无线流量呈指数级增长,而可用的频谱资源却十分有限,对于运营商来说,必须开源节流,才能实现可持续发展。业界从来没有停止关于提升频谱效率的研究。
频谱共享难实现
目前,ITU-R已经划分了450、700、800、1800、1900、2100、2300、2500、3500、4400MHz等频段,但频谱资源仍严重不足,到2020年,频谱新需求超过1500MHz。
在这种条件下,频谱共享成为业界关注的焦点。225MHz至3700MHz内共存成为趋势。一方面,3GPP划分了28个FDD频段、12个TDD频段,碎片化严重。另一方面,业界将目光瞄准了700MHz数字红利频段。
频谱共享需要认知无线电技术的支持。在我国,认知无线电技术还处在发展初级阶段,各项理论和技术处于研究探索中。关于认知无线电技术的研究工作已经在我国的一些高等学府进行,例如清华大学、北京邮电大学正在展开认知无线电的研究和小规模试验。由于技术实现难度大,因此,通过频谱共用来缓解频谱资源紧张难度很大。
异构网络是解决之道
提高空口频谱效率是缓解频谱压力的另一种重要手段。但从技术的角度而言,目前的无线技术(包括CDMA/EVDO、WCDMA/TDSCDMA/HSPA和LTE)所达到的频谱效率已经非常接近技术极限,要纯粹利用如更高效的调制/解调、编码/解码等技术来提升频谱效率(即在一定的频谱下,提供更高的传输速率),改善空间已非常有限,必须考虑其他手段。
上海贝尔副总裁何其锐博士认为,无线网络的扩容并同时改善覆盖需要综合考虑更多的频谱、更高的频谱效率以及空间效率三大问题。使用更多的频谱可带来2倍的容量增益,使用技术方法来提升频谱效率可带来1.5倍的增益,而利用Metrocell来提升空间效率,可以带来10倍容量增益,这三种方式加起来就能达到30倍的容量增益。使用Metrocell,配合传统宏站,打造HetNet,将可解决无线网络扩容所面临的难题。
优化频谱使用方式
业内专家普遍认为,新的网络架构是解决容量与频谱矛盾的出路。除了随LTE大热的小基站外,业界出现了多种具有特色的频谱利用方式。例如,Cambium Networks提出的PTP、PMP解决方案,使用5.8GHz许可频段。其基本理念是,在难以进行有线部署的地方,通过无线方式实现网络宽带覆盖。值得注意的是,通过采用OFDM技术,Cambium Networks的产品可以实现很高的频谱效率。对于那些有线资源匮乏的运营商来说,可以通过该产品部署宽带网络。同时,该解决方案还可以用于基站回传中代替传统的微波回传,提供了更高的容量。