两化融合和智慧城市均是移动通信技术不容忽视的应用市场,随着中国在5G方面的领先

近来,有一个疑问始终萦绕在很多人的头脑中:中国在5G领域,真的领先美国了吗?大多数人既很期待,又有点不太敢相信。

我国作为TD-LTE技术标准的主导国家,在2013年迎来TD-LTE建设热潮,为TD-LTE技术带来了绝佳的市场机遇,同时也迎来了全球通信行业的关注。因此,如何打造国有精品TD-LTE网络,树立行业典范、抢占市场先机,成为了对国内通信企业的巨大考验。

C114讯
TD-LTE作为中国自主创新的4G技术,在国内外众多知名企业的共同努力下,技术研发和产业化水平不断提高,产业链趋于成熟,获了运营商的广泛认可,其国际化商用步伐也逐步加快。与此同时,TD-LTE技术在更广泛的市场领域中的创新应用也成为提升TD-LTE技术市场价值、拓展TD-LTE可持续发展的又一新课题。

5G不是一项单一的技术,而是一个众多技术集成的复合体,更是互联网发展到今天的一个全新生态。在5G这场大戏中,中国、美国、日本以及欧洲等国家和地区的技术与产品形成一个前所未有的“你中有我,我中有你”的复杂生态链,而且还在快速的演进和发展之中。

LTE网络速度与质量的双重改变

一、政策推动与产业成熟联手创造市场新机遇

最直观地说,围绕5G而形成的5G经济,这个正在浮现的巨大金字塔,起码自上而下可以分为三个层面:技术和设备层面、基础设施层面、应用与经济层面。三个层面相互促进、共同演进,掀起了互联网发展的又一个新浪潮。各路人马在不同的赛道和领域各显身手:美国在芯片和终端操作系统方面依然一枝独秀;中国的华为、中兴在设备方面有异军突起之势;欧洲作为通信技术的发源地依然是老牌劲旅;中国移动、电信和联通等三大运营商在基础设施建设方面,几乎是一骑绝尘。但是,综合来说,随着华为的崛起,国内运营商这些年建设上的快马加鞭,以及中国8亿多网民绝对第一的体量,中国在5G上的领先优势已经初露峥嵘。

LTE是新一代宽带无线移动通信技术,采用了OFDM及MIMO技术为基础,频谱效率可达3G时代的2-3倍,具有高速度、低时延、广覆盖、易兼容的特点。正因为LTE技术的种种特性,使其成为了支撑移动互联网蓬勃发展的擎天柱。相关数据显示,截至2013年第三季度,全球83个国家的222个LTE网络已投入商用使用,全球LTE用户数达到1.3亿;预计到2013年底,将有至少93个国家的260个LTE网络投入商用,全球LTE用户数量也有望在2016年底增长至11.7亿。LTE时代已全面开启。

中国市场不乏机遇。2013年第三季度,国家密集发布了促进信息消费、两化融合专项行动等一系列促进两化融合的政策文件,在国家政策的强力支持下,我国工业各行业两化融合向更深度拓展。此外,八部委联合制定的《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》近期已经得到国务院的批复,有望在四季度正式对外发布。两化融合和智慧城市均是移动通信技术不容忽视的应用市场,这两个领域的深入发展无疑给TD-LTE技术创新应用带来新的机会。

世界各地智库和机构发布的各种5G报告,虽然角度和方法各有不同,但几乎都一致认同中国的领先地位。最近,由技术顶尖人士组成的美国国防创新委员会发布了《5G生态系统:美国国防部的风险和机遇》,并在其中强调:“通过一系列大举投资,中国在5G开发方面处于领先地位。”任正非日前接受英国媒体采访时,也表示:“在5G、光传输、核心网、接入网上一定不会受美国影响。在光系统上,我们是远远领先世界,不需要美国任何帮助。在5G上,我们也领先世界至少两三年。”在设备方面,与华为直接竞争的诺基亚和爱立信,这些年一直徘徊在亏损边缘,虽然依然占据重要市场地位,但在研发投入和创新突破上,明显缺乏足够的动能。

