国内已经正式开展3G商用,同时,业界对LTE和4G的关注也越来越多。为了从多方面为读者理清LTE发展脉络,介绍4G研究进展,本刊特别联合未来移动通信论坛(FuTURE论坛)开辟了“LTE/4G专家论坛”,将陆续邀请业界知名专家学者,共同探讨LTE/4G发展的关键问题。
TD-LTE在未来能够实现平滑演进,有待于TD-SCDMA完善解决网络、终端、业务创新瓶颈并最大化其商用价值。
《通信世界》:国内3G真正商用之后,业界对TD-SCDMA(以下简称TD)技术及TD-LTE演进技术都非常关注。在您看来,目前TD产业链还存在哪些薄弱环节?在吸引用户方面,TD发展还需加快解决哪些问题?
张平:TD-SCDMA的商用,目前还有几个现实问题需要解决。
第一,是网络覆盖。从系统角度上看,网络覆盖的目的是没有盲点,3G业务使用的频点比2G高,室内覆盖的盲点比较多,这问题在TD网络上也比较明显。对于室内覆盖方面的问题,目前业界热议的家用基站例如Femtocell等可以在一定程度上提供解决方案。
第二,终端方面也存在现实问题,TD终端产业链包括芯片厂商、工艺设计商、终端制造商、测试厂商等,每个环节都很重要,但TD终端的薄弱环节是芯片厂商少。以前2G时代的终端或者WCDMA终端的芯片都是国际大厂商开发生产,TD是国内自主研发的技术,其芯片厂商没有太多的经验。从终端制造来说,终端套片在2G时代发展很快且形成一套标准,推动了2G手机的大规模发展。TD作为新的自主技术,没有成熟的芯片技术,而且在终端源头上也没有形成完善的测试手段,问题也就反映在很多方面,例如一致性测试(协议一致性和射频一致性、无线资源一致性)等方面的测试还需加强。这些问题也需要国家的相关认证机构予以把关。
TD发展的瓶颈,还在于终端常厂商的意识问题。2G时代终端产品的成熟,是经过很多严格的认证才出现终端套片的,TD终端厂商要加强市场意识,同时需要加强产品监管力度。
第三,3G运营商共同面临的问题是如何让用户更快地接受新业务。运营商解决网络和终端问题之后,需要更多的业务来实现商业价值。对用户来说,业务是通信的本质。运营商要在业务创新方面做很多工作。
《通信世界》:依据业界目前的普遍讨论,2012年LTE将实现商用,在您看来3G的时间周期将会多长?LTE目前还存在哪些技术瓶颈?
张平:业界都在谈LTE,LTE中有几个技术环节需要仔细探讨,一是2G、3G时代的业务在未来的扁平化网络上如何进行划分。网络扁平化的初衷,是为了降低时延,使用户感觉业务使用的时延最小,减少中间环节,但实际上中间环节是有一些功能在其中的。LTE基站的复杂度、LTE功能的复杂度、技术实现的复杂度、核心网络的复杂度,都需要重视。
目前我个人认为,网络扁平化除了把业务时延降低之外,其优势还不是很明显,因为很多在3G网络中实现的功能在LTE网络中能否顺利实现还不是非常清楚,需要业界深入探讨。如果网络扁平化实现,基站设计可能会很复杂,基站之间的通信也会很复杂。
二是LTE业务速率提高,消耗的能量也会增加,目前看来,LTE传输的速率是极不均衡的,在小区的边缘和小区的中心,业务速率差别很大,需要天线配合解决。但天线的布设会造成很多居民的担心,需要多种工程方式来实现。在这类问题上,MIMO技术并不是万能药,在哪里都好用。
总得来讲,LTE还是一个业务应用的问题,业界需要认真考虑的是,是否有线带宽有多宽,无线带宽就要有多宽?基于无线方式的高带宽上真正的商用需求需要仔细考虑。
如果上述问题没有很好的解决方案,那么很多被企业展示出来的LTE商用系统前景也不会太明朗。
3G周期与2G一样,会长期存在。2G现在已经发展近20年了,3G才刚刚开始,LTE的关键问题如果不能快速解决,3G周期也将很长。
国内通信业在3G上的投入很大,从经济角度上讲,快速向LTE过渡也是不现实的。
“LTE”是运营商掀起的、制造商跟踪的、技术界追捧的先进技术,未来商用还要经过一段时间的考验,除了技术的瓶颈还有一些工程实现的瓶颈。比如协同天线传输技术,就首先要从工程上证明其是实际可行的。
FDDLTE和TDDLTE的融合被业界看作是未来的方向,但真正实现起来还面临着诸多的挑战。
《通信世界》:目前业界热衷讨论的TDDLTE与FDDLTE的融合趋势是否现实?融合过程中需解决哪些问题?
