移动通信走向"四世同堂"——LTE网络互操作策略浅析

　　全球的经济发展极度不均衡，这也在一定程度上影响了移动通信在各地的应用进程。举例来说，2009年初中国颁发了3G牌照，而同年年底，北欧的 LTE小规模商用网络便投入了使用；业界预计2010年底，将会有22个LTE网络开始提供商业服务，而即便到了2011年，仍将有不少第三世界国家的 2G网络还无法实现全国范围的覆盖。

　　无线网络并不像基站和手机间的无线电波那样虚无缥缈，其框架中的骨干部分是由有线网络构成的，只有“最后一公里”由基站系统和终端交互完成。所以，经过多年的高速发展，无线网络已经从一张白纸变成了类似交通网的情况：从马路到高速公路，从田间垄到盘山道，从高速铁路到海空航线，层层叠叠，盘根错节。

　　当新一代移动通信技术闪亮登场之时，它不但需要从方方面面超越老一代技术，同时还需要面对现存网络给它带来的种种限制。本文将分析这些局限造成的影响，并为运营商提供切实的解决方案。

　　移动通信的四世同堂

　　运营商的困境

　　为什么现存网络会成为新技术的绊脚石？这并不是技术层面的问题。虽然早在协议制定阶段就已实现了对老技术的全面超越，但是运营商并不会因此对网络进行全面替换，除了频谱和基站资源等限制外，最主要的是经济因素。

　　从成本管理的角度看，移动通信运营业的一大特点是固定成本巨大而单位变动成本很小，也就是说，运营商为运营牌照和网络建设的支出往往是一个天文数字，而其用户每增加一分钟的通话而新增的成本是几乎可以忽略不计的。在这样的行业里，前期决策十分重要，一旦规模投入就很难回头：已经投入的资金都将成为沉没成本无法挽回，其规模将远大于选择不同方案所产生的机会成本。所以运营商的决策往往具有连贯性，每项技术的投入策略都会一直持续到“收获的季节”，这是现代企业经济决定战略的典型例证，从环保的角度看，也抑制了重复建设和过度投资。

　　多制式系统共存

　　面对残酷的竞争，运营商希望能找到一个两全其美的办法：既能保护投资，充分利用现网资源，又可以充分满足终端用户的业务需求。

　　全球主流设备制造商也深刻意识到了运营商的这种困境，纷纷绞尽脑汁，为运营商整理思绪，提供客户化综合解决方案。如今，多制式网络在一定时期内共存已成为业界共识。也就是说，同一家运营商将同时运营2G、3G、LTE甚至4G网络，而且会成为一种普遍现象，并将存在相当长的时间。

　　以大类技术划分，2G/3G/4G在不久的将来将实行三代同堂，如果划分细一些，从GSM到LTE-A，将会出现四代甚至更多代通信技术的市场共存，形成原因也来源于细分市场：

　　●2G网络虽已年迈，但对于语音和短消息用户而言依旧游刃有余；

　　●3G网络年富力强，可以应对从语音到数据业务的大部分场景，但是对数据业务的支持有限，对于高速，高吞吐率的业务力不从心；

　　●LTE和4G网络正在茁壮成长，是高速数据业务的福音，但在目前看来，初期的商用网络无法全面支持传统语言业务，与互联网、WiFi等宽带技术相比，高昂的数据业务资费也将在一段时间内阻碍价格敏感用户的进入。

　　综上所述，没有一种网络可以覆盖所有用户的需求，即便不考虑保护现网投资，由于目标细分市场的覆盖面小，依赖单一制式网络的运营商在激烈的市场竞争中也将处于越来越明显的劣势地位。

　　系统间互操作策略

　　系统间互操作是多制式网络实现互联互通的关键技术，只有实现互联互通才能充分利用现有网络并发挥各网络优势，满足各目标用户群的差异化需求。

　　众所周知，技术的前向兼容比后向兼容容易，毕竟现有技术是可知的，在经济可行时，前向兼容是广受欢迎的；而对于未来技术的预测是非常困难的，后向兼容的难度也呈指数级增长。通信系统同样如此，新生技术应努力向前兼容，具体到互操作策略，新的制式首先应满足向旧制式的切换。正基于此，讨论系统间互操作问题，应立足于一种新技术，那么选哪种技术呢？

　　4G标准将于2010年第四季度确定，在产业链形成前不宜作为立足点，退而求其次，我们选择准4G技术——LTE，与GPRS之于 GSM，HSPA之于UMTS，EV-DO之于CDMA2000不同，LTE名曰“演进”，实为“革命”，她并不是3G的增强型技术，而是LTE- Advanced的先导，其采用了与后者完全相同的系统架构SAE。同被称为3.x G技术的HSPA/HSPA+采用的则是UMTS系统架构，向4G升级将是一次天文数字般的投入，而LTE向4G的演进将更多体现在软件升级方面，二者的成本差异决定了LTE无可比拟的战略地位。此外，全球已有33个国家80位运营商承诺建LTE网络，LTE产业链迅速成熟，系统间互操作策略在现阶段具有很强的现实意义。

 　　LTE系统间互操作背景及需求

　　由于本文涉及系统互操作，有必要先对各制式系统侧的惯用名称做一对应介绍：LTE对应E-UTRAN，UMTS和HSPA对应UTRAN，GSM和EDGE对应GERAN，CDMA对应1xRTT，其演进至3G标准的CDMA2000则对应HRPD。

　　LTE作为新建系统，如何做到与现有网络优势互补呢？中兴通讯是一家全球领先的通信设备商，也是近年全球增速迅猛的通信解决方案提供商，我们以其解决方案为依托，介绍LTE的部署方案以及系统间互操作策略。

　　如图1所示， LTE拥有支持高速数据业务、大吞吐率和高用户容量的优势，但也面临着可用频谱资源频段过高，暂时不支持语音业务的不利局面。E-UTRAN可能在相当长的一段时间内，将只是作为核心商务区的连续覆盖，因为该区具有人口密度大，高速业务需求高的特点，而核心商务区的面积相对全覆盖，所需基站数量较少，语音业务可以由现存 GERAN或UTRAN支撑。根据同样的原理，UTRAN用于城区覆盖，GERAN的频点最低，全覆盖所需成本也是最低的。这种网络部署策略与各制式网络的特点和局限高度匹配，真正做到了扬长避短，优势互补。