CDMA運(yùn)營商的LTE制式選擇

胡樂明

（中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630）

1 CDMA運(yùn)營商的LTE制式選擇問題

CDMA網(wǎng)絡(luò)后續(xù)演進(jìn)的技術(shù)制式已經(jīng)明確為LTE。在2007年和2008年全球最重要的CDMA運(yùn)營商包括Verizon、KDDI以及中國電信等相繼宣布選擇LTE而不是UMB作為向4G演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)后，UMB宣告終結(jié)，從而明確了LTE作為全球CDMA網(wǎng)絡(luò)向4G演進(jìn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

通過LTE的共同選擇，使得3GPP和3GPP2兩大標(biāo)準(zhǔn)陣營在向4G的演進(jìn)上實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，體現(xiàn)了在經(jīng)歷3G的發(fā)展后產(chǎn)業(yè)界的理性和成熟，對全球通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分積極的意義。其實(shí)，UMB與LTE在技術(shù)上本來就沒有本質(zhì)上的不同，都是OFDM和MIMO技術(shù)的一種實(shí)施應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)甚至在標(biāo)準(zhǔn)上也都趨同。而現(xiàn)有3G開放的、基于IP的核心網(wǎng)，本身就可以支持對不同接入技術(shù)的選擇，再加上OFDM的LTE無論對于cdma2000還是WCDMA而言，都是新的疊加網(wǎng)，后向兼容性已經(jīng)減弱，因此在向4G的演進(jìn)上再刻意堅(jiān)持不同的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)沒有多大的實(shí)際意義。最終兩大陣營能夠在LTE上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的一致，對于產(chǎn)業(yè)鏈的各方面都是利大于弊的。因此，CDMA選擇LTE作為后續(xù)演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，不論是對于運(yùn)營商還是對于技術(shù)開發(fā)商，都不是一種不得已的放棄或損失，而是一個(gè)更加合理、也更符合自己利益的選擇，是全球產(chǎn)業(yè)鏈一種理性共贏的結(jié)果[1]。

然而，即使在明確了LTE作為4G的選擇以后，也依然存在TDD和FDD的選擇問題，即選擇TD-LTE還是LTE FDD。這個(gè)問題，對于具有不同背景和基礎(chǔ)的運(yùn)營商而言仍然是一個(gè)十分關(guān)鍵的戰(zhàn)略抉擇。選擇得當(dāng)，將有助于后續(xù)的良性發(fā)展，而選擇失誤，則可能會使運(yùn)營商的后續(xù)發(fā)展陷入困境。

下面，將從CDMA運(yùn)營商的角度，對是選擇TD-LTE還是LTE FDD的問題進(jìn)行分析。分析中假定頻譜的獲得不是問題。

2 影響選擇的主要因素

決定LTE制式選擇的決定性因素是現(xiàn)有3G網(wǎng)絡(luò)的制式。

首先，因?yàn)長TE在覆蓋上較3G差，加上LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署的長期性，使得在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)單獨(dú)的LTE網(wǎng)絡(luò)都無法在覆蓋上滿足要求，業(yè)務(wù)經(jīng)常需要回落到3G網(wǎng)絡(luò)，因此仍需要3G網(wǎng)絡(luò)作為LTE網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充；其次，由于LTE核心網(wǎng)只有分組域而沒有電路域，不能提供電路交換型的話音業(yè)務(wù)，因此話音業(yè)務(wù)在許多情況下仍需由3G網(wǎng)絡(luò)承載；再者，對于絕大多數(shù)的運(yùn)營商，其3G網(wǎng)絡(luò)即使在LTE商用化之后也仍將繼續(xù)與LTE共存[1]。因此，LTE與3G共存發(fā)展的雙模運(yùn)營策略將是全球絕大多數(shù)運(yùn)營商的必然選擇。正是這種雙模運(yùn)營的必然性，使得現(xiàn)有3G網(wǎng)絡(luò)與LTE的關(guān)系成為影響運(yùn)營商LTE制式選擇的決定性因素。

3 LTE FDD是CDMA演進(jìn)的合理選擇

由于現(xiàn)有的CDMA網(wǎng)絡(luò)為FDD，因此對于CDMA運(yùn)營商而言，在現(xiàn)有的FDD的CDMA網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上向LTE FDD演進(jìn)無疑是最自然和最合理的選擇，將大大有利于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和部署建設(shè)，使得雙模網(wǎng)絡(luò)獲得最優(yōu)化的性能并降低投資，在多模終端設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈、國際漫游以及后續(xù)演進(jìn)等方面也將更為有利。

