TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)重要性淺談

童恩，邵建，韋龐

（中國移動通信集團(tuán)江蘇有限公司，江蘇 南京 210012）

1 國內(nèi)4G發(fā)展現(xiàn)狀

截至2014年12月底，中國移動發(fā)展的4G用戶已超過9 000萬，建設(shè)的4G基站數(shù)超過60萬個。以江蘇分公司為例，已發(fā)展超過800萬的4G用戶，并開通了超過5.6萬個基站，4G信號城區(qū)覆蓋率100%。從2013年底4G牌照發(fā)放到現(xiàn)在短短一年時間，基于中國移動TD-LTE的4G市場發(fā)展喜人，且4G用戶量仍在快速增長中。

4G在短時間內(nèi)取得如此成就，歸功于國內(nèi)用戶對移動寬帶的強(qiáng)烈需求，同時得益于如下3個方面：

（1）技術(shù)/網(wǎng)絡(luò)制式

據(jù)GSA（Global mobile Suppliers Association）數(shù)據(jù)統(tǒng)計（GSA’s Evolution to LTE report，September 17，2014），全球已有27個國家建設(shè)了40個商用的TDLTE網(wǎng)絡(luò)；其中有13個電信運(yùn)營商啟用TDD+FDD混合組網(wǎng)，如沙特電信（STC）。因此TD-LTE無論是在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面還是市場商用方面都是成熟的。

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)是開放融合的，與國外WCDMA、LTE FDD網(wǎng)絡(luò)無縫對接，支持用戶國際漫游（注：需使用支持多模網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)）。

（2）芯片/終端產(chǎn)業(yè)鏈

商用僅一年時間的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)支持的終端就有數(shù)百款，且千元機(jī)的占比超過50%，如中國移動自主品牌手機(jī)M812。4G終端所用的通訊芯片，不僅有國內(nèi)優(yōu)秀的展訊、MTK等品牌，也有TD-SCDMA時代缺席的高通產(chǎn)品，大多支持5模10頻，甚至有新品支持更多的制式和頻段。由此可見，對比TD-SCDMA發(fā)展之初，通訊芯片、移動終端等產(chǎn)業(yè)鏈各方的大力投入，也促進(jìn)了4G市場的快速發(fā)展。

（3）市場發(fā)展趨勢

近年來，隨著低價智能手機(jī)的普及和OTT業(yè)務(wù)的發(fā)展，移動用戶對高速無線寬帶的需求日益增強(qiáng)，只有4G能滿足。

受到微信等為代表的移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的沖擊，電信運(yùn)營商傳統(tǒng)的語音、短信及彩信收入不斷下滑；而4G時代，數(shù)據(jù)流量收入進(jìn)入了快速增長期，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)收入的下滑；因而對于國內(nèi)電信運(yùn)營商，數(shù)據(jù)流量和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的收入占比不斷增長也是未來趨勢，大力發(fā)展4G是市場驅(qū)動。

綜上所述，4G的快速發(fā)展與普及是必然的，那么問題來了：TD-SCDMA完全過時了嗎？

2 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的重要意義

2.1 業(yè)界的質(zhì)疑

從2009商用到現(xiàn)在，TD-SCDMA就不斷受到行業(yè)內(nèi)外的質(zhì)疑。有人認(rèn)為，TD-SCDMA對比國際主流制式的WCDMA網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)不成熟、網(wǎng)速太慢、太封閉而不能與國際接軌等；也有人認(rèn)為，TD只能在國內(nèi)使用，不能引導(dǎo)很多國際通信廠商（包括終端、芯片、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）參與到TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)鏈里來，因而所謂的知識產(chǎn)權(quán)沒有發(fā)揮作用；還有人認(rèn)為，隨著4G的發(fā)展，TD-SCDMA會被棄用等。諸如此類的批評一直伴隨著TD的發(fā)展過程。