与2G和3G时代相比,LTE不仅是传输速率上的改变,其对数据业务发展的影响也是前所未有的,LTE技术派生出的移动数据业务种类更丰富、应用场景更多样,人们对网络满意度的评判标准也变得越来越高。因此,LTE网络对无线信号的要求更高、更敏感,对网络分布系统的功率要求也会更复杂。2013年,我国展开大规模TD-LTE网络建设,国内三大主流运营商在网络制式和带宽的差距将会随之逐渐减小,用户体验将成为运营商之间竞争的制高点。在正式展开建设前大力投资网络规划及网络优化成为必然趋势。

1.“两化融合”战略为TD-LTE技术深入应用提出切入点

其实,不仅仅是5G,我们在4G的基础设施建设方面,也已经领先。前几天,我与中国移动董事长聊天,他告诉我一个数字,中国移动4G基站约有240万个,三大运营商加起来近400万个,而美国AT&T、Verizon等三大运营商加起来也就在10万个左右,中国差不多是美国的40倍。在5G建设方面,美国运营商目前因投入与产出问题,整体积极性并不高。可以想象,在5G基站的建设方面,美国与中国的差距很难得到缩短。虽然在未来的6G领域美国很可能出现突破性的技术,但在这种复杂、综合、叠加式的科技集成领域,长期的研发投入无疑是决定性的因素。随着中国在5G方面的领先,以及市场规模的优势,中国企业在下一代新技术研发方面的投入,将会进一步加大。因此,不出意外的话,中国在未来6G方面的领先优势很可能进一步扩大。

精准规划网络结构事半功倍

“两化融合”战略的实施,开启了通信业发展的新思路。2013年8月,工信部部长苗圩在工业和信息化系统电视电话会议上表示,两化融合不仅涉及改造提升传统制造业、培育发展战略性新兴产业和生产性服务业,也涉及完善信息基础设施、夯实信息通信技术和产业基础、加强网络信息安全保障。

当然,5G最大的效益是在5G应用和经济层面。这方面,中国作为全球唯一一个10亿级用户大规模同时在线的单一市场,无疑处于明显的优势地位。5G牌照的提前发放,中国不仅将成为5G最大的单一市场,也有望成为诸多5G创新应用和服务的发源地。市场永远是技术创新和发展的最大力量源泉,当软件业在20世纪50年代刚刚起步的时候,全球80%以上的计算机都在美国。当90年代中期,互联网商业化浪潮崛起的时候,全球60%的网民集中在美国。美国科技创新的神话固然有硅谷和华尔街等创新制度的支撑,但更重要的还是二战之后其国内市场得天独厚的领先优势。而今天,市场优势已经明显转移到中国本土。中国在5G的领先,是华为等高科技企业研发积累的结果,也是国家整体经济和市场发展到一定阶段的必然。

大唐移动作为运营商的友好合作伙伴,立足于对TDD技术的深刻理解和丰富的网络交付经验,针对我国目前多网络、多制式、多业务的复杂网络情况,提出TD-LTE网络精确规划的方法,提高规划仿真的精确度,高效利用运营商资源、降低网络投资。

TD-LTE技术是目前全球移动宽带时代的主流技术,凭借高速率、移动化、智能化、兼容性等优势,无疑更有利于推动“两化融合”发展。“两化融合”战略涵盖了包括钢铁、有色金属、稀土、石化、建材、机械、汽车、航空、船舶、轻工、纺织、食品、医药、家电、烟草、民爆、集成电路、电子基础、信息通信、视听、应用电子、工业物流、工业电子商务、节能减排、安全生产、需求侧管理、能源电力等多个行业,将为TD-LTE技术开拓创新应用提供宽泛的市场平台。

如今,中国在5G领域的三大层面都开始显露不同程度的领先优势,而这正是一个系统的、整体性的优势积累和爆发。中国在5G领域取得领先地位是现实,也是大势所趋,但我们也得清醒地看到,5G浪潮刚刚开始,领先也仅仅是一场长跑竞赛的开端而已。在无比开阔的科技领域,5G领域只是人类科技进程中的一朵浪花,在科技的绝大多数领域,我们依然还处于模仿和追随阶段,我们远没有到可以骄傲自满的时候。美国在整个高科技领域起码引领了半个世纪,而且今天也在整体实力上一马当先。中国高科技的崛起无疑受益于美国的技术优势。而今,我们刚刚开始的这种领先,并不是称霸世界的理由,而恰恰是真正为全球做出更多中国贡献的开端。一个国家科技的崛起,除了为本国用户提供更好的服务之外,更重要的衡量标准还是在于为世界各国做出了多大的贡献。这种使命感和责任感,才是未来引领者的真正格局,而在这一方面,中国才刚刚开始而已。

