赛迪顾问信息产业研究3G元年中国移动通信网络建设回顾与分析.docx
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赛迪顾问信息产业研究3G元年中国移动通信网络建设回顾与分析
信息产业研究
面向企业面向政府
本期主题
3G元年中国移动通信网络建设分析
赛迪顾问股份有限公司
本期主题:
3G元年中国移动通信网络建设分析
中国移动通信网络演进研究
随着全球通信产业的飞速发展,应用层面中的宽带化、智能化、网络化、数字化趋势已经十分明显,新业务、新应用在这些趋势的驱动下层出不穷,产业发展呈现出新的新形势和新的挑战。
通过十几年的高速发展,中国已经成为全球少数几个最重要的通信市场之一,中国通信产业已经成为中国经济的重要拉动力量,并不断在全球通信产业发展中扮演的重要角色。
网络发展现状——全球最大的移动通信网络
2009年1-7月份,全国累计净增电话用户4898.8万户,总数达到103059.2万户。
其中,固定电话用户减少1241.8万户(其中无线市话用户减少1156.8万户),达到3.28亿户;移动电话用户增加6140.6万户,达到7.03亿户。
7月份,全国移动电话用户净增745.2万户。
1-7月份,移动电话用户累计净增6140.6万户,达到70265.1万户。
首先,城市用户群手机的拥有量已经饱和;其次,在运营商陆续开展的村村通工程中具有无线和可移动的通信方式正日益受到农村及偏远地区用户的欢迎。
预计随着中国移动、联通等运营商加大低端手机的采购力度,势必引起上下游企业对低端市场的新一轮争夺。
图12006-2008年中国移动电话用户数量及增长图
数据来源:
赛迪顾问2009,11
网络发展特点——两代通信四种制式尽显多元化
2009年,WCDMA、TD-SCDMA、CDMA1x-EVDO三种3G制式在全业务运营背景下攻势猛烈。
中国移动上半年新入网移动用户3587万,用户总量达到2.92亿户,其中TD-SCDMA用户达到95.9万户。
中国电信接收C网后在用户发展方面表现不俗中国市场上,CDMA用户数在经历了2008年的下降后开始有所回升。
截至2009年6月底,CDMA用户达到3928万,半年内增长1137万户,其中3G用户130万户厂商方面。
中国联通GSM用户数增长701.2万户,用户总数达到14,037.7万户。
3G用户目前仍以268个城市试商用友好用户为主。
预计到2009年下半年3G用户增长仍十分有限,98%用户仍为传统2G用户,并且这一趋势将持续3-5年。
赛迪顾问预计未来2015年前中国3G用户数将不会超越2G。
图22009年中国移动用户使用制式份额预测
数据来源:
赛迪顾问2009,11
网络演进趋势——三大制式发展策略殊途同归
1、TD-SCDMA
TD-SCDMA技术标准的发展和未来演进可以大致分为三个阶段和两大类别技术。
三个阶段分别是:
TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型技术标准阶段、TD-SCDMA长期演进(TD-LTE)技术阶段、4G(IMT-Advanced)技术阶段;两大类别技术分别是:
第一阶段TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型技术是基于CDMA的技术、第二阶段的TD-LTE和第三阶段4G是基于OFDM的技术。
TD-SCDMA技术标准的第一阶段又可以分为TD-SCDMA基本版本阶段及TD-SCDMA增强型版本阶段。
TD-SCDMA基本版本即3GPPR4版本,主要是实现话音和中低速数据业务,TD-SCDMA增强型版本是指TD-SCDMA的3GPPR5/R6/R7版本。
TD-SCDMA增强技术是在TD-SCDMA现有技术的基础上,通过引入局部的先进技术如HARQ、AMC、高阶调制、快速调度机制、MIMO等技术,取得明显的性能提升,来满足TD-SCDMA现有网络的快速升级和部署。
采用的基本技术以CDMA技术为基础,没有技术体制上的更新换代,TD-SCDMA增强技术以HSDPA、HSUPA、HSPA+为代表。
TD-SCDMA标准第二阶段可以称为TD-LTE长期演进阶段,TD-LTE在基本多址接入技术上引入OFDM,替代CDMA,在智能天线(SA)基础上进一步引入MIMO技术,形成SA+MIMO的先进多天线技术,同时保持了特殊时隙和同步以及联合检测等原有技术优势和技术特点,在性能上获得巨大提升的同时,还尽量保证TD-SCDMA及TD-SCDMA增强网络向TD-LTE网络的平滑演进。
目前,TD-LTE在3GPP的标准化工作和FDD-LTE的标准化工作同步进行,2008年年中已经完成了TD-LTEV1版本标准化。
在TD-LTE标准化过程中,中国本土企业、科研院所、高校继续主导着标准及技术。
