得益于融合標準和全球生態系統，LTE TDD在全球移動寬帶市場獲得重要發展機遇

摘要

近來Sprint Spark計劃的啟動，是LTE競爭焦點由網絡覆蓋轉向數據速率和容量的較新標志。Sprint和軟銀在其LTE FDD和TDD混合網絡中，利用LTE TDD提升網絡容量和性能。LTE TDD（即TD-LTE）將在運營商利用TDD頻譜資源，提升網絡性能的過程中，扮演重要角色。

自標準化工作開始之初，LTE就被設計為能夠同時支持FDD和TDD模式的單一空中接口技術。該原則為LTE TDD在全球范圍內的成功奠定了堅實基礎，并使構建融合統一的FDD和TDD產業生態系統成為可能，而融合的產業生態系統將是LTE TDD在全球范圍內獲得市場成功的關鍵。

分析

融合的LTE TDD和FDD正在成為數據速率和網絡容量的助推器。

美國運營商Sprint 于2013年10月30日啟動了其“Spark”計劃，將網絡峰值數據速率提升至50-60Mbps。這是LTE的競爭焦點從網絡覆蓋轉向數據速率和容量的較新標志。全球市場上的LTE領先運營商，如Verizon Wireless、AT&T、SK電訊、EE等，都在通過在新頻段部署更多的載波以及開啟載波聚合、異構網絡等新功能特性，提升其LTE網絡的數據速率和網絡容量。

在啟動Spark計劃之前，Sprint在這場速度和容量的競爭中遠遠落后于其競爭對手。Sprint擁有的FDD頻率資源有限，1900MHz是其LTE網絡的核心頻段，也僅具有2x10MHz的頻率資源，而在800MHz頻段上的資源更為稀少。這一局限從根本上限制了Sprint在網絡覆蓋、數據速率和容量等方面的競爭能力。Root Metrics在一些美國四大運營商都部署了LTE的城市（如芝加哥）進行了現網性能測試，其結果顯示Sprint與領先LTE運營商之間的性能差距在不斷拉大。

在這一情況下，Clearwire（于2013年7月被Sprint完全收購）擁有的2.5GHz 頻段的TDD頻譜就成為了Sprint用來追趕競爭對手的重要支點。Sprint可以利用這一頻段豐富的頻譜資源（共有160MHz可用）來提供超高速率的數據連接服務（Sprint Spark計劃示意圖如下）

Exhibit 1, 數據速率和用戶體驗的比較 

來源: Sprint

Strategy Analytics相信，這些TDD頻譜使Sprint有機會成為美國市場上的“數據速率之王”。Sprint已經利用載波聚合和8x8 MIMO技術，成功演示了高達1Gbps的數據傳輸速率。通過聚合更多的載波，這一速率有望進一步提升至2.5Gbps。這應可幫助Sprint在未來的LTE-Advanced競爭中獲取先發有利位置。

同時，LTE TDD和FDD之間固有的、緊密的互通設計，也使Sprint能夠實現FDD和TDD網絡的緊密融合，達到網絡覆蓋和系統容量的平衡。位于較低頻段的LTE FDD系統可用來實現全國性的LTE網絡覆蓋，而位于較高頻段的LTE TDD系統則可用來提供高速數據業務體驗。作為3GPP LTE家族的原生成員，LTE TDD具有與LTE FDD無縫融合的能力。Sprint的Spark系統將支持800MHz、1900MHz和2.5GHz三個頻段和LTE FDD、TDD兩個制式之間的激活切換與會話連續性。基于這一能力，可以開發出更多的先進功能，如實時的負載平衡和流量控制。這將有效提高Sprint LTE系統的全網容量，并能提升用戶在FDD和TDD兩個系統中的實際體驗。

