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摘 要：文章对在当前环境下我国如何发展TD-LTE的问题进行了探讨，重点从七个方面阐述了发展TD-LTE所面临的问题和困难，并在技术和运营角度给出了具体的建议。
关键词：TD-LTE；发展策略；国际漫游； USIM卡
2010年12月份，工信部批复同意TD-LTE规模试验总体方案，将在上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门等六个城市组织开展TD-LTE规模技术试验。这是继2010年10月TD-LTE增强型成功被国际电信联盟确定为4G国际标准后，中国布局4G的又一关键性举措。由于TD-LTE起步较晚，发展中必然会遇到诸多困难。本文从技术层面和经营角度，对我国发展TD-LTE过重中需要注意的问题进行了分析。
1 中国移动要发展TD-LTE，重点要实现TDD/FDD的融合与兼容
要把实现TD-LTE与LTE FDD的融合作为当前TD-LTE发展至关重要的战略目标。既要确保中国移动的TD-LTE客户能够走出去，实现国际漫游，也要确保国外运营商的LTE客户能够进的来，使其能漫游到中国移动的TD-LTE网络。下面我们分析一下TD-LTE与LTE FDD融合的可行性与必要性。
从3GPP标准进展来看，预计今年3月将完成包括FDD和TDD在内的LTE又一个新版本Release 10即LTE-Advanced（LTE-A），3GPP TD-LTE和LTE FDD标准进度一致。从技术层面讲，TD-LTE和LTE FDD存在非常大的共通性，技术差异不超过15%。LTE FDD和TDD的媒体介入控制层（MAC层）以及网络层的结构都是相同的，其他关键技术也基本一致，其差异主要体现在物理层帧结构上[1]，如图1所示。此外，LTE从一开始就同时对FDD和TDD进行了优化设计，两种模式下可以获得相近的频谱利用率。这些都为LTE TDD和FDD的融合奠定了基础。
尽管两者在标准方面保持了同步，但由于TD-LTE是由中国提出的3G技术TD-SCDMA演进而来，而LTE FDD则经由欧洲3G标准WCDMA演进，从目前的全球3G网络部署情况看，WCDMA市场规模远超过了TD-SCDMA。因此，无论从技术成熟度还是产业规模化来看，FDD LTE的商用部署都领先于TD-LTE。中国移动要发展TD-LTE，就必须要借助融合来促进快速发展，大力推进两者的融合，推动TDD/FDD共模，争取产业界的支持，避免再次陷入TD-SCDMA一样“曲高和寡”的局面。这样才能使今后TD-LTE的发展充分享受到规模效应，从而把TD-LTE做成真正的国际标准。
2 TD-LTE网络使用的频段和终端要考虑国际通用性
要推进TD-LTE的快速发展，使TD-LTE成为国际标准，必须要考虑网络使用频段和终端的国际通用性，从而实现不换卡、不换手机就可以国际漫游的目标。
在LTE频段划分方面，在2007年世界无线电通信大会（WRC07）上，将IMT-2000和IMT-Advanced统一为IMT，在频谱使用上不再区分。LTE是一种IMT-2000技术，理论上已分配给IMT-2000的频段（即2G与3G频段）和WRC07大会上新划分的频段均可由LTE使用。目前3GPP LTE标准中定义了如下工作频段：LTE FDD定义的频段，除450MHz、3400-3600GHz频段外的所有IMT频段，即WRC-07大会上明确的698-806/862MHz（我国为698-806 MHz），2500-2690MHz频段共298MHz频率，以及己规划的用于2G和3G中FDD业务的频段；TD-LTE定义的频段有1850-1920MHz、2010-2025MHz、2300-2400MHz和2570-2620MHz，共195MHz。