3G執照,其產業鏈的商用競爭挑戰依然相當嚴峻。
三、獨立組網與混合組網的利弊博弈
(1)獨立組網有利于推進TD-SCDMA在應用與市場方面的成熟步伐,尤其在TD-SCDMA尚處于與WCDMA及cdma 2000在應用與市場方面有較大差距的起始階段,更是如此。在此情況下進行混合組網,TD-SCDMA有可能受到冷落,名存實亡,甚至被扼殺的風險。對此,國內設備制造廠商多半持這種觀點。
(2)無移動牌照的運營商對利用TD-SCDMA獨立組網發展3G業務較感興趣。盡管需承擔較多技術、市場、應用等風險,仍希望爭取時間,進行區域試驗,最終推廣至全國組網。
(3)既有移動業務運營商希望獲得TDD捆綁牌照進行混合組網,尤其期望TD-SCDMA真正商用成熟后不致喪失其互補優勢的良機。
(4)有足夠資本實力的FDD,TDD三大主流制式設備制造商,多半傾向TD-SCDMA能混合組網,以便在既有3G FDD市場基礎上同時有效擴展TDD市場,包括海外3G/3G演進的市場。
(5)歸根結蒂,應加速推進TD-SCDMA的真正市場應用能力,除通過規模網絡技術應用試驗的模擬性商用示范網途徑推進其應用外,應盡快協調創造規則政策環境,使TD-SCDMA盡早獲得資本實力較強的運營商的支持,盡早投入實際試商用及商用,在激烈的市場環境中推進其細分市場的業務與應用。為此,應盡快做出果斷決策,以盡快縮小TD-SCDMA與WCDMA及cdma 2000在市場應用方面的差距。
(6)通過上述分析不難理解,隨著TD-SCDMA的真正全面成熟商用,“獨立組網”與“混合組網”的爭論將會淡化,可成為國內、國際運營商根據其自身環境做出一種綜合決策的自然選擇。若“混合組網”如同ZTE在羅馬尼亞已獲得TD-SCDMA在國外的第一個合同那樣,無論從策略意義,還是從戰略、戰術意義上看,均未嘗不是件值得推廣的好事。應充分利用TD-SCDMA的體制優勢及實現優良的實際信價比,把推廣諸如香港地區及韓國等周邊應用和欠發達地區與發展中國家應用作為擴展全球漫游應用的切入點,逐步使TD-SCDMA真正成為名副其實的3G全球主流標準。
(7)其實,這種混合組網策略亦可拓展到可優勢互補增強的其它異構網絡,包括與WiMAX/Wi-Fi類網絡的互補、集成與融合。
四、TD-SCDMA與NGBWM務實發展戰略思考
(1)盡管TD-SCDMA在包括外場及終端在內的技術試驗與規模網絡技術應用試驗中取得了長足進展,但即使對LCR而言,與WCDMA及cdma 2000 1x及EV-DO相比,特別在終端與應用方面仍有較大差距。首先它是后來者,基礎相對薄弱,取得這些進展已實屬不易。另一方面,技術試驗終究不同于商用試驗及商用,就商用試驗及商用經驗而言,WCDMA及cdma 2000在全球已有了4年或更多時間的商用經驗。在市場驅動壓力下,WCDMA的終端及應用瓶頸亦花費了2年左右時間才真正擺脫,可見成功商用的艱巨性,何況TD-SCDMA獨立組網要從零用戶起家。而且,WCDMA進入較為良性發展階段后,在市場驅動下的發展速率一般會更快,TD-SCDMA不作更進一步努力,則此類應用壓力差距將可能進一步拉大。為此,應促使TD-SCDMA更快進入實際應用試驗,應由政府部門協調,創造一定規則政策環境,使TD-SCDMA爭分奪秒,盡早進入真正商業應用試驗,增強其務實商用競爭能力,這樣才能促進國際重量級設備制造商、投資商與運營商擺脫觀望態度,予以積極支持,大力投入,從而真正擴大與逐步完善其產業生態環境。
(2)再接再厲,務實推進,尤其是細分市場的各類商用手機及卡終端,包括GSM/GPRS/TD-SCDMA雙頻一雙模終端的有效推進。首先應注重后向兼容的性價比優勢,在混合組網中亦能呈現其綜合優越性及市場吸引力。
(3)面對4G技術愈來愈多的應用及ITU-R 4G標準與頻譜資源分配的快速推進,極需加速TD-SCDMA的前向增強演進,為國際標準化工作積極貢獻力量,并加速其相應裝備研發生產工作,以及按更高要求及早確定利用MIMO-STC,OFDM/SOFDMA,LDPC等新傳輸技術的標準化路標,有效地向TDD-S 3G/E3G-B3G-邁進,其中包括與多載波捆綁的MC-(OFDM)-SCDMA聯手整合,向FMC方向積極邁進。
(4)在產業鏈打造方面,已成立大唐-上海貝爾□阿爾卡特、華為-鼎橋、中興-愛立信及普天-北電四對較強有力的合作伙伴,可為未來TD-SCDMA產業發展打下良好基礎。另一方面,從未來增強型E TD-SCDMA及NGBWM-TDD角度出發,包括OFDM/SOFDMA及MINO-STC等新技術應用在內,推進與WiMAX等有實力單位的有效合作,認真考慮與務實推進SCDMA,WiMAX,TD-SCDMA等協同、融合創新合作,包括在LTE層面與Mobile WiMAX-802.16m的可能協同與融合,有重要的現實價值與戰略意義。
(5)NGBWM直接體現我國實施中長期規劃“寬帶無線移動通信”這一重要戰略目標,有巨大自主創新空間。對此,必須正確把握自主創新三層次的實質內涵,充分注意加強共贏合作與利用一切可利用的有益國際資源,切忌陷入“閉門創新”這一怪圈之中。以上述SCDMA,WiMAX,TD-SCDMA等協同、融合創新合作為例,密切注視與積極參與以TDD技術為主體的Mobile WiMAX 802.1 6e-2005,802.16m及Mobile WiMAX Version.1的前向演進工作,充分利用WiMAX國際寬帶無線的基礎芯片、應用芯片、規模量產及互聯互通認證測試等有益國際資源與經驗,結合自身“八六三”項目等既有4G-TDD研發進展與經驗,積極探索以TD-SCDMA為基礎進一步共贏合作、快速有效的具中國特色的自主創新演進發展之路,為中國及全球NGBWM-TDD演進發展作出重要貢獻。顯然,妥善處理好自主創新與國際標準化的關系問題至關重要,3G TD-SCDMA國際標準的產業化進展及AVS、閃聯(IGRS)的自主IPR與積極主動的國際標準化進展均為典型示例。可以相信,我國這方面的進展與經驗將愈來愈多,并愈來愈完善,這將有利于務實推進包括SCDMA,WiMAX,TD-SCDMA等的前向演進協同、融合與前向創新合作,并應積極面對各方面挑戰,以共贏合作為基本前提,包括頻率規劃、資源管理以至規則政策與市場開發及應用擴展等在內,均應緊密結合中國國情,積極進行有中國特色的全方位自主創新。
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