张平:TDD在数据传输上的优势已经显而易见。
LTE的理念是想把FDD技术和TDD技术都集中起来向未来演进,但TDD与FDD技术是有本质区别的,从技术实现的角度来看,芯片、计算机处理能力的提高可能会使FDD与TDD在帧结构上有相似性,但帧结构也是两个技术的本质区别所在,真正做到完全相同目前看来不太可能。这两种技术是解决不同问题的方式。
业界目前都在谈融合,但如果完全地实现这两种技术的融合,很可能出现一种情况就是TDD与FDD的技术优势被掩盖,而两者的缺点却凸显出来。这个问题需要业界仔细思考。
软件无线电是业界近期讨论较多的一个新技术。对比电路域著名的摩尔定律,软件无线电把数据处理的速度又提升到了新高度。
在未来技术发展到一定程度时,软件无线电这类新技术,或许可以从技术的角度帮助TDD与FDD实现融合。
《通信世界》:在向4G演进的道路中,对于WiMAX这一技术的发展及应用您持什么样的观点?
张平:在数据传输方面,WiMAX有明显的优势,但在商业运营上不是很有优势,LTE如果沿着WiMAX的路子走,将会面临同样的问题。
网络的运营,首先要有一个健壮的网络架构,并且商用模式要清晰。与电信网不同,因特网的设计初期就没有完善地考虑盈利模式,是“尽力可为的网络”,忽略了商业模式。能够赚钱的门户网站,都是凭借与移动通信相关的业务实现了盈利。
WiMAX有其适合应用的领域,比如在专网通信中,WiMAX可以快速布网,商务模式清晰,不需通过严密的计费、认证过程,实现方式简单。对于主流的移动通信系统,WiMAX是一个无线接入方面的很好的补充技术。
各国正在加紧4G技术的研究和实验,也在积极争取标准方面的主动权。但与此同时,4G的商业需求却似乎还“蒙着面纱”。
《通信世界》:目前看来,4G有哪些备选技术目前比较主流?我国在4G研究上还面临着哪些技术瓶颈?针对这些问题需要研究机构加紧哪些工作?
张平:对于4G,首先我们应该理清思路,即4G到底能给我们提供一个什么样的业务。把业务想清楚,技术才能更好地应用。
对于未来的网络形态,业界目前已经思考得比较清楚,即未来的网络肯定是开放式的、多种接入技术共存的、终端种类将更为丰富,除了手持终端还包括网络终端、传感器等等。
未来的网络必定是双向的、智能的。但如果只是单纯地把数据传输速率做得一高再高,没有更丰富的应用,网络也是没有价值的。LTE已经能实现百兆速率的传输了,静态时甚至可以达到吉比特级别的传输速度,对各类应用的支持已经足够。如果4G的系统在传输速度上比这更高,那么发展什么样的业务呢?用户是否会支付费用来消费这些业务?这非常值得思考。
从无线传输的角度上看,4G应该有新的技术出现。各个国家现在都在研究4G、LTEAdvanced,希望提出自己的标准,我们中国也做了很多研究。
但在未来演进方向上,4G方面还没有更令人欢欣鼓舞的新技术出现。相对LTE,4G似乎在技术上没有更大的区别,LTE系统中的MIMO、OFDM技术已经被业界所熟知。如果说1G时代是基于频分多址的模拟技术,2G是基于时分多址技术和码分多址技术,3G是基于CDMA技术,B3G到LTE基于OFDM以及MIMO技术,那么4G还没有革命性的技术产生。
从通信角度上讲,4G也要遵循一定的规则,例如在一定的带宽、一定的功率下,如何提升信道的容量,这很值得研究。
在技术研究上,我国研究机构的行动还是比较早的。北京邮电大学的无线新技术研究所在物理层、媒体接入层到无线资源管理到业务和网络的结构方面,有一整套的研究方法,通过文章等方式也会反映到政府以及相关的工作组中去。
目前我们的实验室进行的“Gbit/s移动通信高速传输技术及试验系统”项目,国内有三所大学都在做,这个项目对无线传输上的移动场景下最高传输速率研究意义是比较大的,实验进展也比较快。
《通信世界》:在商业应用、用户体验等方面4G将会有哪些新的理念?
张平:我在3、4年前曾提出过一个比较新的理念,即我们设计网络、开发新的传输技术或业务是为了什么?经过推论我们得到一个结论就是让用户总能得到最好的应用体验,达到“ABE”——AlwaysBestExperience。现在我们的网络追求QoS,但未来移动业务不仅仅是物理上的保障,更应该是主观体验上的良好感受,物理上的保障可以用技术手段来实现,但实现“ABE”体验更要有一套模型,我们的实验室对此做了很多研究。
4G不是一个接入技术、网络技术,而是多个系统的综合。未来,网络的概念更趋向于“泛在网络”,是一个智能化的空间。
现在的业务,基本上是单向的,由运营商推向用户的。未来的业务,将是双向的,是不知不觉中享受到的智能化的服务。
对用户来讲,最好的通信服务是智能的、无处不在而又无形的。智能化的、双向的业务,可以刺激用户更多的消费。相比被动接受业务,用户更愿意为自己选择的业务和符合自己需求的业务付出花更多的钱。
好的业务,是需要仔细分析用户需求、仔细设计的。凸现业务的个性化需要从更高的层面思考用户的需求。用户的需求是多方面的,我们经过仔细研究后得出的经验,可以为未来指出方向。