国内对无线频段的划分情况为： 我国己在800MHz、900MHz、1800MHz和2000MHz等频段为2G和3G系统中FDD业务规划了350MHz频率。我国在上述规划频段中已分配的FDD频率共190MHz，尚未分配的FDD频率为160MHz。在700MHz频段（我国为698-806 MHz）共108MHz，广电部门承诺在2015年完成电视模/数转换后可释放供宽带移动使用。除了明确将2570-2620MHz分配给TDD技术以外，工信部表示，2500-2690内其他频段的后续频率规划，将视IMT技术（TDD, FDD）发展及市场情况确定。此外，中国移动的TD现网还拥有1880-1920MHz和2010-2025MHz，以及2300-2400MHz频段，如图2所示。这些频段为TD-LTE的应用创造了条件。
图2 我国已分配的TDD频段和共模需要支持的FDD频段
Figure 2. TDD spectrum allocated in China and FDD spectrum for common-mode
在频段使用上，我们要积极倡导"国际频段加国内频段"模式，在国际上推动国际通用的TD-LTE频率，确保实现TD-LTE的全球漫游。一方面，建议支持日本软银（2545-2575MHz）、美国Clearwire（2496-2690MHz）等TD-LTE国际漫游频段；另一方面，考虑到LTE FDD国际漫游需求，建议支持欧洲、日本、美国的主流频段。
TD-LTE终端产品工作也要围绕TD-LTE与LTE FDD融合与兼容的目标，推动TDD/FDD共模，争取产业界的支持，聚合更多的产业资源为后续顺利引入国际主流产品创造条件。与此同时，TD-LTE多模终端还应与现有的2G和3G制式兼容，工信部要求必须兼容国内3G技术TD-SCDMA。然而，TD-SCDMA相关产业链还比较薄弱，只有中国需要TD-SCDMA的情况下，产业推动较为困难。如果从芯片与终端推进工作初期就强制执行，必将影响TD-LTE整体商用进度。因此，建议在TD-LTE发展初期，特别是在规模试验阶段，争取将TD-SCDMA作为推荐选项，不作强制要求，待商用阶段后续决策。 3 TD-LTE时期的用户卡策略推荐使用USIM卡
USIM卡就是第三代手机卡-Universal Subscriber Identity Module（全球用户身份模块），也叫做升级SIM卡。跟普通SIM卡相比，USIM卡除了在安全性方面对算法进行了升级并增加了卡对网络的认证功能之外，还逐步向移动商务平台、乃至多应用平台过渡，支持在手机上实现电子钱包、电子信用卡、电子票据等应用。
中国移动在引入TD-SCDMA时期没有采用USIM卡，这是根据当时的网络特点和经营策略做出的正确选择。具体来说，HLR无需改造即可实现2G用户“三不”方式下使用TD基本业务；对于TD视频电话业务或超过2Mbps的数据业务需求，HLR仅需较小的软件升级即可支持，且当时USIM卡成本较高，因此中国移动联合其他运营商在3GPP组织中成功推出了3G标准兼容SIM卡，而是实行了不换号、不换卡、不登记的“三不”原则。
与TD-SCDMA的引入不同，TD-LTE在用户数据的接口协议、签约数据、信令流程、鉴权加密等方面都有很大变化，因此3GPP定义了新的功能实体HSS用于LTE用户的数据管理，HSS功能与HLR存在很大差别，HLR需改造成为HLR/HSS。考虑引入LTE时两种HLR/HSS建设方式：“新建HLR/HSS设备”或 “全网HLR改造为HLR/HSS”，两种建设方式对HLR都有较大的工程实施要求，与用户卡的选择无关。此外，LTE 标准从长远安全性角度考虑，仅支持USIM卡，尽管中国移动也进行了努力，但产业认为不能长期支持多种模式，影响LTE的安全性。最后，即便可以继续使用SIM卡，考虑到支持国际漫入的需求，LTE网络也应支持标准USIM卡功能，这样需满足SIM卡和USIM卡两套功能要求。同时，还有可能面临国际漫游出有被拒的风险，且目前USIM卡与SIM卡的成本已基本相当。因此，在TD-LTE时期的用户卡策略问题上，建议采用USIM卡。