針對業(yè)界的質(zhì)疑，可以簡單分析如下：

◆WCDMA能提供384kbps—2Mbps的傳輸速率，而TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)在城區(qū)環(huán)境下一般也能達(dá)到1Mbps，所以相差不大。在全球已商用的WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，很多應(yīng)用了3.5G、4G的技術(shù)如HSDPA（高速下行分組接入）、HSPA+（增強(qiáng)型高速分組接入技術(shù)）、MIMO（多進(jìn)多出）等，所以無線傳輸速率得到了大幅提升，理論速率可達(dá)21Mbps甚至更高；但在實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，基站不可能把一個載頻的所有信道只分配給一個用戶使用；而且CDMA（碼分多址）本身就是干擾受限系統(tǒng)，多個用戶在一個小區(qū)內(nèi)互相會產(chǎn)生干擾，使得每個用戶的實際速率很難達(dá)到理論值。

◆隨著4G的高速發(fā)展，中國移動明確要求廠商提供的芯片、終端（手機(jī)等）等必須支持TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，而3G時代缺席的很多廠商（如高通等）也紛紛加入了TD-SCDMA的陣營，推出支持TD多模的芯片或終端產(chǎn)品。因此，中國TD-SCDMA的知識產(chǎn)權(quán)將繼續(xù)發(fā)揮著重要作用，為國內(nèi)電信運(yùn)營商、電信設(shè)備商帶來一定的話語權(quán)。

2.2 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的重要性

表1所示為國內(nèi)某省的2個城市2014年12月份的移動手機(jī)上網(wǎng)用戶數(shù)的統(tǒng)計情況（其中城市1為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地市；城市2為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地市）：

表1 手機(jī)上網(wǎng)用戶統(tǒng)計

分析表1中數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)：

◆使用3G網(wǎng)絡(luò)（TD-SCDMA）的用戶數(shù)占比高且一般超過40%，3G現(xiàn)網(wǎng)的用戶眾多，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)城市使用3G的用戶越多。

◆使用2G上網(wǎng)的用戶數(shù)量也非常大，通過分析可以得出原因：移動用戶的上網(wǎng)需求強(qiáng)烈、現(xiàn)網(wǎng)支持3G和4G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)偏少，導(dǎo)致很多移動用戶仍舊使用GPRS上網(wǎng)（如看新聞、瀏覽網(wǎng)頁等）。

隨著眾多品牌的芯片、手機(jī)等對3G/4G網(wǎng)絡(luò)的支持，后續(xù)使用3G/4G網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量將會持續(xù)增加。

◆4G發(fā)牌僅一年時間，目前除了城區(qū)外，很多城鄉(xiāng)結(jié)合地段、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等區(qū)域缺少4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，因而仍然需要依賴3G網(wǎng)絡(luò)來提供移動寬帶服務(wù)。

中國移動的TD-SCDMA用戶數(shù)超過了2.3億，國內(nèi)很多城市仍需要3G網(wǎng)絡(luò)提供無線寬帶服務(wù)，因此TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮著重要作用。

2.3 國內(nèi)外通信體制的博弈

由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織制定并首先在歐洲商用推廣的GSM（全球移動通信系統(tǒng)）擁有優(yōu)異的系統(tǒng)開放性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化等特性，支持移動手機(jī)用戶在不同國家之間的漫游，因而在全球商用20多年后仍是目前全球最廣泛的2G移動通信標(biāo)準(zhǔn)。基于GSM網(wǎng)絡(luò)的成功經(jīng)驗和CDMA等技術(shù)，從上世紀(jì)90年代開始，歐洲和日本主導(dǎo)研究WCDMA技術(shù)并推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程；在1998年底成立的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP（Third Generation Partnership Project）的主要任務(wù)是推動2G到3G網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡和3G國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，其將WCDMA推廣成為第一個3G國際標(biāo)準(zhǔn)。在2001年第一個WCDMA網(wǎng)絡(luò)開始商用，截至2008年底，全球就有超過200多個WCDMA網(wǎng)絡(luò)商用。CDMA2000的技術(shù)研發(fā)和網(wǎng)絡(luò)商用也同樣很早，先發(fā)優(yōu)勢導(dǎo)致我國的TD-SCDMA發(fā)展過程充滿很多困難和阻礙。

