TD-SCDMA獨立組網和混合組網優劣勢分析

2019-11-03 09:24:27

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供稿：網友

李儉偉

　　獨立組網要比混合組網更符合TD-SCDMA的自身發展利益，但商用進程的落后及產業規模上的劣勢已經使TD-SCDMA與其它兩種3G制式的較量中不占優勢，而混合組網很大程度上正是這種現實下各制式陣營暫時妥協的產物。只有加快技術成熟、擴大產業鏈規模并為走向全球市場積極做準備，TD-SCDMA才能在自身商用方式的問題上獲得更主動的選擇權。　　

　　一、TD-SCDMA技術發展及商用進程概況　　

　　TD-SCDMA于1998年提出技術提案并于當年被ITU認可，于2001年被3GPP接納為國際主流3G技術制式之一，這比WCDMA與CDMA2000的技術發展起點都要晚一些。以WCDMA為例，早在1991年DoCoMo就以自身研發中心為核心啟動了WCDMA的研發工作，這是DoCoMo能于2001年在全球率先提供3G服務的重要條件。目前，WCDMA的R5版本已經凍結，作為WCDMA增強技術的HSDPA也有望在今年底或明年初在日本開始商用，而在CDMA2000技術陣營中，目前速率最高的CDMA2000 1X EV-DV也有望在2006年初率先被韓國第三大移動運營商LGT商用。因此，在技術發展與可演進能力方面，WCDMA與CDMA2000要領先于TD-SCDMA。　　

　　與技術發展起點較晚相比，TD-SCDMA在商用進展上的劣勢顯得更為嚴峻。從全球范圍看，以WCDMA與CDMA2000為主導的3G市場從去年就進入了準備啟動階段，而且今年以來一直保持加速啟動的態勢。截至今年9月底，全球已經有超過40個WCDMA網絡開通，其中有23個提供了手機服務,手機用戶超過1000萬戶；開通的CDMA2000 1X EV-DO網絡超過20個，其中有3個提供了手機服務，手機用戶超過900萬戶。作為國有3G制式，TD-SCDMA的商用需要在國內市場率先實現，而國內3G牌照發放的一推再推，已經使TD-SCDMA在商用進程上被另外兩種3G制式進一步拉大了差距。電信技術演進歷史表明，商用進程的落后會反過來影響到技術的演進步伐，因此，目前的形勢對TD-SCDMA實現商用繼而走向全球市場是非常不利的。　　

　　總的來看，無論從技術演進步伐還是從目前所處的商用進程看，與WCDMA、CDMA2000相比TD-SCDMA都處于劣勢。目前國內業界對TD-SCDMA各種組網方式前景的分歧較大，除了TD-SCDMA陣營重點爭取的獨立組網方案外，基于TD-SCDMA能夠與WCDMA（R99與R4版本）共享核心網的技術前提，業界也提出了TD-SCDMA與WCDMA進行混合組網的方案。針對這些觀點，文章將根據TD-SCDMA的發展現狀，結合全球3G商用實踐，對在國內TD-SCDMA各種組網方式的特點做出探討。　　

　　二、獨立組網方案　　

　　利用TD-SCDMA進行獨立組網，就是指獲得3G牌照的運營商只把TD-SCDMA作為唯一的3G制式進行運營。由于已有運營商與新運營商的組網規模及運營特點有所差異，TD-SCDMA獨立組網方案實際上可以分為以下兩種。　　

　　（一）針對新運營商的獨立組網方案　　

　　國內3G牌照發放后，如果缺乏新運營商共享已有運營商2G網絡的政策或新運營商不接納這一政策，新的TD-SCDMA運營商就需要建設全覆蓋的TD-SCDMA網絡，并利用這張唯一的網絡在提供3G高速數據業務的同時爭奪2G/2.5G的存量與增量市場。

　　

　　圖1為新運營商的TD-SCDMA獨立組網方案圖。這種方案能夠全面展示TD-SCDMA的商用能力并充分體現TD-SCDMA在國內的發展地位，但也面臨組網能力、終端等多方面的現實挑戰，主要體現在以下幾個方面。　　