Strategy Analytics認為，作為日本軟銀控制的運營商，Sprint還能從其母公司獲得更多的關于LTE FDD和TDD融合組網的經驗。自2011年11月部署LTE TDD以來，軟銀已經在2.5GHz頻段部署了超過4萬3千個LTE TDD基站，作為其LTE FDD網絡（部署于900MHz和2.1GHz 頻段）的補充，為用戶提供更強大的數據業務能力。目前軟銀的LTE TDD網絡已經覆蓋了超過92%的日本人口，并使軟銀在日本的Android智能機市場上，居于數據速率排名的首位。

Exhibit 2, 軟銀 – 為Android終端提供較快的數據速率

來源: Softbank

軟銀和Sprint的經驗表明，LTE TDD能有效增強運營商在LTE速率和容量方面的競爭實力。LTE TDD和FDD之間的固有的緊密互通能力能夠實現高度融合的高效率的LTE網絡。

LTE TDD幫助運營商開拓新的頻率資源

軟銀不但在2.5GHz頻段部署了LTE TDD網絡，還對3.5GHz頻段上的TDD應用給予了極大的關注。日本監管機構計劃在2015年對3.5GHz頻段進行重新分配，允許在該頻段上提供移動寬帶業務，預計將為LTE TDD在該頻段分配大塊頻譜。所有日本運營商都在這一頻譜的refarming做準備，而軟銀由于具有LTE TDD系統的實際商用經驗，在這一過程中始終居于領先和有利位置。在2013年9月，軟銀聯合華為在3.5GHz頻段進行了基于LTE TDD技術的Small Cell業務分流實驗。通過聚合5個LTE TDD載波，實現了高達770Mbps的峰值數據速率。該實驗證明，工作于3.5GHz頻段的LTE TDD系統能夠有效的分流宏網絡的數據流量，能夠作為未來異構無線網絡的重要組成部分。

3GPP作為制定LTE技術標準的全球標準化組織，已經為3.4-3.8GHz的TDD頻段制定了相關的技術規范。全球主要移動通信市場也已經或正在將這一頻段的全部或部分頻譜資源用于LTE TDD網絡部署。

Exhibit 3, 3GPP Band 42和Band 43示意

來源: 3GPP

下圖顯示了全球部分主要市場3.5GHz頻段的牌照發放情況。

Exhibit 4, 部分市場Bands 42和Band43可用頻譜資源情況

來源: Global TD-LTE Initiative (GTI)

固定無線本地環市場

除了在城區熱點的small cell部署模式，3.5GHz還是固定無線寬帶接入業務很好的候選頻段。許多WiMAX運營商都曾在該頻段部署WiMAX網絡，提供固定或游牧式的無線寬帶業務，全球總用戶數達400萬。而LTE TDD具有比WiMAX大得多的產業經濟規模，技術演進路線也更為清晰明確。所以，大量WiMAX運營商都已考慮從WiMAX過渡到LTE TDD。這將進一步擴大LTE TDD的市場機會，促進其全球發展。

一些運營商已經開始利用LTE TDD提供固定寬帶接入業務。如英國的UK Broadband就在2012年2月開始，利用在3.5GHz頻段（3GPP Band 42/43）的LTE TDD系統提供“下一代接入”（NGA）業務。根據英國電信監管機構OFCOM的定義，下一代接入業務的下行數據速率應超過24Mbps。UK Broadband利用LTE TDD技術，并引入固定CPE終端和更大尺寸的天線，保證了距離基站7-9公里的用戶，能夠獲得高于OFCOM要求的數據速率（如下圖）。這也充分證明了LTE TDD技術在固定無線寬帶接入市場上擁有廣闊的應用前景。

