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通過大力發(fā)展新一代通信技術、提升頻譜效率，從而實現(xiàn)對資源的合理供給和調(diào)配，這是移動寬帶提速最為直接的方法和手段，也是實現(xiàn)網(wǎng)速持續(xù)提升的長遠之計。
在今年全國兩會上，國務院總理李克強再次督促運營商“提速降費”，要求年內(nèi)取消漫游費和長途費�？偫黻P注網(wǎng)費和網(wǎng)速問題，在一定程度上說明了移動通信在社會發(fā)展中扮演著重要的角色。
為響應總理號召，三大運營商紛紛推出了提速降費方案，今年10月1日前將取消漫游費和長途費。從技術角度而言，移動通信系統(tǒng)本身的頻譜效率和頻譜資源直接決定了系統(tǒng)的容量和網(wǎng)速。因此筆者認為通過大力發(fā)展新一代通信技術、提升頻譜效率，從而實現(xiàn)對資源的合理供給和調(diào)配，這是移動寬帶提速最為直接的方法和手段，也是實現(xiàn)網(wǎng)速持續(xù)提升的長遠之計。
技術創(chuàng)新是主要力量
技術創(chuàng)新一直是推動通信產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要力量。已經(jīng)由最初滿足人們基本的語音通話需求發(fā)展到滿足人與物、物與物通信的萬物互聯(lián)的需求。在技術創(chuàng)新的推動下，移動通信網(wǎng)絡的頻譜效率在系統(tǒng)演進過程中被持續(xù)拉升。LTE-Advanced技術涵蓋了3GPP R10/11/12版本，LTE Cat.6-15終端也包含在3GPP R10/11/12版本范圍內(nèi)。LTE-Advanced Pro則包括已經(jīng)發(fā)布的R13版本和將會到來的R14版本。相對于LTE系統(tǒng)，LTE-Advanced的技術創(chuàng)新主要體現(xiàn)在MIMO增強、載波聚合和小基站等關鍵技術的應用方面。
表 不同技術宏小區(qū)頻譜效率
MIMO增強技術提高了單位頻譜資源的傳輸速率，實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)頻譜效率的直接提升。MIMO技術允許多個天線同時發(fā)送和接收多個空間流，并能夠區(qū)分發(fā)往或來自不同空間方位的信號，從而增加無線系統(tǒng)的覆蓋范圍，成倍地提高無線信道容量。從LTE最初版本R8到LTE-A Pro的R13/R14版本，多天線技術持續(xù)增強。基于有源天線的全維多天線可以在水平波束成形基礎上進行垂直波束賦形，從而實現(xiàn)密集城市中對不同樓層的覆蓋，支持高階多用戶MIMO，實現(xiàn)小區(qū)內(nèi)和小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)。
LTE-A ProR13版本支持最大16端口的全維MIMO，R14在R13基礎上進一步擴展了端口能力，支持最大32端口的全維MIMO。未來的5G系統(tǒng)將支持更多端口的全維多天線，如64端口、128端口，可以在不串線的前提下將同一頻率分配給多個終端。目前，日本軟銀等運營商已經(jīng)商用Pre 5G全維多天線技術，用戶速率提高6~10倍。
作為LTE-A標志性技術的載波聚合技術更側(cè)重于頻譜資源的有效利用，提升用戶體驗速率。載波聚合可以分為頻帶內(nèi)連續(xù)載波聚合、頻帶內(nèi)非連續(xù)載波聚合和頻帶間非連續(xù)載波聚合3類。這樣的設計既滿足了LTE-A系統(tǒng)在聚合帶寬上的需求，同時也大大提升了用戶的體驗速率。3GPP在R12版本實現(xiàn)了對載波聚合技術的增強，引入了TDD-FDD載波聚合。
FDD和TDD高頻的技術特性趨同，加之TDD頻譜使用的靈活性，促使越來越多的國家對高頻TDD頻譜進行了規(guī)劃和拍賣，F(xiàn)DD和TDD混合組網(wǎng)需求明顯上升。在LTE混合組網(wǎng)建設中，通過TDD-FDD載波聚合技術將TDD高頻大帶寬頻譜聚合使用，可以優(yōu)化配置資源，為熱點地區(qū)用戶提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)速體驗。LTE-A R10階段支持5個載波的聚合，LTE-A Pro支持32個載波的聚合，即最大640MHz帶寬，支持的峰值速率達10Gbit/s，系統(tǒng)吞吐量達2Gbit/s。全球多個運營商從2013年開始陸續(xù)進行了載波聚合技術的商用部署，如北美的Verizon、Sprint以及韓國的SKT、KT等。