　　1．TD-SCDMA大規模獨立組網的能力及經濟性　　

　　與日本、韓國等中小國家相比，在國內建設一個全覆蓋移動電話網絡的規模要遠大得多，例如在日本，DoCoMo利用近14000個基站（包括室內分布系統）就實現了WCDMA的全覆蓋，這個數字只相當于目前中國移動GSM基站數的1/10左右。正是這個具體國情決定了如果利用新制式建設全覆蓋的移動電話網絡，無論是政府還是運營商都必須采取非常慎重的態度（上世紀90年代中期在引入數字移動電話制式的問題上政府就進行了慎之又慎的反復論證）。在今年已經結束的3G外場測試中，終端的缺乏就使得TD-SCDMA參與測試的項目比較有限，客觀上說TD-SCDMA在國內進行全覆蓋性的獨立組網能力仍沒得到完全驗證，這與WCDMA、CDMA2000已經得到較普遍商用形成了一定差距。　　

　　對于新運營商來說，大規模獨立組網的經濟性是另一個重要的考慮因素。網通集團實現上市后，國內四大基礎運營商都將成為上市公司，而中國移動則已經率先成為全部資產整體上市的公司。3G制式的經濟性將在未來相當長的時期內影響到上市公司的經營效益，這是上市公司必須向投資者解答的問題。由于產業規模較小，TD-SCDMA往往容易在產業經濟性上處于劣勢，這是障礙TD-SCDMA實現大規模獨立組網的另一個不利因素。　　

　　2．低成本的TD-SCDMA手機終端　　

　　對于從2G運營商轉化而來的3G運營商，3G網絡需要重點滿足的是對高速移動數據的需求，而只有2G需求的用戶可以繼續用原有的2G網絡來滿足。而運營TD-SCDMA的新移動運營商雖然也需要提供3G高速數據服務，但在進入市場初期更重要的是參與2G/2.5G存量與增量市場的爭奪，由于在3G到來后國內2G/2.5G市場普遍由中低端用戶組成，低成本的手機終端將成為決定TD-SCDMA在這部分市場中競爭力的重要因素。對于CDMA2000，由于只要支持CDMA2000 1X的終端就可以在3G網絡中正常使用，低成本終端市場已經非常現實。而對于WCDMA，隨著全球商用的加速，使得它的基本研發成本與ipR正出現加速分攤的情況，通過合理裁剪高端手機的功能及規格，低成本終端產品也已經具備一定可行性。對于TD-SCDMA，由于其手機核心套片剛開發成功，終端成本曲線與2001年的WCDMA相關產品處于同一階段，考慮到產業規模及商用趨勢等因素，未來兩年內在整體成本上TD-SCDMA終端產品較難與其它3G制式終端處于同一水平，因此低成本TD-SCDMA終端的可行性仍不明朗。　　

　　3．國際漫游能力　　

　　雖然大部分發放了WCDMA牌照的國家同時發放了TDD牌照或預留了相關頻段，但由于WCDMA已經進入加速啟動階段，這實際上給TD-SCDMA進入這些市場設置了一定的發展門檻。按照市場發展規律分析，TD-SCDMA即使能夠進入這些市場，也將需要在這些市場的WCDMA業務充分啟動后作為WCDMA的補充進入，這樣，近年內TD-SCDMA在國外市場的有限發展規模將嚴重影響其國際漫游能力。因此，雖然在國內TD-SCDMA單模方案就可以滿足要求，但TD-SCDMA全球漫游能力的有限將使運營商一開始就需要大力發展雙模/多模手機，而這也是TD-SCDMA不同發展方案所面臨的共同問題。　　

　　4．組網難度及技術可演進能力　　

　　由于TD-SCDMA的商用要在國內市場率先實現，運營商在TD-SCDMA大規模獨立組網等方面經驗的缺乏肯定影響其業務提供的進度，這將對新移動運營商構成較嚴重的打擊。另外，技術的可持續發展能力往往成為運營商（尤其是新運營商）進行制式選擇的重要考慮因素。WCDMA與CDMA2000都分別具備了HSDPA與CDMA2000 Rev. D的增強制式，而目前TD-SCDMA仍缺乏可演進能力將在一定程度上降低它對運營商的吸引力。　　

