任务3 LTE发展驱动力

1.3.1 LTE发展驱动力原因

LTE发展的驱动力有很多，从移动运营商角度考虑，主要有如图1-9所示的2个原因。

（1）语音收入下降。这个问题每个人可能都会有切身体会，从每个月的语音话费支出就可以明显感知到，语音收入在不断减少。因为一方面运营商的资费标准在不断降低；另一方面，OTT 即时语音软件的冲击，如 QQ、微信、Skype 等。对移动运营商而言，话费赚钱时代已经结束，流量经营正成为核心。全球用户数量仍在增长，但是增长率呈直线下降的趋势，新用户数增长的速率在放缓，全球移动用户基本达到饱和，这也意味着运营商想通过增加用户的方式来获得更大收益已经变得非常困难。

与此对应的是，语音ARPU不断下降，数据ARPU逐年上升。（所谓ARPU值，就是每用户平均收入（Average Revenue Per User），是指平均每个电信用户创造的业务收入。在电信市场上，ARPU值是衡量运营商营运水平的重要指标。）

在成熟的市场中，造成ARPU下降的主要原因是话音业务的费用下降，之后是使用量的降低。但在高速增长的新兴市场，移动电话使用者的收入水平不高是主要因素。

Tele Geography的分析师指出，在ARPU高的运营商中，共同的现象就是预付费用户的比例较低，而3G 用户数的增长很快。用户使用数据业务越来越多，从而填补了话音业务萎缩带来的亏空。

（2）网络成本高。由于现阶段3G 网络的架构相当复杂，建设和运营成本相较之前大幅增加，如果基于现有3G 网络大力发展流量经营，势必会导致成本支出很大，甚至某一时间点之后会出现亏损。如图1-10所示，现网的收益和业务量不匹配，收益并未随着业务线性增长，只有降低每数据 bit 成本才能获得利润。所以，运营商需要引进新架构，大幅度降低网络建设和运营成本。随着移动互联网的不断发展，以及国家对于移动化、4G 网络等诸多方面的不断扶持和探索，4G网络的运营成本已经在逐步降低，同3G网络的运营成本相比，已经大大降低，虽然运营成本大大降低，但是4G 网络相比3G 网络，在使用效率上，则提升了3倍之多。按照这样的步伐发展，我国移动通信将会以每年数倍的增长率迅速发展。

综上所述，基于目前移动运营商所面临的2个不可回避的问题，如果想获得更大收益，必须要开源，即提升网络带宽，开展新业务，把业务重点转移到流量经营上来。同时还要节流，即引入LTE新网络架构，大大降低网络建设和运营成本，以有效降低每数据bit成本。

1.3.2 LTE的设计目标

LTE 的所有需求可以概括成：网络性能更好，网络成本更低。网络性能更好包括更广的覆盖范围、更大的系统容量、更高的频谱效率，更短的等待时间、较高的移动速度、更丰富的业务种类、更佳的业务质量；网络成本的降低是指更低的部署成本和运营成本。

为了这样的需求，就需要明确LTE在无线接口和网络架构方面演进的设计目标。先从覆盖、容量、频谱效率、时延等方面做简单的介绍。

1.广覆盖高容量

最大支持100km 的范围小区，在5MHz 带宽内，LTE 要支持200个激活用户；带宽在5MHz到20MHz范围内要支持400个激活用户。

2.高频谱效率

LTE的频谱效率是3G的3～5倍。带宽配置灵活，支持1.4 MHz /3 MHz /5 MHz /10 MHz/15 MHz /20 MHz。

3.高峰值速率

下行峰值速率100Mbit/s，上行峰值速率50Mbit/s。

4.高移动性

一般支持在350km/h 的移动速度，还保持较高的业务性能。在某些频段甚至支持500km/h的范围内，提供与3GPP R6质量相等或者更优的业务。

5.低时延

无线接入网 UE 到基站 eNodeB 用户面的延迟时间低于10ms，控制面延迟时间低于100ms。网络架构扁平化是LTE实现低时延的主要手段。

6.低成本

为了降低建网成本，与传统网络对比，LTE采用了扁平化的网络架构，取消了RNC和CS域，如图1-11所示。

为了降低运营成本，运营商要求 LTE 具备自组织网络（SON）功能，即要求 LTE 网络具有自规划、自配置、自优化、自维护的能力，目的是减少规划、优化、维护的成本，以降低运营成本。

1.3.3 LTE的移动业务

有了LTE网络以后，上网速度更快，数据资费更便宜，功能更强大，网络更智能化，主要的应用如下。

（1）移动远程医疗：4G 网络能够满足实时传输各种数据及现场图像，这为远程快速医疗的实现提供了可能。在比赛现场或救护车上，通过4G 网络，病人的情况可以实时传送到医疗专家团队，医疗团队对现场情况作出评估并指导。这样，清晰、快速的远程医疗指导将得以实现，危急病人可及时得到专家治疗，绝不会错过治疗的“黄金半小时”。据了解，目前杭州正在试点，为高血压和糖尿病病人戴上一个特殊装置，能够全天候检测血压和血糖变化，并将数据传输到医院。

（2）移动高清监控：有线监控主要应用于固定场景，对于车辆等移动场景则无法满足。在4G 时代，譬如公交车的无线监控，只需保证公交线路无线网络的覆盖，就能随时随地掌握行进车辆的情况。利用 TD-LTE 高速上行的特点，4G 网络将监控的视频信号无线回传，通过 TD-LTE 实时点播监控录像，可实现随时随地有效监控。对比有线监控部署投入成本太高，自然条件限制等因素，这种无线监控部署不仅能够方便地进行视频回传，还能对于油田、大坝、森林、海岸线等无人值守、监控难度较大的区域方便地进行监控。

（3）无线采访：4G 时代，无线采访也将会越来越普及。无线采访是指新闻媒体利用支持移动4G的无线摄像机，即摄像机内置一个4G模块或者配置一张4G上网卡，这样，记者就可以直接把采访的现场情况发送到采集中心进行剪辑并发布。这种采访方式既可以减少采访车这个环节，又可以在紧急采访的情况下减少采访工作的准备难度。

（4）异地比赛实时传送：4G 的到来，让人们可以不用置身现场，通过户外大屏幕等就能欣赏到一场正在进行的激烈体育比赛。比如，亚运会项目在多个城市举行，广州主会场和监控中心通过4G 网络可以及时了解最新情况。尤其是水上比赛项目，TD-LTE CPE 可以安置在水上项目的岸边，或者在帆船比赛的船头，可监控到每条参赛船只的情况，实时传送，让观众第一时间了解进展及详情。

当然LTE的业务还有很多，如图1-12所示，通过图可以了解到更多的业务应用。