在WCDMA/CDMA2000技術(shù)已在全球成熟并商用的背景下，本世紀(jì)初國內(nèi)才開展TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的研發(fā)和試驗工作，而且當(dāng)時的TD-SCDMA碰到技術(shù)不成熟、缺乏實際的現(xiàn)網(wǎng)部署和商用經(jīng)驗、國外產(chǎn)業(yè)鏈（如通訊芯片廠商、終端制造商、大網(wǎng)設(shè)備廠商等）不投入研發(fā)等問題，在諸多劣勢條件下，有自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA技術(shù)在“黑暗”中前進(jìn)，經(jīng)過不斷地研發(fā)、試驗和完善，2009年開始商用，經(jīng)過近幾年中國移動的商用建設(shè)和運(yùn)營優(yōu)化，TD-SCDMA已成為一種成熟的3G技術(shù)，服務(wù)于國內(nèi)超過2.3億的移動用戶。面對諸多的不利因素、歷經(jīng)太多的艱辛，中國移動不負(fù)眾望，成功地開展了TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)的商用運(yùn)營。

從國際2G、3G、4G的發(fā)展過程來看，所有3G制式的網(wǎng)絡(luò)都是過渡階段，國外很多運(yùn)營商3G網(wǎng)絡(luò)的商用時間較短；我們國家當(dāng)初堅持了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA技術(shù)，對自主知識產(chǎn)權(quán)、人才培養(yǎng)、技術(shù)和經(jīng)驗積累等起到了很重要的作用。在TDSCDMA、WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的制定、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的研發(fā)過程中，國內(nèi)設(shè)備商如華為、中興等通過自主研發(fā)積累了很多技術(shù)專利和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)維護(hù)經(jīng)驗；這為國內(nèi)廠商參與4G標(biāo)準(zhǔn)的制定、專利的申報提供了基礎(chǔ)；未來5G的標(biāo)準(zhǔn)制定未必由國外主導(dǎo)。

3 網(wǎng)絡(luò)升級是市場發(fā)展的必然趨勢

3.1 發(fā)展4G的必然性

2G網(wǎng)絡(luò)最初為語音通話設(shè)計，隨著用戶對移動數(shù)據(jù)通信（如手機(jī)上網(wǎng)、收發(fā)彩信等）的需求，GSM網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)升級以支持?jǐn)?shù)據(jù)通訊功能（即GPRS，通用分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)），2G網(wǎng)絡(luò)的無線帶寬僅有幾十Kbps，手機(jī)打開一個網(wǎng)頁需要等待的時間很長且不能下載大文件（如視頻片段等），用戶對無線寬帶下載的市場需求催生了3G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括全球廣泛規(guī)模商用的WCDMA、TD-SCDMA（中國移動）、CDMA2000（北美、中國電信等），3G網(wǎng)絡(luò)下行速率一般能穩(wěn)定達(dá)到1Mbps，但隨著智能手機(jī)的處理能力不斷增強(qiáng)、移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)（如各種各樣的手機(jī)APP應(yīng)用）的快速發(fā)展，用戶對OTT（Over The Top）業(yè)務(wù)的需求日益增加，如手機(jī)實時視頻通話、網(wǎng)絡(luò)大文件下載等，3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足用戶的移動寬帶需求，此時4G LTE誕生并逐步在全球推廣應(yīng)用。因而無論從用戶需求還是從移動通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)來看，4G的商用推廣是必然。

在國內(nèi)移動用戶規(guī)模持續(xù)增長的勢頭下，國內(nèi)電信運(yùn)營商的短信業(yè)務(wù)使用量、語音通話分鐘總數(shù)同比大幅度下滑；而2014年移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量是2013年的近乎2倍，流量收入在營收中的占比也越來越大；未來電信運(yùn)營商的語音、短信、彩信等業(yè)務(wù)都有可能向數(shù)據(jù)通道上遷移。因而對電信業(yè)而言，大力發(fā)展4G是通信行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