　　概括起來，從電信管制與市場競爭架構設計的角度看，如果僅依靠商用進程落后而且產業規模處于劣勢的TD-SCDMA，新運營商難以與處于強勢產業鏈的現有運營商形成平等競爭，至少在近20年的電信競爭史上仍鮮有這種先例。新TD-SCDMA運營商競爭力的不足最終也將影響到TD-SCDMA的發展成效。新運營商利用TD-SCDMA進行大規模獨立組網的方案要在市場上取得成功，其難度與風險都是比較大的，而2G運營商利用TD-SCDMA進行獨立組網的方案，很大程度上可以認為正是基于這種認識而提出的。　　

　　（二）針對2G運營商的獨立組網方案　　

　　與新運營商利用TD-SCDMA進行大規模獨立組網的方案相比，這種方案是指現有2G運營商利用TD-SCDMA在城區的熱點地區與部分城區的非熱點地區提供3G服務，并利用現有的2G/2.5G/2.75G網絡提供補充性的全覆蓋服務（見圖2）。在三種3G制式中，CDMA2000從2G/2.5G升級到3G是最平滑的，而TD-SCDMA無法大規模共享現有的CDMA2000網絡設備，因此目前業界所提出的這類方案仍僅針對GSM運營商。　　

　　這種方案的優點是：（1）由于不需要實現全覆蓋，TD-SCDMA發展初期的網絡規模將比全覆蓋方案小得多，這對TD-SCDMA大規模獨立組網能力及經濟性的要求也將明顯降低；（2）TD-SCDMA網絡主要針對中高端用戶群，重點考慮滿足對高速移動數據業務的需求，因此對低成本TD-SCDMA終端沒有發展需求，成本壓力降低將有助于廠商集中資源提升終端產品的性能，加速產品的成熟速度；（3）GSM/TD-SCDMA雙模手機核心套片已經開發成功，基于這一平臺的手機產品有望于2005年底前上市，因此支持這種方案的手機終端是比較現實的。　　

　　總的來看，這種方案不僅能夠有效保證TD-SCDMA的商用規模，而且比新運營商獨立組網方案更為實際可行，在市場上取得成功的機會也更大，因此與TD-SCDMA陣營最初的發展目標較為吻合。但不可否認的是，除了國際漫游能力有限與缺乏技術可演進性外，這種方案面臨的最大挑戰在于與WCDMA的發展關系。從全球范圍看，WCDMA已經成為GSM運營商向3G演進的現實制式選擇，至少目前整個GSM陣營都把大部分相關資源投入到WCDMA上。　　

　　然而，面對國有制式TD-SCDMA肯定要在國內實現商用的現實，在技術驗證表明TD-SCDMA可以共享WCDMA R99與R4核心網的情況下，WCDMA陣營與TD-SCDMA陣營之間也開始出現互相妥協的跡象，正是在這種關系下，利用TD-SCDMA與WCDMA進行混合組網的方案被提了出來。　　

　　三、TD-SCDMA混合組網的方案分析　　

　　雖然TD-SCDMA與WCDMA混合組網本質上是兩大陣營暫時互相妥協的產物，但由于雙方及各自內部在利益、立場、技術認識等方面存在一定分歧，根據TD-SCDMA與WCDMA兩個網絡關系的差異，目前業界中也存在兩種不同的混合組網方案。下面將分別對這兩種方案進行分析。　　

　　（一）TD-SCDMA疊加在WCDMA網絡上的方案　　

　　除了TD-SCDMA能夠共享WCDMA的核心網外，這種混合組網方案與目前韓國WCDMA、CDMA2000雙網的關系有一定類似，方案的具體思路是：在農村/城鎮郊區只用WCDMA進行組網，而在城鎮地區同時利用WCDMA與TD-SCDMA進行組網，并利用TD-SCDMA系統承載非對稱數據業務和擴容成本低的優勢，為用戶提供豐富多樣的3G數據業務（見圖3）。　　

　　這種方案的特點是WCDMA能夠保持地理上的連續覆蓋，更大程度上體現了WCDMA的發展利益，但也將在兩種制式的協調發展、終端研發、頻率干擾等方面面臨許多實際挑戰。　　

　　1．兩種制式的發展定位　　

　　與WCDMA相比，TD-SCDMA在頻率利用率、非對稱數據業務提供能力等方面擁有自身的一些優勢與特點，但從目前的發展結果看，TD-SCDMA仍沒能利用這些特點產生能夠明顯區別于WCDMA的特色業務。聯通經營CDMA初期就曾遇到GSM與CDMA雙網業務高度同質化的難題，如果TD-SCDMA無法解決與WCDMA業務同質化的問題，未來實施混合組網的運營商將有可能重新面臨兩種制式產生內部競爭的挑戰。因此，在兩種制式的發展定位未得到明確解答前，大規模實施這種混合組網不僅可能造成較嚴重的重復投資，而且TD-SCDMA發展資源的分流也將最終影響其發展成效。　　

