任務3 LTE發展驅動力

1.3.1 LTE發展驅動力原因

LTE發展的驅動力有很多，從移動運營商角度考慮，主要有如圖1-9所示的2個原因。

（1）語音收入下降。這個問題每個人可能都會有切身體會，從每個月的語音話費支出就可以明顯感知到，語音收入在不斷減少。因為一方面運營商的資費標準在不斷降低；另一方面，OTT 即時語音軟件的沖擊，如 QQ、微信、Skype 等。對移動運營商而言，話費賺錢時代已經結束，流量經營正成為核心。全球用戶數量仍在增長，但是增長率呈直線下降的趨勢，新用戶數增長的速率在放緩，全球移動用戶基本達到飽和，這也意味著運營商想通過增加用戶的方式來獲得更大收益已經變得非常困難。

與此對應的是，語音ARPU不斷下降，數據ARPU逐年上升。（所謂ARPU值，就是每用戶平均收入（Average Revenue Per User），是指平均每個電信用戶創造的業務收入。在電信市場上，ARPU值是衡量運營商營運水平的重要指標。）

在成熟的市場中，造成ARPU下降的主要原因是話音業務的費用下降，之后是使用量的降低。但在高速增長的新興市場，移動電話使用者的收入水平不高是主要因素。

Tele Geography的分析師指出，在ARPU高的運營商中，共同的現象就是預付費用戶的比例較低，而3G 用戶數的增長很快。用戶使用數據業務越來越多，從而填補了話音業務萎縮帶來的虧空。

（2）網絡成本高。由于現階段3G 網絡的架構相當復雜，建設和運營成本相較之前大幅增加，如果基于現有3G 網絡大力發展流量經營，勢必會導致成本支出很大，甚至某一時間點之后會出現虧損。如圖1-10所示，現網的收益和業務量不匹配，收益并未隨著業務線性增長，只有降低每數據 bit 成本才能獲得利潤。所以，運營商需要引進新架構，大幅度降低網絡建設和運營成本。隨著移動互聯網的不斷發展，以及國家對于移動化、4G 網絡等諸多方面的不斷扶持和探索，4G網絡的運營成本已經在逐步降低，同3G網絡的運營成本相比，已經大大降低，雖然運營成本大大降低，但是4G 網絡相比3G 網絡，在使用效率上，則提升了3倍之多。按照這樣的步伐發展，我國移動通信將會以每年數倍的增長率迅速發展。

綜上所述，基于目前移動運營商所面臨的2個不可回避的問題，如果想獲得更大收益，必須要開源，即提升網絡帶寬，開展新業務，把業務重點轉移到流量經營上來。同時還要節流，即引入LTE新網絡架構，大大降低網絡建設和運營成本，以有效降低每數據bit成本。

1.3.2 LTE的設計目標

LTE 的所有需求可以概括成：網絡性能更好，網絡成本更低。網絡性能更好包括更廣的覆蓋范圍、更大的系統容量、更高的頻譜效率，更短的等待時間、較高的移動速度、更豐富的業務種類、更佳的業務質量；網絡成本的降低是指更低的部署成本和運營成本。

為了這樣的需求，就需要明確LTE在無線接口和網絡架構方面演進的設計目標。先從覆蓋、容量、頻譜效率、時延等方面做簡單的介紹。

1.廣覆蓋高容量

最大支持100km 的范圍小區，在5MHz 帶寬內，LTE 要支持200個激活用戶；帶寬在5MHz到20MHz范圍內要支持400個激活用戶。

2.高頻譜效率

LTE的頻譜效率是3G的3～5倍。帶寬配置靈活，支持1.4 MHz /3 MHz /5 MHz /10 MHz/15 MHz /20 MHz。

3.高峰值速率

下行峰值速率100Mbit/s，上行峰值速率50Mbit/s。

4.高移動性

一般支持在350km/h 的移動速度，還保持較高的業務性能。在某些頻段甚至支持500km/h的范圍內，提供與3GPP R6質量相等或者更優的業務。

5.低時延

無線接入網 UE 到基站 eNodeB 用戶面的延遲時間低于10ms，控制面延遲時間低于100ms。網絡架構扁平化是LTE實現低時延的主要手段。

6.低成本

為了降低建網成本，與傳統網絡對比，LTE采用了扁平化的網絡架構，取消了RNC和CS域，如圖1-11所示。

為了降低運營成本，運營商要求 LTE 具備自組織網絡（SON）功能，即要求 LTE 網絡具有自規劃、自配置、自優化、自維護的能力，目的是減少規劃、優化、維護的成本，以降低運營成本。

1.3.3 LTE的移動業務

有了LTE網絡以后，上網速度更快，數據資費更便宜，功能更強大，網絡更智能化，主要的應用如下。

（1）移動遠程醫療：4G 網絡能夠滿足實時傳輸各種數據及現場圖像，這為遠程快速醫療的實現提供了可能。在比賽現場或救護車上，通過4G 網絡，病人的情況可以實時傳送到醫療專家團隊，醫療團隊對現場情況作出評估并指導。這樣，清晰、快速的遠程醫療指導將得以實現，危急病人可及時得到專家治療，絕不會錯過治療的“黃金半小時”。據了解，目前杭州正在試點，為高血壓和糖尿病病人戴上一個特殊裝置，能夠全天候檢測血壓和血糖變化，并將數據傳輸到醫院。

（2）移動高清監控：有線監控主要應用于固定場景，對于車輛等移動場景則無法滿足。在4G 時代，譬如公交車的無線監控，只需保證公交線路無線網絡的覆蓋，就能隨時隨地掌握行進車輛的情況。利用 TD-LTE 高速上行的特點，4G 網絡將監控的視頻信號無線回傳，通過 TD-LTE 實時點播監控錄像，可實現隨時隨地有效監控。對比有線監控部署投入成本太高，自然條件限制等因素，這種無線監控部署不僅能夠方便地進行視頻回傳，還能對于油田、大壩、森林、海岸線等無人值守、監控難度較大的區域方便地進行監控。

（3）無線采訪：4G 時代，無線采訪也將會越來越普及。無線采訪是指新聞媒體利用支持移動4G的無線攝像機，即攝像機內置一個4G模塊或者配置一張4G上網卡，這樣，記者就可以直接把采訪的現場情況發送到采集中心進行剪輯并發布。這種采訪方式既可以減少采訪車這個環節，又可以在緊急采訪的情況下減少采訪工作的準備難度。

（4）異地比賽實時傳送：4G 的到來，讓人們可以不用置身現場，通過戶外大屏幕等就能欣賞到一場正在進行的激烈體育比賽。比如，亞運會項目在多個城市舉行，廣州主會場和監控中心通過4G 網絡可以及時了解最新情況。尤其是水上比賽項目，TD-LTE CPE 可以安置在水上項目的岸邊，或者在帆船比賽的船頭，可監控到每條參賽船只的情況，實時傳送，讓觀眾第一時間了解進展及詳情。

當然LTE的業務還有很多，如圖1-12所示，通過圖可以了解到更多的業務應用。