4 CDMA運(yùn)營商選擇TD-LTE面臨的問題

如前所述，由于LTE的商用化將是3G和LTE雙模運(yùn)營，而不是單獨(dú)運(yùn)營LTE網(wǎng)絡(luò)，因此如果CDMA運(yùn)營商選擇TD-LTE，則CDMA與TD-LTE這種雙模的制式組合，將有可能產(chǎn)生一系列的嚴(yán)重問題，主要有以下幾點(diǎn)。

（1）互操作性等技術(shù)困難

首先，在 LTE與CDMA的互操作性（IOT）技術(shù)推動(dòng)上將面臨極大的困難。互操作性的實(shí)現(xiàn)和測試是十分復(fù)雜、極為耗時(shí)的工作。目前全球CDMA和LTE的IOT試驗(yàn)和測試只在LTE FDD上進(jìn)行過，而對于CDMA和TD-LTE這種組合，由于迄今尚不存在商用化的需求，因此其互操作性的技術(shù)發(fā)展，包括技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品規(guī)范、產(chǎn)品開發(fā)以及配套技術(shù)（如測試儀表）等，至今沒有得到任何的關(guān)注和推動(dòng)。假如一家CDMA運(yùn)營商選擇了TD-LTE，則僅在CDMA和TD-LTE的互操作性測試上便有可能耗費(fèi)多達(dá)一年的時(shí)間，這將直接影響運(yùn)營商LTE商用化業(yè)務(wù)的上市時(shí)間。

（2）成為特殊專有的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)全球運(yùn)營商不同3G制式的分布和LTE制式的選擇情況，目前已存在3種主要的3G和LTE雙模組合，分別 為 WCDMA （包 括 HSPA）+LTE FDD、WCDMA/TD-SCDMA+TD-LTE以及CDMA+LTE FDD。假如有CDMA運(yùn)營商在LTE上選擇TD-LTE，則將出現(xiàn)第4種組合，即CDMA+TD-LTE。顯然，這種雙模組合將成為通信產(chǎn)業(yè)陣營中一個(gè)十分孤立而且極端弱小的特殊制式組合，在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)上陷入一種“孤島”的局面。例如，cdma2000 1x+Ev-Do+TD-LTE的多模手機(jī) （如果考慮國際漫游的話還需加上WCDMA和LTE FDD）便是一個(gè)獨(dú)有的孤立類型。由于被排除在主流需求之外，缺乏產(chǎn)業(yè)同盟力量的支持，必然會導(dǎo)致技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)上的被動(dòng)以及后續(xù)演進(jìn)發(fā)展上的極大風(fēng)險(xiǎn)，使運(yùn)營商的LTE建設(shè)、運(yùn)營和發(fā)展都陷入極大的困境。

（3）極弱產(chǎn)業(yè)鏈的影響

在LTE發(fā)展上，基于頻譜資源、與現(xiàn)有3G的自然銜接以及全球運(yùn)營商的選擇等因素，使得LTE FDD居于無庸置疑的主導(dǎo)地位。根據(jù)GSA 2012年11月的報(bào)告[2]，在全球已經(jīng)宣布選擇LTE或者正在測試LTE的105個(gè)國家的360家運(yùn)營商中，涉及TD-LTE的僅為52家；在已發(fā)布的來自83個(gè)廠商的560款LTE終端設(shè)備中，能夠支持TD-LTE的僅有115款[3]。因此，TD-LTE是LTE中的弱勢產(chǎn)業(yè)鏈。而在3G上，CDMA本身與GSM相比差距懸殊，已經(jīng)是一個(gè)弱勢的產(chǎn)業(yè)鏈，CDMA運(yùn)營商的移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展也因此一直處于不利的局面。假如CDMA運(yùn)營商在LTE上再選擇TD-LTE，則其CDMA+TD-LTE的雙模組合就會是兩個(gè)弱勢產(chǎn)業(yè)鏈的疊加，形成弱上加弱、更加弱小的產(chǎn)業(yè)鏈。目前全球共有移動(dòng)用戶數(shù)約66億，其中GSM/WCDMA總用戶數(shù)約58億，而全球CDMA總用戶數(shù)約8億，只大約與中國移動(dòng)一家的用戶數(shù)相當(dāng)。在CDMA的規(guī)模本就與GSM/WCDMA相差懸殊，而且全球CDMA運(yùn)營商的主流均已選擇LTE FDD的客觀現(xiàn)實(shí)下，如果一個(gè)CDMA運(yùn)營商在LTE上選擇TD-LTE，則這個(gè)CDMA+TD-LTE雙模組合的長遠(yuǎn)用戶規(guī)模將可能只有主流雙模組合WCDMA+LTE-FDD的幾十分之一[2,4]，這將在全球的通信產(chǎn)業(yè)上形成一個(gè)空前弱小而且極端孤立的特殊陣營。由于這種雙模組合的孤立性以及市場空間很小，并且CDMA運(yùn)營商的主流均已確定采用LTE FDD，因此CDMA+TD-LTE這種雙模組合在全球已不存在其他的市場空間和推廣價(jià)值，因此其產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈支持必然較弱，將無法形成正常發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