　　2．WCDMA/TD-SCDMA雙模終端的研發　　

　　由于TD-SCDMA網絡無法實現全覆蓋，WCDMA/TD-SCDMA雙模手機就成為混合組網取得市場成功的必需條件。GSM/TD-SCDMA雙模手機套片已經開發完成，基于這一平臺的雙模手機也有望于2005年底或2006年初實現上市，但對于WCDMA/TD-SCDMA雙模手機套片，目前僅有個別芯片廠商啟動了研發計劃，而且由于政策與市場規模的不明朗性，投入力度仍相當有限。根據從手機核心套片商用到手機上市一般需要6~18個月的規律，如果國內3G牌照無法在2005年發放，2006年底前WCDMA/TD-SCDMA雙模手機能夠大規模上市的難度就較大。在這種情況下，雖然也可以采用雙套片方案，但基于這種方案的手機產品體積難以縮小，功耗控制難度大，而且成本比一般的3G手機還要高，在市場中難以形成吸引力，因此只能成為一種應急性的過渡方案。　　

　　總的來看，WCDMA/TD-SCDMA雙模手機終端已經成為混合組網方案最為現實的挑戰。　　

　　3．頻率干擾等技術問題　　

　　根據國內已經公布的3G頻率方案，1880~1920Mhz這段TDD頻段與1920~1980這段FDD上行頻段相鄰（見圖4），3G外場測試也表明：當TDD系統與FDD系統共存時，在頻點1920Mhz附近存在干擾，如果WCDMA與TD-SCDMA共享站址這種干擾將更加明顯。因此，一旦實施這種混合組網方案，就需要在頻率分配中考慮在兩種制式之間增加足夠的額外隔離度，并在具體的網絡規劃中采取有針對性的解決措施。　　

　　除了頻率干擾外，兩個網絡間的負荷分擔方式、網間切換和小區重選過程等具體技術問題都是需要解決的。另外，由于兩種制式的網絡是疊加關系，較普遍的站址共享現象也會增加網絡維護的復雜性。　　

　　總的來看，對于TD-SCDMA疊加在WCDMA網絡上這種混合組網方案，兩種制式的協調發展及手機終端是最為突出而且又必須解答的問題。針對這種情況，業界也曾提出一種折衷方案，即TD-SCDMA網絡只提供基于無線數據卡的無線上網等數據服務，既可以與WCDMA手機服務相區分，又可以降低終端的發展難度。但這種方案的缺陷在于：由于國內無線上網業務的需求還相對有限，不僅是否需要新建TD-SCDMA以分流WCDMA網絡負荷值得研究，而且這種定位可能使TD-SCDMA最終淪為可有可無的制式；另外，在提供無線上網等數據業務時，相對于TD-SCDMA，WiMax等原生無線接入技術應該是更理想的選擇。因此，這種折衷方案在業界中的影響比較有限。　　

　　另外，在一張全覆蓋的WCDMA網絡上再疊加TD-SCDMA無線接入網的投資問題值得關注。由于國土面積較大，除去用于需要建設全覆蓋WCDMA網絡的投資外，運營商對TD-SCDMA的投資能力將相對有限，尤其新運營商肯定將資源優先用于WCDMA以解決覆蓋范圍的問題。因此，如果這種方案針對新運營商，就有可能使TD-SCDMA在相當時期內完全淪為WCDMA的零星補充。　　

　　（二）TD-SCDMA與WCDMA互為補充　　

　　這種混合組網方案的發展思路是：利用WCDMA系統實現對農村/郊區/非熱點城區邊緣地帶的覆蓋；TD-SCDMA作為城區中的唯一3G制式熱點，以較高的頻譜效率提供針對非對稱、高速率的數據業務以及大話務的承載（見圖5）。由于在城區中的基站數遠多于農村/郊區的基站數，這種方案更大程度上體現了TD-SCDMA的發展利益。