TD-SCDMA标准第三阶段称为4G或ITM-Advanced阶段。
ITM-Advanced是ITU为满足未来10-15年全球移动通信需求而启动的,根据ITU当前规划,2008年2月完成了4G技术方案征集通函的制订,2008年年中开始4G候选方案的征集工作,2009年年中结束候选方案的征集,2010年年中完成候选方案的技术评估和融合,2012年前后发布4G技术标准方案。
在技术上,ITM-Advanced将基于OFDM,在LTE(或相当)技术的基础上,作进一步增强。
目前在国家有关主管部门的统一领导和组织下,基于TD-SCDMA的4G标准研究也在有条不紊地进行中。
图3TD-SCDMA技术标准演进路线
数据来源:
赛迪顾问2009,11
2、WCDMA
HSPA是WCDMA技术的增强型技术,分为HSDPA(高速下行链路分组接入)和HSUPA(高速上行链路分组接入)。
3GPP在Release5版本引入下行链路增强技术,即HSDPA技术,可在5MHz的信道带宽内提供最高14.4Mbps的下行数据传输速率。
随后,3GPP又在Release6版本引入了上行链路增强技术,即HSUPA技术,可在5MHz信道带宽内提供最高5.8Mbps的上行数据传输速率。
作为3G演进不可或缺的一个环节,HSPA为WCDMA向更高数据传输速率和更高容量升级提供了一条平稳的演进途径。
LTE是移动宽带发展道路上的必要演进阶段。
LTE采用了很多原计划用于B3G/4G的技术,如OFDM、MIMO等。
因此,和现有的3G及3G+技术相比,LTE除了具有技术上的优越性之外,也为3G技术向B3G/4G演进提供了一个台阶,使3G向4G的演进相对平滑。
LTE技术可以为运营商带来更大的技术优势和经济优势。
LTE通过更加灵活的频谱配置方案(1.25MHz-20MHz)来提升网络效率和单个基站效率,还可以通过弱化基站控制器设备实体、采用公共无线资源管理控制基站来简化系统结构,减少网络节点,从而更加有效地提供服务。
图4WCDMA技术标准演进路线
数据来源:
赛迪顾问2009,11
3、CDMA2000
CDMA2000是由IS-95A/B演进而来的,并与现有的IS-95A/B系统后向兼容。
与IS-95A/B相比,CDMA2000在信道类型、物理信道结构和无线分组接口功能上都有很大的增强。
网络部分则根据数据传输的特点引入了分组交换机制,支持简单IP和移动IP业务,这些技术特点都是为了适应更多、更复杂的第三代业务
CDMA20001xEV-DO是业界推出的第一个高性能、低成本的无线高速数据传输成熟解决方案,是CDMA2000的增强型技术,它针对支持高速无线互联分组数据的传输进行了优化。
CDMA20001xEV-DO标准现有3个版本,Rev.0、Rev.A和Rev.B,其中Rev.0和Rev.A可支持的前反向峰值速率分别为2.4Mbit/s-153kbit/s和3.1Mbit/s-1.8Mbit/s,而在Rev.B中则可支持高达73.5Mbit/s-27Mbit/s的峰值速率。
Rev.0在反向链路上的容量大约为每扇区300kbit/s;在Rev.A中,由于采用了自适应的BPSK、QPSK和8-PSK等多种调制方式及多种编码速率和混合ARQ技术,极大地提高了反向链路的容量,扇区吞吐量大约为Rev.0的2倍,达到600kbit/s;在Rev.B中,随着反向载波数目的增加,系统的反向数据吞吐量也将相应成倍增长。
同时,通过在载波间实现自适应调度和在系统中引入干扰消除、均衡以及接收分集等技术,可以使系统性能在原基础上实现进一步的提高。
UMB是CDMA2000系列标准的演进升级版本,但是在通信产业发展的过程中,产业链的重要性已经超过技术本身的优越性。
除了美国SprintNextel和Clearwire采用WiMAX标准作为下一代网络的演进方向外,几乎所有的CDMA2000运营商都选择了LTE作为未来的网络演进方。
UMB实质上已经退出了后3G制式的竞争。
图5CDMA2000技术标准演进路线
数据来源:
赛迪顾问2009,11
3G产业政策——全面建设和资源集约并重
全面鼓励下一代移动通信网络建设
2007年在电信发展与政策通报会上,信息产业部对外发布《信息产业“十一五”规划》。
第三代移动通信与集成电路和软件等项目,共同入围《规划》的12个重大工程,《规划》明确指出,要继续推动TD-SCDMA等第三代移动通信(3G)及其增强型技术的产业化及应用。
目前,我国3G市场TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三大技术标准共存,而TD-SCDMA作为中国自主研发的技术标准毫无疑问地受到政府的大力支持而成为主导。
TD-SCDMA市场规模取决于国家整体电信市场发展规模以及国家整体宏观经济运行环境。