早在2011年,大唐移动敏锐的察觉到市场需求,推出业界首款支持TD-SCDMA/TD-LTE等多制式规划仿真软件eNPS,全面改变了传统仿真手段误差大、无法指导精确建站的状况。eNPS集网络仿真和网络规划两大功能于一体,相比传统规划软件,该软件在很多技术难点上进行了创新。首先,为了满足LTE系统不同业务的QoS需求,eNPS软件中对经典PF调度算法进行了改进,通过动态资源分配实现小区内各业务、各用户的资源共享,使各业务灵活、高效地利用系统提供的时域、频域、空域资源变成了可能。同时,eNPS软件针对TD-LTE系统特性,创新性地引入子帧间负荷均衡算法,从时域平缓连续同向子帧间的负荷,以便减少小区间干扰。此外,eNPS软件还拥有容量估算功能,针对不同的帧结构类型,计算出不同的峰值速率,进而根据PDCCH不同格式估算单个下行子帧PDCCH资源能够支持的最大同时调度用户数。

2. 智慧城市建设将充分发挥TD-LTE技术优势

中国在5G开始领先,在一个领域中走出了过去长期追随的态势,摆脱了核心技术上长期受制于人的局面。虽然这是全球科技发展的主航道,但我们也应该保持最大程度的谦抑和努力,积极面向更开阔的未来。(作者是浙江传媒学院互联网与社会研究院院长、全球互联网口述历史项目发起人)

通过三维地图,大唐移动eNPS规划仿真软件可为用户提供精确的栅格划分和详细的建筑物信息,同时三维地图上的三维射线跟踪模型也有助于增强仿真工作的精准性(包括RSRP、SINR)。其次,根据仿真与实测的精确对比,仿真规划人员可摸索出两者差异趋势和补偿机制,形成整体优化仿真结果;并在精确仿真的基础上,对网络进行结构优化分析,发现弱覆盖和重叠覆盖区域,在可控范围内对天馈方位角、下倾角、功率、站址位置进行调整,自动迭代计算获得相对最优公参配置。如此往复,通过不断的调整局部规划,逼近最优站间距。通过大唐移动eNPS规划仿真软件,用户可在网络建设或优化工程实施之前就预先模拟实施之后的效果,起到事半功倍之效果,并大大降低后期优化的难度和强度,在源头上解决网络结构的问题。

智慧城市是当前城市信息化发展的重要方向,智慧城市建设面临各种海量信息的传递,因此,建立一个高速率、多样化信息传递的网络尤为重要,TD-LTE网络与智慧城市需求不谋而合。

作为业界首款支持TD-SCDMA和TD-LTE共网规划的网络规划软件,eNPS在全国多地得到了广泛应用。它以“成为辅助、指导工程师进行TD-LTE网络规划的得力工具”为目标,集准确性、专业性、强大的地理信息系统及报表系统于一身,充分契合和匹配实际的无线网络规划流程,帮助客户规划理想无线网络的同时大幅节省对无线网络的规划时间和开支。

TD-LTE技术可灵活地支持非对称业务,更适应移动互联网的需求,随着TD-LTE网络的成熟商用,通信网络所承载的业务不再是单一的话音,而是以数据、视频为主的多媒体通信,能为用户带来更快的带宽速率、更短的端到端业务时延体验,开创了无线高清视频新时代。基于TD-LTE技术传输优势下的视频传输业务,包括即摄即传、智能交通、宽带无线视频监控、移动远程医疗、平安家居系统等,将成为推动城市“智慧”发展跨步前迈的重要推动力。

立体分析网络干扰对症下药

过去一年,国家发改委、工信部、科技部分别对中国智慧城市建设进行了布局,先后两批共193个城市列入智慧城市试点名单。智慧城市在各级政府的推动下不断涌现和发展,320多个城市投入5000亿元建设智慧城市。智慧城市正成为产业链各方争抢的金矿,对于掌握TD-LTE技术的通信企业而言,亦是如此。

除了前期的网络规划工作,TD-LTE规模组网还面临着沉重的网络优化任务,面对TD-LTE网络干扰等问题,大唐移动通过多种方案立体分析,全面评估和调整网络结构,进而对症下药,提升TD-LTE网络优化工程的精确度。

