移动超宽带频谱战略

移动超宽带频谱战略

Dingyun

急速发展的移动互联对无线的基本资源频谱提出了挑战。从历史看,全球大约每5-8年有一次重大频谱分配,2015年是重要的WRC-15,将决定未来频谱架构。业界主要有两个诉求:如何规划更多新频谱,以及如何持续创新,提升频谱使用的整体效率。

2014年11月,在全球100多个国家参与的双11电商节里,阿里巴巴当天的总成交额达到了571亿人民币(93亿美元),得益于移动宽带和智能手机的快速普及,移动端的成交额超过了39亿美元(42%),是2013年手机成交额的460%,创造了移动支付的全球新记录。 

我们站在这样一个历史拐点上,移动互联第一次让科技以极其可接受的成本为全世界的人们所享有,并以前所未有的速度迅速普及。比如同样在双11这一天,手机成了最热门也是销售额最大的商品,中国所有电商在24小时内卖出了260万部新手机。所以,我们预测到2017年,全球移动智能终端的用户数将等同于互联网的用户数。 

急速发展的移动互联对无线的基本资源频谱提出了挑战。从历史看,全球大约每5-8年有一次重大频谱分配,2015年是重要的WRC-15,将决定未来频谱架构。

对于频谱,业界主要有两个诉求。一个是如何超越界限,推动更多新频谱的规划,为未来各个国家的频谱发放搭好框架;二是推动产业链持续创新,提升频谱使用的整体效率,实现更好的资源利用,提供更好的连接体验。

首先要考虑给予未来更多频谱资源

根据ITU预测,到2020年,移动宽带的连接速率将超过目前LTE的百兆级,进入以Gbps为代表的新的移动宽带时代,连接终端的数量也会超过300亿。华为预测,在这300亿中,有80亿是人和人的连接,还有160亿是人和机器的连接,剩下60亿是机器和机器的连接。终端引发的流量增长,将达到100倍。ITU预测了一个流量增长的保守模型,即44倍的增长;还有一个高增长的模型,即80倍的增长。这样的流量增长对频谱提出了需求,分别是1340MHz和1960MHz。

但是,目前全球各个国家和地区,已经发放的频谱资源少于800MHz,相比ITU2020规划的最低流量的场景,也存在着500MHz以上的差距;跟高流量模型的场景相比,更有1000MHz的差距。各个国家已经采取了积极的措施。

比如,欧盟预估在2020年,频谱资源的缺口将会达到1100MHz,除了发放的800MHz频率以外,正在研究700MHz给无线通信使用。美国也在研究升级数字化广播的频段,在700MHz这个频率上,释放更多的频谱给无线通信。中国正在积极制定措施,已经发放2.3GHz、2.6GHz的新频谱用于4G建设,正在研究1800MHz新频谱增补到LTE建设中。

因此,除了ITU已经规划的频谱资源外,我们希望在WRC-15上,全球各个区域的监管机构、政府能够消除分歧,达成共识,至少要落实大于500MHz的新频谱。我们认为潜力比较大的频段,第一个是UHF-Band(470-694/8),为农村地区提供广覆盖和消除数字鸿沟的黄金频段,同时作为物联网的基础频段。第二个频段是L-Band(1.4GHz),这是类似1800MHz的新黄金频段,可作为部分区域的漫游频谱,强健移动网络产业。第三个频段是获得了全球大部分国家和地区的支持的C-Band(3.3G-5GHz),我们希望在C-Band能够得到一段完整和连续的频段,用于承载快速增长的MBB流量。

WRC-15第二个工作目标是建议为WRC-19设定频谱规划相关工作的议程。WRC-19的频谱规划要为2020年后到来的5G服务,频谱范围将从WRC-15的6GHz以下延伸到100GHz的高频,我们需要提前协同规划,在6GHz以下为5G找到核心频段,同时在高频段争取释放大于2GHz连续带宽的全球统一频段给MBB产业,以迎接5G超宽带万物互联时代的到来。

其次考虑创新驱动频谱效率提升

目前,除了上面提到的Licensed频谱外,我们还有一个宝库,那就是已发放的约600MHz的Unlicensed频谱。这些频谱对各种技术开放,目前还主要是WiFi技术在使用这些频谱。WiFi为人们带来了方便、快捷的无线连接体验,为推动无线互联产业做出了很大贡献。但是现在看来,资源使用效率和提供的业务质量,距离我们的期望还有较大的差距。 

我们对全球一些机场的WiFi使用速率做了调研,从结果来看,在用户密集、众多AP接入点的场景下,用户体验很难达到超过1Mbps的体验。而1Mbps体验,是从3G技术实施以来,MBB用户希望提供的最基础需求。

我们来看另外一个案例,北京机场的改造。用几乎一样的站点数量和发射功率,我们在北京机场部署了LTE的AP。总带宽80MHz的WiFi平均速率约0.5Mbps,而20MHz频谱带宽LTE小站网络的用户平均速率达到50Mbps,即LTE商用速率是WiFi的100倍,多用户场景对比测试也证明了这个结果。造成这一巨大效率差距的主要原因是WiFi采用了比较简单的调度机制(CSMA/CA),与具有先进调度算法和干扰控制方案的LTE相比,在公共的、有多AP接入点和多用户的情况下,WiFi的速率会急剧下降。

由于公共WiFi热点的低效导致较差的用户体验,根据英国EE的《Mobile Living Index》报告,EE 43%的LTE用户会因此减少公共WiFi热点的使用。

面对目前巨大但低效的非授权频谱资源,我们该如何充分挖掘这个宝库呢?对此,华为与业界合作伙伴们正在把Unlicensed频段引入到LTE系统中,以提升Unlicensed效率。

这种基于Licensed频谱来使用Unlicensed频谱的技术,称为LAA(Licensed Assisted Unlicensed Acess)。利用LAA,运营商可以充分使用所有可用频谱。而且,当Unlicensed频段受到干扰时,可以把用户调度到Licensed频段,来保障用户业务体验的连续性。因此,LAA技术可以帮助移动运营商充分利用各种频谱资源,有效降低频谱方面的成本。

携手共建全联接世界

LAA技术带来的另外一个好处是架构统一,现有的LTE架构可以平滑引入LAA。首先,合一芯片支持无线侧的共部署。其次,我们可利用现有的LTE核心网、用户管理中心和计费中心等设备,实现统一资费策略、统一用户运营管理、统一网络运维。而产业链上的主流芯片厂商,如高通和海思,都提供了相应的终端解决方案,预计2015年末到2016年初,大家将能感受到LAA带来的美好的移动互联体验。

回顾无线技术的演进过程,用户对带宽的诉求越来越大,频段越来越多。每一代无线技术的进步,需要更多的频谱,实现更高的效率。当前,LTE-4G已规模部署,4.5G预计将于2016年商用。4.5G在频谱上继续创新,首先是融合FDD、TDD为One LTE,更进一步是在现有的LTE架构中引入Unlicensed频谱,部署LAA,丰富运营商资源,降低成本,实现超过Gbps的用户体验。当然,我们认为未来5G将融合所有的技术和频段,连接人与人、物与物,最终实现全面的移动互联。

我们希望跟移动宽带产业界所有成员,相互沟通、相互了解,共同展望未来,建立合作关系,消除界限和分歧,促成更加积极的频谱政策,一方面为未来MBB的发展提供超过1000MHz的频谱资源,另一方面共同推动LAA等创新技术的商用,携手共建更美好的全联接世界。