4 TD-LTE还要与现有制式网络实现兼容
对于电信运营商来说，无论是出于业务互补，还是为了保护已有投资、充分利用现有资源的目的，通常会同时经营多张网络[2]。对于中国移动来说，目前就经营着GSM、TD-SCDMA和WLAN三张网络。TD-LTE网络的建设需要一个长期的过程，LTE系统将与其他标准在很长一段时间内共存。因此，要想发展好TD-LTE，就必须要处理好它与现有网络的关系。
4.1 向下兼容，长期共存，推动GSM/TD/WLAN/TD-LTE四网协调发展
规划初期，四网协调发展。GSM、TD承载话音和低速数据业务。两网执行互操作，发挥2G覆盖优势和TD高速率优势；网络与设备融合，充分利用现有网络资源。WLAN、LTE承载高速数据（>500kpbs）。推动LTE尽快商用，高速数据业务的承载逐步向LTE过渡；TD+WLAN实现优势互补，提升宽带接入能力。
规划后期，网络进一步融合与演进。2G、3G实现共RNC/BSC、共NodeB/BTS深度网络融合。以TD、LTE网络作为移动宽带数据业务的主要承载，以WLAN作为高速数据业务的补充，多种无线接入方式实现数据业务的无缝覆盖。
在业务承载方面，四网的定位为：
2G网络：是移动公司赖以生存的盈利基础，主要承载话音、低速数据、短信业务等基础业务；
TD-SCDMA网络：是向TD-LTE平滑演进的网络基础，主要承载手机终端的移动数据业务，并承载部分话音业务；
WLAN网络：WLAN网络是移动蜂窝网的重要补充，也是中国移动进入宽带市场的有效手段，主要承载PC、手机及第三方WiFi终端的互联网数据业务；
TD-LTE网络：是移动公司的未来，主要承载高速数据业务，并具备承载话音业务功能。
在覆盖区域方面，如图3所示，四网的定位为，GSM是广域网络，提供全面的覆盖；TD覆盖到县城以上；未来的LTE主要覆盖主要城区；WLAN提供热点覆盖。
图3 四网的覆盖区域
Figure 3. Coverage areas of the networks
4.2 LTE语音实现方案面临多种选择
TD-LTE发展初期，由于不能达到连续覆盖，语音业务仍需 由2/3G网络承载，因此要求LTE网络必须具备到2/3G的语音切换能力。目前有两种LTE初期话音解决方案：一种为电路域回落（CS Fallback，CSFB）方案，另一种为双待机方案。其中，CSFB是3GPP标准方案，其原理是终端驻留在LTE，呼叫建立前先重选/切换至2G/3G，由2G/3G电路域提供语音业务。3GPP标准中定义CSFB可将终端回落至GSM、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA1X网络。在标准CSFB的基础上，3GPP标准中还提供了CSFB增强型方案，可以根据网络控制和终端设置决定来决定驻留网络，可以是LTE网络，也可以是2/3G网络。双待机方案对网络无特殊要求，关键在于终端实现，其原理为：终端支持双待，同时在LTE和2/3G网络驻留，语音业务通过2/3G承载；数据业务优先LTE承载，无覆盖是通过2G承载。多模双待机方案用户卡有多模双待单卡，多模双待双卡和多模双待双卡可见一卡三种形式。
目前，全球拥有GSM/WCDMA网络的3GPP阵营运营商都选择标准的单待CS Fallback方式, 并且有望在2011年底推出采用此方式的国际标准终端 (HTC等国际大厂已有提案)。不过国际主流运行商都选择优先回落到WCDMA为主，兼顾2G，选择回落到TD-SCDMA的支持力度较弱。另一方面，从国内来看，政府已明确TD-LTE初期话音解决方案为多模双待方案，且必须包含TD-SCDMA模式。综合考虑各方面因素，建议TD-LTE初期解决方案如下：