Exhibit 5, LTE TDD 提供“下一代接入”（NGA）業務

來源: UK Broadband

部署于高頻段的LTE TDD系統能有效滿足移動寬帶業務不斷增長的需求

隨著數據業務的爆發式增長，移動寬帶業務需要的頻譜資源不斷增加、帶寬不斷加大。3GHz以上的高頻段資源能夠支持更寬的系統帶寬，從而實現更高的峰值數據速率和更大的系統容量。全球移動通信產業正在為移動寬帶業務尋找新的可用頻譜資源，而很多候選頻段都是位于3GHz以上的高頻段資源。在如此高的頻段上，LTE TDD的時分雙工特性具有天然的成本和復雜度優勢，而且能夠高效靈活的支持非對稱數據業務。Strategy Analytics預計，2015年召開的世界無線電大會將為移動寬帶業務正式分配新的頻譜資源，在那之后，LTE TDD在全球移動寬帶市場上的市場價值可能會得到進一步的提升。

統一的LTE標準為LTE TDD的全球經濟規模提供了堅實的基礎

移動通信標準發展的歷史就是一個向著全球融合標準前進的歷史。在第一代、第二代和第三代移動通信技術中，都存在多個標準割裂全球市場的情況。直至第四代移動通信，LTE才成為事實上的全球統一標準。下圖即顯示了移動通信技術通向全球統一標準的發展歷程。

Exhibit 6, 通向全球統一標準之路

來源: 中國移動

在LTE設計之初，3GPP就將實現同時支持FDD和TDD的單一空中接口技術做為LTE的一個非常明確的系統需求，希望為兩種雙工制式都提供更大的經濟規模。

所以，LTE TDD和FDD兩種制式實現了共享相同的網絡架構和協議棧，其物理層關鍵技術與核心處理過程也完全相同，都是基于下行OFDM、上行SC-FDMA和MIMO多天線技術等核心技術元素，兩種制式的差別僅存在于幀結構中的特殊子幀設計上（LTE TDD的特殊子幀設計用來支持與TD-SCDMA的共存，如下圖）。相同的網絡架構、協議棧和物理層設計使產業界能夠以較低成本實現同時支持FDD和TDD兩種工作模式的終端設備，這對促進LTE TDD和FDD的融合發展，共享LTE全球產業鏈至關重要。

Exhibit 7, LTE幀結構

來源: Ericsson

雖然幀結構的差異還使LTE TDD與FDD系統在隨機接入、調度、HARQ定時關系等方面存在一些微小不同，但總的來說，LTE TDD和FDD是同一種技術的兩個變體。他們都由3GPP進行標準化，擁有同樣的標準版本規劃和同樣的技術功能特性。在3GPP標準化過程中，全球技術產業陣營在同時推動LTE FDD和TDD兩種制式的發展，為他們的標準化做出技術貢獻。

由于LTE TDD和FDD共享同樣的網絡架構和協議棧，他們之間的互通與融合具有天然優勢，能夠實現緊密無縫的融合互通。目前， 3GPP已經開始討論更為緊密的TDD/FDD協同機制，如在同一基站內部或不同基站節點間，進行FDD和TDD兩種模式混合的載波聚合。該技術將能夠更為有效的提升LTE TDD和FDD融合組網的工作效率和用戶體驗。

技術標準中的高度共通性也使LTE TDD和FDD能共享大部分軟件和硬件組件。Strategy Analytics的研究顯示，在對產業規模發展至關重要的終端芯片領域，也有許多廠商（如高通、Marvell、華為海思等等）開始提供LTE  TDD和FDD的多模式芯片。隨著LTE TDD和FDD的融合網絡的部署和發展，LTE TDD的全球市場規模將不斷擴大。

融合的產業生態系統是推動LTE TDD未來持續發展的關鍵

目前，領先的系統設備廠商都已經實現了LTE TDD和FDD產品的共平臺開發。大部分LTE系統的軟件功能都可以在FDD和TDD系統間通用。而領先的芯片廠商，如高通，也已經開發了同時支持多種技術制式的LTE芯片平臺。這些融合的產品和解決方案將能夠支持LTE FDD和LTE TDD 的端到端的融合互通，使LTE TDD具備更多的、更為靈活和具有市場吸引力的部署場景。