我國三大運營商均向3GPP提出了標準方案，引導各種載波聚合技術標準和產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，并已商用2載波聚合技術，在高流量區(qū)域初步實現(xiàn)了速度倍增。另外，由于高流量區(qū)域的增加，可以顯著提升小區(qū)吞吐量的Massive MIMO技術使用也越來越多。原來只有TDD模式使用Massive MIMO技術，現(xiàn)在也開發(fā)了FDD模式的Massive MIMO產(chǎn)品，中國電信和中國聯(lián)通紛紛開展了相關試驗，初步取得了較好的擴容效果，頻譜效率提升達8倍。
另外一種主流的容量解決方案是通過部署小基站（Small Cell）來解決網(wǎng)絡負載問題。但小基站的部署也引入了很多新問題，如存在同頻干擾問題、切換掉話率高以及切換頻率和網(wǎng)絡信令負荷增加等，需要運營商在規(guī)劃建設時予以克服。目前，各運營商均開展了小基站集采和建設工作。
從3GPP R15開始就是5G的天下了，屆時不僅頻譜效率進一步提升，單載波帶寬也可以達到100MHz，因此需要進一步加大頻譜資源供給。
增加頻譜資源供給是根本保證
為應對用戶數(shù)量激增和保障高質(zhì)量用戶體驗的雙重挑戰(zhàn)，在持續(xù)采用新技術提升頻譜利用率以及用戶體驗速率的同時，可用頻譜資源受限成為移動通信網(wǎng)絡發(fā)展需要面對的重要問題。當前我國已規(guī)劃蜂窩移動頻率總計687MHz，其中522MHz頻譜已經(jīng)分配給移動運營商提供2G/3G/4G服務，其中分配給中國移動250MHz（含室內(nèi)50MHz）、中國聯(lián)通162MHz、中國電信110MHz。
早在2007年世界無線電大會（WRC07）上ITU就為IMT新規(guī)劃了450~470MHz、698/790~806/862MHz、2300~2400MHz、3400~3600MHz 幾個新頻段，在之后的幾年中，世界各國陸續(xù)完成了相關頻率的規(guī)劃和使用，但這些頻段在我國的規(guī)劃使用情況并不理想。
根據(jù)IMT-2020(5G)推進組發(fā)布的《5G愿景與需求白皮書》，2020年以后，5G移動通信的應用場景將極大地擴展到人類社會的各個方面，為用戶提供更好的體驗。同時，各種應用也對移動通信網(wǎng)絡的性能提出了極高要求：超高清和3D視頻、增強現(xiàn)實、云桌面、在線游戲、視頻監(jiān)控和移動醫(yī)療等業(yè)務，都對傳輸速率提出了很大挑戰(zhàn)；物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務（如智能家居、智能電網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、智能抄表等）需要網(wǎng)絡支持海量設備連接和大量小數(shù)據(jù)分組頻發(fā)；未來大量的個人和辦公數(shù)據(jù)存儲在云端，海量實時的高速數(shù)據(jù)交互將對移動通信網(wǎng)絡造成流量壓力。頻譜資源是推動移動通信與信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心資源。我國期望在第五代移動通信技術上實現(xiàn)引領的目標，因此盡快確立未來IMT可用頻譜資源成為關鍵因素。
創(chuàng)新技術應用，頻譜儲備必須先行。傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術（如藍牙、Zigbee等）主要使用的是規(guī)劃用于短距離、微功率設備的非授權(quán)頻譜。對于長距離、低功率物聯(lián)網(wǎng)技術(LPWA)而言，其網(wǎng)絡覆蓋能力與移動蜂窩網(wǎng)絡相當甚至更強，如何規(guī)避LPWA與其他系統(tǒng)的互干擾問題、實現(xiàn)頻譜資源的有效利用，是LPWA物聯(lián)網(wǎng)技術得以廣泛應用的關鍵。與此同時，為了滿足某些特殊垂直行業(yè)的應用需求，筆者認為需要為廣域物聯(lián)業(yè)務規(guī)劃專網(wǎng)頻率，政府也要對專網(wǎng)頻率進行合理有效管理。
今年10月1日前將取消國內(nèi)漫游費、進一步降低國際長途資費、大幅降低中小企業(yè)專線資費，這是市場競爭的必然趨勢，同時也是技術創(chuàng)新發(fā)展、資源優(yōu)化配置帶來的“社會紅利”。運營商為了應對用戶數(shù)量激增和保障高質(zhì)量用戶體驗的雙重挑戰(zhàn)，為社會帶來持續(xù)的“信息紅利”，歸根到底還是要不斷地進行技術創(chuàng)新，促進網(wǎng)絡技術演進，提升頻譜使用效率。
由于大視頻和萬物互聯(lián)的影響，2016年電信業(yè)務總量同比增長54.2%。預計2017年通信行業(yè)將繼續(xù)保持高速發(fā)展，運營商的物聯(lián)網(wǎng)和4G+建設都將大規(guī)模開展。這些都需要頻率資源的保障，希望相關部門能盡快實施頻譜資源的有效規(guī)劃與分配，同時制定相關的國家政策為基站和寬帶順利進入社區(qū)及校園、為運營商的網(wǎng)絡發(fā)展創(chuàng)造有利環(huán)境。