（1） 建议将CS Fallback和多模双待机方案均作为备选方案，推动主流产品尽快实现（优先回落到GSM），并根据规模技术试验中实际效果及整体进展再行决策后续主推方向。
关键词：TD-LTE；发展策略；国际漫游； USIM卡
2010年12月份，工信部批复同意TD-LTE规模试验总体方案，将在上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门等六个城市组织开展TD-LTE规模技术试验。这是继2010年10月TD-LTE增强型成功被国际电信联盟确定为4G国际标准后，中国布局4G的又一关键性举措。由于TD-LTE起步较晚，发展中必然会遇到诸多困难。本文从技术层面和经营角度，对我国发展TD-LTE过重中需要注意的问题进行了分析。
1 中国移动要发展TD-LTE，重点要实现TDD/FDD的融合与兼容
要把实现TD-LTE与LTE FDD的融合作为当前TD-LTE发展至关重要的战略目标。既要确保中国移动的TD-LTE客户能够走出去，实现国际漫游，也要确保国外运营商的LTE客户能够进的来，使其能漫游到中国移动的TD-LTE网络。下面我们分析一下TD-LTE与LTE FDD融合的可行性与必要性。
从3GPP标准进展来看，预计今年3月将完成包括FDD和TDD在内的LTE又一个新版本Release 10即LTE-Advanced（LTE-A），3GPP TD-LTE和LTE FDD标准进度一致。从技术层面讲，TD-LTE和LTE FDD存在非常大的共通性，技术差异不超过15%。LTE FDD和TDD的媒体介入控制层（MAC层）以及网络层的结构都是相同的，其他关键技术也基本一致，其差异主要体现在物理层帧结构上[1]，如图1所示。此外，LTE从一开始就同时对FDD和TDD进行了优化设计，两种模式下可以获得相近的频谱利用率。这些都为LTE TDD和FDD的融合奠定了基础。
尽管两者在标准方面保持了同步，但由于TD-LTE是由中国提出的3G技术TD-SCDMA演进而来，而LTE FDD则经由欧洲3G标准WCDMA演进，从目前的全球3G网络部署情况看，WCDMA市场规模远超过了TD-SCDMA。因此，无论从技术成熟度还是产业规模化来看，FDD LTE的商用部署都领先于TD-LTE。中国移动要发展TD-LTE，就必须要借助融合来促进快速发展，大力推进两者的融合，推动TDD/FDD共模，争取产业界的支持，避免再次陷入TD-SCDMA一样“曲高和寡”的局面。这样才能使今后TD-LTE的发展充分享受到规模效应，从而把TD-LTE做成真正的国际标准。
2 TD-LTE网络使用的频段和终端要考虑国际通用性
要推进TD-LTE的快速发展，使TD-LTE成为国际标准，必须要考虑网络使用频段和终端的国际通用性，从而实现不换卡、不换手机就可以国际漫游的目标。
在LTE频段划分方面，在2007年世界无线电通信大会（WRC07）上，将IMT-2000和IMT-Advanced统一为IMT，在频谱使用上不再区分。LTE是一种IMT-2000技术，理论上已分配给IMT-2000的频段（即2G与3G频段）和WRC07大会上新划分的频段均可由LTE使用。目前3GPP LTE标准中定义了如下工作频段：LTE FDD定义的频段，除450MHz、3400-3600GHz频段外的所有IMT频段，即WRC-07大会上明确的698-806/862MHz（我国为698-806 MHz），2500-2690MHz频段共298MHz频率，以及己规划的用于2G和3G中FDD业务的频段；TD-LTE定义的频段有1850-1920MHz、2010-2025MHz、2300-2400MHz和2570-2620MHz，共195MHz。国内对无线频段的划分情况为： 我国己在800MHz、900MHz、1800MHz和2000MHz等频段为2G和3G系统中FDD业务规划了350MHz频率。