Strategy Analytics相信，全球范圍內，有利于LTE TDD發展的機會窗口正在開啟。發達市場的領先運營商正在面對更高數據速率和更大網絡容量的市場需求，迫切需要更充分的利用頻譜資源，而LTE TDD可幫助運營商充分利用FDD系統無法使用的非對稱頻譜資源。長期來看，LTE TDD優秀的非對稱特性將成為滿足移動互聯網發展需求的有效工具。

但是，我們也必須看到，LTE TDD的產業生態系統整體仍弱于產業化啟動更早的LTE FDD。根據GSA數據，至2013年11月，支持LTE TDD的終端數量為274款，而支持LTE FDD的終端數量已超過1200款。

不同部署場景和發展路徑的影響

目前中國監管機構已經向三大運營商發放了LTE TDD運營牌照，中國移動更是已經開始在若干城市提供基于LTE TDD的4G業務。依托龐大的用戶規模，中國移動的4G商用部署將極大的促進LTE TDD產業的規模發展。但是我們必須看到，中國移動的網絡演進路徑在全球移動通信市場上具有非常明顯的獨特性。在3G時代，中國移動是全球主流運營商中唯一采用TDD技術（TD-SCDMA）的運營商，而在4G時代，中國移動也很可能在相當長時間內僅僅運營LTE TDD網絡。但是，全球絕大部分主流運營商都同時擁有FDD和TDD頻譜，這就決定了，即使引入了LTE TDD系統，這些運營商也將是把LTE TDD用于與LTE FDD的融合組網。從這一點上看，Sprint的Spark計劃和日本軟銀的混合LTE組網都將對LTE TDD的全球應用具有更大的參考價值，能更好的幫助運營商理解和認識LTE TDD系統在提升網絡性能和用戶體驗方面的重要價值。目前中國監管機構也已經允許中國電信和中國聯通就LTE FDD與TDD的融合組網開展網絡技術實驗，這將為LTE FDD和TDD的融合發展提供更多的經驗和借鑒。作為LTE TDD全球發展較重要的推動力量，中國運營商和產業界有責任也有能力為LTE TDD和FDD的融合發展提供更多的創新支持和市場樣板。

總結與啟示

為推動LTE TDD的全球發展，TDD產業界應充分利用LTE統一標準的優勢，推動LTE TDD和FDD產業生態系統的融合發展。融合的產業生態系統將為LTE TDD和FDD的共同發展提供強大的支持，TDD和FDD的產業陣營較終都將從其中受惠。中國移動對多模多頻LTE終端的強力推動就順應和代表了這一前進方向，將有力的推動LTE TDD和FDD的全球融合。

如Strategy Analytics較近的研究報告（Sprint’s Spark integrates LTE FDD and TDD to compete with Verizon, AT&T and T-Mobile US ）所分析的，LTE TDD將在LTE TDD/FDD混合組網中扮演非常重要的角色。隨著數據流量的持續增長和更多高頻段頻譜資源的應用，LTE TDD的全球發展正在迎來不斷擴大的機會窗口。

統一的LTE標準為加速LTE TDD和FDD產業生態系統融合、創造全球經濟規模，提供了堅實基礎。而融合的產業生態系統將支持LTE TDD和FDD的融合運營，并使所有產業鏈成員從中受益。這將是LTE TDD全球成功的關鍵。

作者簡介

作為常駐中國北京的高級分析師，楊光先生為Strategy Analytics帶來豐富的移動通信行業經驗，并將為客戶提供關于中國這一重要市場的深入行業洞察。

在加入Strategy Analytics之前，楊先生先后供職于多家行業知名公司。其工作領域覆蓋了3G/4G、頻譜和無線新技術相關的研發、標準化、戰略分析以及行業合作發展。楊先生將聚焦中國和亞洲市場，擴展與中國運營商、監管機構和媒體的合作關系，并支持中國客戶的咨詢項目執行。

楊先生畢業于北京郵電大學，獲得通信與信息系統的碩士學位。