　　這種方案的優勢在于在地域上兩個網絡的關系相對清晰，但其挑戰與實際操作的難度也不小：首先，由于需要WCDMA的補充實現全覆蓋服務，這種方案同樣需要WCDMA/TD-SCDMA雙模手機終端支持，由此也將在一定程度上面臨終端發展問題的困擾；其次，由于經濟發展、行政規劃、人口遷移等因素，部分農村/郊區有可能轉化為城鎮的非熱點甚至熱點地區，這種情況在經濟發展較快的東部地區將更為普遍，這決定了在實際網絡運營中兩種制式網絡的邊界是難以完全清晰界定的，如果運營商在這些新熱點地區增加TD-SCDMA網絡覆蓋，兩個網絡的分散性重疊將給網絡規劃與維護帶來較大的成本與挑戰；最后，這種方案難以實現有效的監督落實，除非在TD-SCDMA覆蓋區內不給予運營商相關的WCDMA頻率（但目前全球仍鮮有這種孤島式進行頻率分配的先例），否則在實際操作中難以防止WCDMA全覆蓋建設而TD-SCDMA淪為補充的情況。　　

　　總的來看，這是一種較理想化的方案，但實際操作中的問題也要比前一種混合組網方案更多一些。　　

　　四、TD-SCDMA獨立組網與混合組網的對比及結論　　

　　通過上述對TD-SCDMA獨立組網與混合組網的分析（見表1）不難發現：如果僅從TD-SCDMA發展利益看，獨立組網要優于混合組網，而在兩種獨立組網方案中，針對現有GSM運營商的獨立組網方案不僅最為現實，在市場中取得成功的機會更大，而且與TD-SCDMA陣營最初的發展目標也較為吻合。然而，商用進程的落后及產業規模上的劣勢已經使TD-SCDMA在與其它兩種3G制式的較量中并不占優勢，而混合組網很大程度上正是這種現實下各制式陣營暫時妥協的產物。因此，只有加快技術成熟、擴大產業鏈規模并為走向全球市場積極作準備，TD-SCDMA才能在自身商用方式的問題上獲得更主動的選擇權。

　　表1 TD-SCDMA獨立組網及混合組網對比

組網方式		針對運營商	優點	挑戰	分析
獨立組網	TD-SCDMA全覆蓋	新運營商	使TD-SCDMA在國內的發展地位得到最充分的體現	1． TD-SCDMA大規模獨立組網的能力及經濟性； 2．低成本的TD-SCDMA手機終端； 3．國際漫游能力； 4．組網難度及技術可演進能力； 5．容易使新運營商出現競爭力不足。	與混合組網相比，獨立組網更符合TD-SCDMA陣營的利益	在市場上取得成功的難度與風險都較大。
獨立組網	TD-SCDMA只覆蓋城區熱點地區及部分城區的非熱點地區	現有GSM運營商	1．降低對TD-SCDMA大規模獨立組網能力及經濟性的要求； 2．對低成本TD-SCDMA終端沒有發展需求，有助于廠商集中資源提升終端產品的性能； 3． GSM/TD-SCDMA雙模終端產品較現實	1．依賴雙模終端； 2．國際漫游能力； 3．暫時缺乏技術可演進性； 4．與WCDMA的發展關系	與混合組網相比，獨立組網更符合TD-SCDMA陣營的利益	最為現實，在市場上取得成功的機會也較大。
混合組網	TD-SCDMA疊加在WCDMA網絡上	新運營商或現有GSM運營商	WCDMA能夠保持地理上的連續覆蓋	1．兩種制式的發展定位； 2． WCDMA/TD-SCDMA雙模終端的發展； 3．頻率干擾等技術問題。	WCDMA陣營與TS-SCDMA陣營妥協的結果	更大程度上體現WCDMA的發展利益
混合組網	TD-SCDMA與WCDMA互為補充	新運營商或現有GSM運營商	在地域范圍內兩個網絡的關系相對清晰	1．WCDMA/TD-SCDMA雙模終端的發展； 2．覆蓋地區地位的改變會給網絡規劃與維護帶來非常巨大的挑戰； 3．難以實現有效的監督落實。	WCDMA陣營與TS-SCDMA陣營妥協的結果	更大程度上體現TD-SCDMA的發展利益，但實際操作中的問題較多。