CDMA運(yùn)營商本就已對弱勢產(chǎn)業(yè)鏈的不利影響有切膚之痛，而CDMA+TD-LTE制式組合的產(chǎn)業(yè)鏈弱勢將比CDMA更加嚴(yán)重，其結(jié)果必然是雪上加霜，導(dǎo)致技術(shù)發(fā)展滯后，設(shè)備價(jià)格昂貴，終端產(chǎn)品種類少、價(jià)格高、推出時(shí)間滯后，無法為用戶提供良好的產(chǎn)品和服務(wù)，后續(xù)演進(jìn)發(fā)展也將失去保障，運(yùn)營商的業(yè)務(wù)經(jīng)營將陷入極端困難和被動(dòng)的境地。

（4）國際漫游問題

運(yùn)營商的國際漫游業(yè)務(wù)包括漫出和漫入。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量成為運(yùn)營商業(yè)務(wù)收入主流的4G時(shí)代，國際漫游變得越來越重要。如果一個(gè)CDMA運(yùn)營商在LTE上選擇了TD-LTE，其CDMA+TD-LTE的覆蓋區(qū)域便會成為全球覆蓋上的“孤島”。一方面，CDMA+TD-LTE極弱的產(chǎn)業(yè)鏈必然造成適合其國際漫游的超多模終端設(shè)備的品種稀缺和支撐乏力，制約用戶的漫游出國。另一方面，由于世界手機(jī)產(chǎn)品的主流都不支持CDMA+TD-LTE這種雙模組合，這又使得該運(yùn)營商無法承接國際漫游的漫入業(yè)務(wù)。這種局面將使運(yùn)營商在全球漫游業(yè)務(wù)上陷入嚴(yán)重的困境，成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代全球化的“孤島”和棄兒。

（5）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資額外增加的可能性

雖然TD-LTE在頻譜的有效利用上具有優(yōu)勢，但由于與FDD相比，TDD只能有部分時(shí)隙用于信號發(fā)射，其上行時(shí)隙占比平均只有FDD的50%，因此在頻率和帶寬相同、上下行比例為 1∶1時(shí)，TD-LTE的鏈路預(yù)算與LTE FDD相比有約3 dB的差距，這是TDD與FDD在覆蓋上的天然差距[5,6]。為了彌補(bǔ)這個(gè)覆蓋差距，TD-LTE要么必須采用8天線和波束成形技術(shù)（而LTE FDD只需要2天線）獲得覆蓋的增強(qiáng)，要么則必須額外建設(shè)更多的基站。對于CDMA運(yùn)營商來說，8天線的全面采用將需要改造 （如果改造是可能的話）原有的CDMA站址，而不采用8天線則必須增加可能多達(dá)一倍的站址。不論是哪種情況，對于CDMA運(yùn)營商來說都意味著LTE投資的額外增加。

必須指出，上面分析的問題，既不是TD-LTE的問題，也不是所有運(yùn)營商選擇TD-LTE的普遍問題，而是CDMA運(yùn)營商選擇TD-LTE特有的問題。

綜上所述，如果一個(gè)CDMA運(yùn)營商在LTE上選擇TD-LTE，將會形成通信市場和產(chǎn)業(yè)上一個(gè)十分弱小和孤立的特殊雙模組合，可能導(dǎo)致技術(shù)發(fā)展滯后，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資增大，無法形成健康的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，終端產(chǎn)品種類缺乏價(jià)格高昂，后續(xù)的技術(shù)演進(jìn)發(fā)展缺乏保障，在業(yè)務(wù)經(jīng)營和長期發(fā)展上陷入困難和被動(dòng)。

1 胡樂明.CDMA運(yùn)營商Ev-Do與LTE共存發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略.電信科學(xué)，2010（2）

2 GSA.Evolution to LTE Report,November 2012

3 GSA.Status of the global LTE TDD Market,November 2012

4 Ericsson.Ericsson Mobility Report,November 2012

5 龍紫薇.LTE TDD與LTE FDD技術(shù)比較.http://labs.chinamobile.com/mblog/628_4871，2008

6 Qualcomm.LTE TDD,the Global Solution for Unpaired Spectrum，September 2011