3. TD-LTE技术及产业链的成熟为创新应用奠定基础

TD-LTE网络干扰主要包括两种:部分频带干扰、全频带干扰。这些干扰的存在会对TD-LTE的上行业务速率造成一定的影响,同时也有可能影响接通率和切换成功率等指标。基于多年的建网经验,大唐移动针对不同的干扰源提出了相应的解决方案。例如针对GSM对LTE的干扰,可通过更换近两年新生产的GSM天线,轻松解决部分频率干扰问题;针对1870后DCS对LTE的全频带干扰,则可开启本振调整实现中频滤波+PGC调整(以灵敏度换抗阻塞性能),使抗阻塞性能的阻塞点从1871MHz提升到1874MHz,在1872MHz处的上行吞吐量与未使用该功能时1865MHz的吞吐量相当,提升效果明显。

自2011年开始建设TD-LTE试验网以来,在中国移动的积极推动下,已在15个城市建设了TD-LTE试验网,接下来,中国移动计划将TD-LTE规模试验扩大至全国326个城市。通过试验网建设,以大唐移动为代表的国内通信设备商积累了丰富的组网经验,这些经验将为拓展TD-LTE技术新市场提供重要参考。

此外,为保证运营商已有投资和用户体验的连续性,提升多制式网络性能和业务品质,大唐移动还研究了TD-LTE和TD-SCDMA双模协同优化,针对双网协同优化以及网络结构的合理性评估,定义了合理的参数和指标,并通过不断的实践验证,确定其可行性。通过双摸协同优化方案,大唐移动在宁波TD-LTE试验网建设过程中实现了TD-SCDMA向TD-LTE网络的平滑演进,从TD-SCDMA现网优化出发,在提升现网质量的基础上改善TD-LTE的网络性能,为后续TD-LTE网络快速完成优化工程奠定了基础。

2013年,继中国移动之后,中国电信、中国联通先后加入到TD-LTE网络建设阵营中,TD-LTE频段划分近日已最终确定,工信部也多次表态年内发布4G牌照,国内TD-LTE公网商用步伐加快,这将为TD-LTE技术创新应用起到示范和推动作用。

经过了TD-SCDMA前后六个阶段的商用网络建设,以及TD-LTE各地试验网建设,大唐移动积累了丰富的网络规划及优化经验,网络优化服务能力及各项网络指标均达到业界领先水平。如今凭借高效无线网络优化工具,大唐移动使网络优化朝着智能化、集成化、高效化方向发展,帮助运营商节约了大量的人力和财力。展望未来,大唐移动将继续携手运营商,通过制订科学、合理的工程实施方案,快速组建专业交付团队,切实保障网络质量,提升移动数据业务体验的连续性,全力为客户建设精品4G网络。
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二、顺应市场、拓展思路 大唐移动创新发掘TD-LTE新应用

作为TD标准的发源地、TD-LTE核心标准的提出者,大唐移动积极投身TD-LTE规模试验网建设的同时,早已做好推动TD-LTE技术持续创新应用的准备,顺应市场需求,整合优势资源,以传统的产业优势与新型的商业模式相结合,调整企业战略,成立事业部,加强面向新兴市场建设,为TD技术的可持续发展拓宽空间。

以能源行业两化融合市场为例,作为TD-LTE国际标准及核心技术的拥有者,大唐移动是第一批探索TD-LTE技术在能源行业信息化市场发展的企业之一,经过多年的摸索、尝试,今天的大唐移动已经在包括石油、煤炭、电力等在内的多个能源行业信息化建设市场中崭露头角,基于TD-LTE技术针对不同行业需求提出端到端无线专网解决方案。

实现井下信号无盲区

在煤炭行业,因受生产环境的制约,固话技术为主的有线通讯调度系统存在的效率低、范围局限等的矿区通讯难题,大唐移动发挥自身移动通信技术的优势,通过技术创新和应用性改造,开发出矿用无线调度通信系统,实现矿区内井上井下一体化无线网络覆盖,实现井下信号无盲区。