我国在上述规划频段中已分配的FDD频率共190MHz，尚未分配的FDD频率为160MHz。在700MHz频段（我国为698-806 MHz）共108MHz，广电部门承诺在2015年完成电视模/数转换后可释放供宽带移动使用。除了明确将2570-2620MHz分配给TDD技术以外，工信部表示，2500-2690内其他频段的后续频率规划，将视IMT技术（TDD, FDD）发展及市场情况确定。此外，中国移动的TD现网还拥有1880-1920MHz和2010-2025MHz，以及2300-2400MHz频段，如图2所示。这些频段为TD-LTE的应用创造了条件。
图2 我国已分配的TDD频段和共模需要支持的FDD频段
Figure 2. TDD spectrum allocated in China and FDD spectrum for common-mode
在频段使用上，我们要积极倡导"国际频段加国内频段"模式，在国际上推动国际通用的TD-LTE频率，确保实现TD-LTE的全球漫游。一方面，建议支持日本软银（2545-2575MHz）、美国Clearwire（2496-2690MHz）等TD-LTE国际漫游频段；另一方面，考虑到LTE FDD国际漫游需求，建议支持欧洲、日本、美国的主流频段。
TD-LTE终端产品工作也要围绕TD-LTE与LTE FDD融合与兼容的目标，推动TDD/FDD共模，争取产业界的支持，聚合更多的产业资源为后续顺利引入国际主流产品创造条件。与此同时，TD-LTE多模终端还应与现有的2G和3G制式兼容，工信部要求必须兼容国内3G技术TD-SCDMA。然而，TD-SCDMA相关产业链还比较薄弱，只有中国需要TD-SCDMA的情况下，产业推动较为困难。如果从芯片与终端推进工作初期就强制执行，必将影响TD-LTE整体商用进度。因此，建议在TD-LTE发展初期，特别是在规模试验阶段，争取将TD-SCDMA作为推荐选项，不作强制要求，待商用阶段后续决策。 3 TD-LTE时期的用户卡策略推荐使用USIM卡
USIM卡就是第三代手机卡-Universal Subscriber Identity Module（全球用户身份模块），也叫做升级SIM卡。跟普通SIM卡相比，USIM卡除了在安全性方面对算法进行了升级并增加了卡对网络的认证功能之外，还逐步向移动商务平台、乃至多应用平台过渡，支持在手机上实现电子钱包、电子信用卡、电子票据等应用。
中国移动在引入TD-SCDMA时期没有采用USIM卡，这是根据当时的网络特点和经营策略做出的正确选择。具体来说，HLR无需改造即可实现2G用户“三不”方式下使用TD基本业务；对于TD视频电话业务或超过2Mbps的数据业务需求，HLR仅需较小的软件升级即可支持，且当时USIM卡成本较高，因此中国移动联合其他运营商在3GPP组织中成功推出了3G标准兼容SIM卡，而是实行了不换号、不换卡、不登记的“三不”原则。
与TD-SCDMA的引入不同，TD-LTE在用户数据的接口协议、签约数据、信令流程、鉴权加密等方面都有很大变化，因此3GPP定义了新的功能实体HSS用于LTE用户的数据管理，HSS功能与HLR存在很大差别，HLR需改造成为HLR/HSS。考虑引入LTE时两种HLR/HSS建设方式：“新建HLR/HSS设备”或 “全网HLR改造为HLR/HSS”，两种建设方式对HLR都有较大的工程实施要求，与用户卡的选择无关。此外，LTE 标准从长远安全性角度考虑，仅支持USIM卡，尽管中国移动也进行了努力，但产业认为不能长期支持多种模式，影响LTE的安全性。最后，即便可以继续使用SIM卡，考虑到支持国际漫入的需求，LTE网络也应支持标准USIM卡功能，这样需满足SIM卡和USIM卡两套功能要求。同时，还有可能面临国际漫游出有被拒的风险，且目前USIM卡与SIM卡的成本已基本相当。因此，在TD-LTE时期的用户卡策略问题上，建议采用USIM卡。
