隨著智能終端滲透率的提高和移動互聯網應用的日益廣泛,移動數據業務呈現出高速增長的趨勢。2011年全球移動數據業務相對2010年增長了2.3倍,約597PB/月。2012年移動業務仍保持較快的增長趨勢,2012年第三季度全球移動數據流量是2011年同期的2倍。我國的移動業務同樣處于高速增長階段,截至2012年11月,中國移動通信用戶數超過11億,其中3G用戶數超過2.2億。預計2012年中國移動通信數據月均流量達0.07EB,比2011年月均流量增長133%。
可以預見,未來10年我國移動業務將快速增長,寬帶無線網絡面臨巨大壓力。為寬帶移動通信系統分配新的頻率資源已被提上議事日程。采用各種方法預測寬帶移動通信(IMT)頻率需求,顯示到2020年我國移動通信頻率存在一定缺口,需要提早進行頻率規劃,使用多種方法解決業務高速發展帶來的壓力。
移動數據業務將爆發式增長
對于未來移動業務的發展趨勢預測,全球多家咨詢機構、設備制造商、運營商都作出了各自的判斷,如愛立信預測2011~2017年移動流量年均復合增長率為60%;UMTS論壇預測2020年全球移動網絡總流量將是2010年的33倍,未來5年移動數據業務年均復合增長率在90%左右。ITU在2011年年底發布了M.2243報告,總結了多個機構的預測結果,指出2015年移動業務量將是2010年的30倍,2015年到2020年移動業務量更將以指數級增長。雖然各機構預測的具體數值有所差別,但得到的結論都是未來10年移動業務發展將仍保持較高增速。
未來5年我國移動數據業務發展速度將超過全球平均水平。目前我國移動通信用戶滲透率已超過83%,隨著3G網絡不斷完善,3G用戶進入規模增長階段。2012年1~11月3G用戶增加了9200萬,寬帶移動滲透率與全球平均水平基本一致。3G用戶仍保持較快增長的趨勢。另外,2012年我國智能終端依然延續爆發式增長態勢,6月智能終端出貨量已占全部移動終端比重的50%以上,全年同比增幅接近150%。智能終端的廣泛使用促進了移動互聯網應用的快速發展,從而導致移動業務流量的高速增長。根據思科預測全球智能終端2015年月均流量將達到1.4GB,考慮到我國具有巨大的通信市場,預測未來5年我國移動數據業務年均復合增長率接近100%,到2020年我國移動業務流量占全球流量的比例將超過10%。
各方展開無線頻率需求預測
面對未來巨大的移動數據業務需求,業界考慮從技術演進、頻率分配、網絡建設和異構網絡分流等方面解決網絡壓力。其中為IMT系統分配新的頻率資源是最直接、最有效的手段,目前國際標準組織ITU已經著手研究為IMT系統分配新的頻率資源。對于未來IMT系統頻率需求量和候選頻段,各國紛紛開展研究,基于本國國情提出了各自的寬帶無線頻率規劃。我國已開展了寬帶無線頻率相關的研究,中國通信標準化協會CCSA組織業界預測我國IMT系統頻率需求和候選頻段問題。寬帶無線頻率也是我國寬帶戰略中的重要部分。
目前,全球各國正在利用多種測算模型預測本國IMT系統頻率需求。主要有ITU 的M.2078方法、美國FCC基于移動數據的頻率需求模型、GSMA頻率需求計算模型等多種方法。ITU的M.2078方法是認可度較高的方法,該方法對無線業務進行了詳細的分類,預測網絡不同場景下單小區的業務量,綜合考慮部署網絡數量、網絡性能、頻率利用率等因素,計算出滿足業務發展的頻率需求。目前ITU-R 5D工作組正在更新業務預測數據并完善模型,重新測算全球IMT頻率需求,支撐WRC-15為IMT系統分配新的頻率。基于移動數據的頻率需求模型是美國FCC在國家寬帶戰略中提出的。該頻率需求測算方法假設未來移動數據是寬帶移動網絡的主要業務,輸入數據業務流量需求、網絡密度情況、無線技術頻譜效率和目前已分配的頻率等關鍵參數,測算出未來IMT系統的頻率需求量。美國已將該模型和測算結果提交給ITU-R 5D工作組,作為美國未來IMT系統頻率需求的結論。GSMA組織也提出了IMT系統頻率測算模型,基于網絡部署與全國性的業務量分布,通過建立全國業務量映射到各地區的邏輯關系,預測出基站群的業務情況,利用網絡部署參數獲得最終的頻譜需求。還有俄羅斯、澳大利亞等國也提出了新的IMT頻率需求測算模型,計算出本國2015年和2020年的頻率需求情況。目前各國政府和組織都在向ITU 5D工作組提出新的IMT系統測算方法和結論。
全球IMT頻率需求缺口較大
根據預測結果,多個國家提出未來IMT頻率需求存在較大缺口。在2012年10月召開的ITU 5D工作組會議上,部分國家和組織就提出了2015年和2020年IMT系統頻率需求情況(見下表),顯示各國在2020年都有較大的頻率需求量。
與全球很多國家一樣,我國寬帶無線發展也存在一定的頻率缺口。考慮到我國寬帶戰略的發展目標,結合業務發展預測和網絡承載能力發展,利用ITU 2078模型等多個方法對我國IMT頻率需求進行了預測。預測業務發展趨勢形成高、低兩套方案。預測2015年我國IMT頻率需求約為550MHz~730MHz,2020年頻率需求超過1500MHz。2012年10月工信部發布了《關于國際移動通信系統(IMT)頻率規劃事宜的通知》,正式發布了我國2.6GHz IMT頻率規劃。至此,我國共為IMT系統劃分了687MHz頻率。從頻率總量上看,目前已劃分的頻率可以滿足2015年IMT業務頻率需求,但對于我國2020年移動業務發展還存在較大的頻率缺口。頻率是一種稀缺性資源,特別是具有較好傳播特性的頻段數量有限。3GHz以下的大部分頻段已劃分給多種無線電業務,可以劃分給IMT系統使用的頻段數量不多。IMT系統使用更高頻段面臨著穿透性差、覆蓋性能弱等問題,因此,未來IMT系統頻率供需形勢嚴峻。
滿足未來移動業務高速增長的需要,分配新的頻率資源是一個有效的手段。針對我國2020年面臨的IMT系統頻率缺口問題,相關部門已開始研究制定我國中長期的寬帶無線頻率規劃。同時積極參與到國際上關于劃分新的IMT頻率工作當中,向ITU提交我國在IMT頻率需求和合適頻段(SFR)方面的建議。但需要看到頻率資源是一種稀缺性資源,不可能無限制地增加。除了釋放新的頻率資源外,還需要綜合使用技術演進、提高網絡密度等手段提高現有IMT頻率的使用效率,采用WLAN等異構網絡進行業務分流,才能解決未來移動業務高速增長帶來的壓力。
來源:人民郵電報
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