在提供通信专网方案的同时,大唐移动深挖煤矿企业安全生产、管理的需求,提出智能安全生产管理系统、无人值守运销自动化控制系统、智能巡更系统、移动互联解决方案等组成智能矿山信息化系统解决方案,站在统筹管理的高度,将煤矿企业信息化建设中的各个系统有效互通,使各个系统在互补互动下发挥最大化的优势,让矿山信息化建设真正走向智能时代。

目前,大唐移动已为陕西、山西、四川、云南、鄂尔多斯等多个省市煤矿矿区提供信息化建设服务。

解决油田井口通信“最后一公里”通信瓶颈

如何完成井口到场站这“最后一公里”快速、安全、经济、可靠的通信接入是困扰油田通信的瓶颈问题。大唐移动开发出基于TD-LTE技术的TDiN宽带无线专网,强调了产品的使用性和实用性,将“数字油田”的大概念通过技术、产品、业务三个具体方向实现落地,一方面通过石油行业技术融合、产品融合和业务融合,真实解决井口“最后一公里”通信接入的问题,另一方面还可提供丰富的无线传输覆盖功能。

大唐移动TDiN宽带无线专网已得到了实践的检验,2013年,大唐移动参与建设了中石油集团“油气生产物联网系统”项目就是大唐移动参与油田石油行业信息化建设的代表项目,在参建中大唐移动加强了TD-LTE技术、数据安全技术与数字化油田的融合,提供数字化油田宽带通信平台数据安全解决方案,为项目中的信息传递搭建起稳健的平台。此外,大唐移动还助力中海油建成了国内第一个海面4G无线专网——涠洲油田群TD-LTE无线专网,成为解决油田群海上平台之间传输受限问题,实现海面无线覆盖的典范。

打造智能电网高速信息通道

智能电网的运行依赖于大量数据采集、传输、计算分析,稳健的通信网络成为智能电网的基础。大唐移动自主成功研发的TD-LTE电力无线宽带专网系统,针对配用电网络地域分布广泛、测量监控点多、对通信实时可靠性要求较高等特点,将第四代无线宽带通信技术引入电力系统,解决了配用电网络智能化的通信问题,能够满足智能电网中智能用配电环节的信息采集、配网自动化、实时视频传输、应急通信等业务的实时、高可靠通信需求,将在配电监测、智能用电、电动汽车运营系统建设等方面发挥重要作用。

除此之外,大唐移动还将TD-LTE无线专网技术逐步推广应用于电力远程抄表、负荷控制、配变监测、配网自动化、可视指挥调度系统、移动办公等领域,为打造智能电网、提高电网科技水平、规范台区管理、降低台区线损、提高优质服务水平提供有力的技术支持。

开启大数据智慧时代

在智慧城市建设领域同样给大唐移动提供了施展的空间,大唐移动一方面充分发掘TD-LTE技术宽带化、视频化、智能化的特点,开发出高清视频点播、手机在线游戏、高清视频会议、移动商务应用、多点触摸点播系统、即摄即传等TD-LTE特色业务,推动TD-LTE技术商用的多样化。另一方面,大唐移动也针对智慧城市涉及领域进行深入研究,开发出针对特定行业的TD-LTE技术智慧化应用。

在高清视频监控的基础上,大唐移动融合计算机图像视觉分析技术,陆续开发出DT-IVIS智能视频综合应用平台、视频摘要系统、图侦实战应用系统无线移动勤务系统、智能视频分析系统等产品,主要的应用包括:身份识别(人脸识别、车牌号识别、车辆类型识别、船只识别、红绿灯识别等)、轨迹识别(虚拟警戒线、虚拟警戒区域、智能跟踪、人数统计、车流统计、物体出现和消失、人员突然奔跑、人员突然聚集等)、环境判断补偿识别(恶劣天气、夜间低照度情况、摄像头遮挡或偏移等情况自动开设LTE灯等)等,适用于更广泛的行业领域。

10月8日,国家发改委下达了组织实施2013年TD-LTE产业化专项的通知。通知中指出,对于4G,发改委将支持TD-LTE技术在应急通信、能源、政务、医疗、公安等领域的应用,通过TD-LTE公众移动通信网络或行业专用网络(含TD-LTE集群系统),建设业务应用创新体验环境,实现重点区域的覆盖,为TD-LTE行业应用树立可推广的创新示范应用方案,带动TD-LTE产业可持续发展。新的政策指引,再次坚定了大唐移动探索TD-LTE多领域创新应用的信心。
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