3.2 從3G演進(jìn)看中國4G的發(fā)展規(guī)劃

我們國家規(guī)模商用了所有的3G體制，不管是WCDMA、TD-SCDMA還是CDMA2000都是基于CDMA（碼分多址）的技術(shù)，對比FDMA（頻分多址），CDMA本身是干擾受限的系統(tǒng)，同頻系統(tǒng)存在本小區(qū)其他用戶和相鄰小區(qū)的干擾，因而系統(tǒng)容量和通信速率受限，且一個小區(qū)內(nèi)多用戶共享通信帶寬；而4G無線側(cè)的核心技術(shù)是OFDM（正交頻分復(fù)用）而非CDMA，運(yùn)用OFDM技術(shù)可充分利用有限的頻譜資源，提高頻譜效率和系統(tǒng)容量，同時結(jié)合MIMO（多進(jìn)多出，多天線技術(shù)）、載波聚合等技術(shù)，將會大幅度提高無線帶寬以達(dá)到“上百M(fèi)bps”的速率。因而從技術(shù)上不僅TD-SCDMA要升級到4G TD-LTE（Time Division-Long Term Evolution）網(wǎng)絡(luò)，WCDMA、CDMA2000也一樣要升級到4G。

4G LTE系統(tǒng)同時定義了FDD（頻分雙工）和TDD（時分雙工）這2種制式，LTE FDD由于其技術(shù)成熟度較高、應(yīng)用時間較早、系統(tǒng)復(fù)雜性較低等原因，使得在全球的標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展均領(lǐng)先于TDLTE；但TDD是基于時分的技術(shù)，因上行、下行通信都使用相同的載頻，可節(jié)約寶貴的頻率資源。TDSCDMA也是基于時分的技術(shù)，因而可直接升級成TD-LTE，中國移動的TD-LTE無線幀結(jié)構(gòu)主體符合國際標(biāo)準(zhǔn)，同時借鑒了TD-SCDMA；因而是開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的，這是一個網(wǎng)絡(luò)得以推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)。

在沒有任何參考下TD-SCDMA摸索發(fā)展這么多年，有很多寶貴的經(jīng)驗值得4G參考。比如當(dāng)年的TDSCD MA使用了獨(dú)立組網(wǎng)，大大限制了用戶在國外的漫游。如果當(dāng)時國內(nèi)電信運(yùn)營商建設(shè)3G時采用混合組網(wǎng)的方式，3G用戶的國際漫游、3G網(wǎng)絡(luò)的國際化也許就沒有問題了。在4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，應(yīng)該考慮引入融合組網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，如同時部署TDD和FDD網(wǎng)絡(luò)，則可與國際主流的FDD運(yùn)營商無縫對接，實現(xiàn)用戶的國際漫游；又可實現(xiàn)與TD-LTE、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的自由切換，方便用戶使用移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

4 結(jié)束語

在4G的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營推廣中，可以借鑒TDSCDMA的寶貴經(jīng)驗，避免再走很多彎路。通信行業(yè)依然要以市場為主導(dǎo)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要開放和標(biāo)準(zhǔn)化才能廣泛應(yīng)用。

[1]黃靜,朱欣遠(yuǎn). 4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)及其展望探究[J]. 中國新通信, 2014(3): 119-120.

[2]陳起增. 江蘇移動4G用戶突破700萬[N]. 南京晨報,2014-12-23(A30).

[3]徐嘯濤,俞芳,夏敏磊. 淺析3G民族標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用, 2012(5): 47-49.

[4]鄭有強(qiáng),徐兆吉. TD-LTE業(yè)務(wù)承載能力及應(yīng)用分析[J].移動通信, 2010(5): 54-57.

[5]許寧,石浩. TD-LTE與LTE FDD的技術(shù)比較與融合發(fā)展[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2012(7): 28-32.