4 TD-LTE还要与现有制式网络实现兼容
对于电信运营商来说，无论是出于业务互补，还是为了保护已有投资、充分利用现有资源的目的，通常会同时经营多张网络[2]。对于中国移动来说，目前就经营着GSM、TD-SCDMA和WLAN三张网络。TD-LTE网络的建设需要一个长期的过程，LTE系统将与其他标准在很长一段时间内共存。因此，要想发展好TD-LTE，就必须要处理好它与现有网络的关系。
4.1 向下兼容，长期共存，推动GSM/TD/WLAN/TD-LTE四网协调发展
规划初期，四网协调发展。GSM、TD承载话音和低速数据业务。两网执行互操作，发挥2G覆盖优势和TD高速率优势；网络与设备融合，充分利用现有网络资源。WLAN、LTE承载高速数据（>500kpbs）。推动LTE尽快商用，高速数据业务的承载逐步向LTE过渡；TD+WLAN实现优势互补，提升宽带接入能力。
规划后期，网络进一步融合与演进。2G、3G实现共RNC/BSC、共NodeB/BTS深度网络融合。以TD、LTE网络作为移动宽带数据业务的主要承载，以WLAN作为高速数据业务的补充，多种无线接入方式实现数据业务的无缝覆盖。
在业务承载方面，四网的定位为：
2G网络：是移动公司赖以生存的盈利基础，主要承载话音、低速数据、短信业务等基础业务；
TD-SCDMA网络：是向TD-LTE平滑演进的网络基础，主要承载手机终端的移动数据业务，并承载部分话音业务；
WLAN网络：WLAN网络是移动蜂窝网的重要补充，也是中国移动进入宽带市场的有效手段，主要承载PC、手机及第三方WiFi终端的互联网数据业务；
TD-LTE网络：是移动公司的未来，主要承载高速数据业务，并具备承载话音业务功能。
在覆盖区域方面，如图3所示，四网的定位为，GSM是广域网络，提供全面的覆盖；TD覆盖到县城以上；未来的LTE主要覆盖主要城区；WLAN提供热点覆盖。
图3 四网的覆盖区域
Figure 3. Coverage areas of the networks
4.2 LTE语音实现方案面临多种选择
TD-LTE发展初期，由于不能达到连续覆盖，语音业务仍需 由2/3G网络承载，因此要求LTE网络必须具备到2/3G的语音切换能力。目前有两种LTE初期话音解决方案：一种为电路域回落（CS Fallback，CSFB）方案，另一种为双待机方案。其中，CSFB是3GPP标准方案，其原理是终端驻留在LTE，呼叫建立前先重选/切换至2G/3G，由2G/3G电路域提供语音业务。3GPP标准中定义CSFB可将终端回落至GSM、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA1X网络。在标准CSFB的基础上，3GPP标准中还提供了CSFB增强型方案，可以根据网络控制和终端设置决定来决定驻留网络，可以是LTE网络，也可以是2/3G网络。双待机方案对网络无特殊要求，关键在于终端实现，其原理为：终端支持双待，同时在LTE和2/3G网络驻留，语音业务通过2/3G承载；数据业务优先LTE承载，无覆盖是通过2G承载。多模双待机方案用户卡有多模双待单卡，多模双待双卡和多模双待双卡可见一卡三种形式。
目前，全球拥有GSM/WCDMA网络的3GPP阵营运营商都选择标准的单待CS Fallback方式, 并且有望在2011年底推出采用此方式的国际标准终端 (HTC等国际大厂已有提案)。不过国际主流运行商都选择优先回落到WCDMA为主，兼顾2G，选择回落到TD-SCDMA的支持力度较弱。另一方面，从国内来看，政府已明确TD-LTE初期话音解决方案为多模双待方案，且必须包含TD-SCDMA模式。综合考虑各方面因素，建议TD-LTE初期解决方案如下：
（1） 建议将CS Fallback和多模双待机方案均作为备选方案，推动主流产品尽快实现（优先回落到GSM），并根据规模技术试验中实际效果及整体进展再行决策后续主推方向。