“十一五”期间中国电信市场发展面临着不断提高综合信息服务水平和进一步加强信息基础设施建设两个主要任务。
TD-SCDMA的商用将成为推进电信业务的全面转型、提高社会公共服务水平的关键契机。
2008年5月23日,中国铁通已经正式宣布被并入中国移动(加入电信最新的消息,),这意味着中国电信行业的又一次大规模重组开始,电信重组后将加速3G牌照的发放,启动运营商相关固定资产投资。
无论各大运营商牌照如何发放,公司都可获得的新增市场份额。
电信基础设施共建共享政策推进3G网络建设
为了深入贯彻落实科学发展观以及建设资源节约型、环境友好型社会的要求,工业和信息化部、国务院国资委联合下发《关于推进电信基础设施共建共享的紧急通知》。
《通知》要求减少电信重复建设,提高电信基础设施利用率,工业和信息化部、国务院国资委在2009年继续大力推进电信基础设施共建共享。
电信基础设施共建共享对于推动运营商的3G网络建设和发展具有重要意义。
电信基础设施共建共享政策有利于解决3G网络建设过程中的基站选址问题,既可以最大限度地利用现有资源,又可以与当地管理部门或小区业主进行一次性协调,加快网络建设速度。
3G基站设备受技术制式、频率差异、容量限制等因素的影响,共建共享的可能性较小。
尤其是在TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三种制式共存的情况下,基站站址与相关配套设备共享会使运营商资本支出和财务压力减轻,这将促使运营商在3G网络建设过程中将更多的资金用于设备购买,从而提升3G设备的市场规模。
绿色通信由概念走向需求
用户需求决定市场策略,随着当下席卷全球的金融危机向实体经济的扩散,使通信产业也受到连带影响,如何降低运维成本、促进消费也成为产业链各环节制定未来几年市场策略的重要考虑因素。
中国目前已明确提出“建设资源节约型、环境友好型社会”的总体发展战略。
这从政策上为通信行业的“节能减排”提出了更高的要求。
据统计,中国GSM载频数量超过270万,全国仅GSM基站每年耗电量接近32亿千瓦时,电费接近20亿元。
这还不包括机房空调、变电、传输等功耗。
按照1000克煤炭发3度电计算,全国GSM基站每年耗费煤炭105万吨。
未来,电信运营商在政策和成本的双重控制下,必将更加青睐低耗能的移动通信设备。
可以预计,未来可以灵活投资、节能绿色和多制式兼容的设备才能满足运营商的要求,才能在这巨大的市场上有更大的施展空间。
3G发展现状——三网建设全国布局成果初现
市场规模迅速扩大,成为中国移动通信主导力量
通信业虽然受到金融危机引发的全球经济衰退的影响,但2008年全年3G网络建设数量仍然超过往年,由此带动,2008年全球3G设备市场规模达到240.5亿美元,同比增长24.9%。
进入2009年,3G牌照的正式发放使3G市场规模迅速扩大,市场规模超过2008年的3倍,预计将达到891亿美元。
图62009-2011年中国3G设备市场规模预测(单位:
亿元)
数据来源:
赛迪顾问2009,11
本地设备厂商保持优势,全面超越外资厂商
2009年上半年,中国3G设备市场从中国电信的CDMA无线网招标到最近中国移动TD设备三期的补充招标为止,一个明显的趋势就是本地设备商厂商继续占据优势。
以中国移动TD三期招标为例,中兴通讯以34%的份额拔得头筹;“鼎桥系企业”为第二,获得29%的份额(其中,华为22%,诺基亚西门子7%);“大唐系企业”位居第三,获得21%的份额(大唐16%,烽火通信5%);普天取得6%的份额;新邮通和爱立信均为5%,本地设备厂商总共获得超过88%的市场份额,处于绝对领先。
在更早进行的中国联通网络设备招标中,本地设备厂商华为和中兴也占据了超过50%的市场份额。
我们可以看到市场份额优势主要来源于本地设备厂商本土化的研发优势,对运营商需求的深刻理解,以及对技术发展的准确把握。
但我们也应该看到国外厂商拥有国外3G网络的建设经验和领先的技术优势,将会在未来继续发力,中国3G设备市场竞争将日趋激烈,市场规模也将不断扩大。
图72009年中国移动TD三期招标市场份额
数据来源:
赛迪顾问2009,11
表1 2008-2009年中国GSM设备市场份额
厂商
2008年中国移动GSM
2008年中国联通GSM
2008年GSM总体市场
2009年GSM总体市场
外资
爱立信
27.7%
11.6%
24.0%
63%
46%
诺西
19.8%
9.5%
17.4%
阿朗
15.3%
8.2%
13.7%
北电
1.9%
5.8%
2.8%
摩托罗拉
5.7%
4.0%
5.3%
本土
中兴
6.3%
29.8%
11.7%
37%
54%
华为
23.4%
31.1%
25.1%
数据来源:
赛迪顾问2009,11
运营商重视基础网络建设,积极开展业务创新
中国三大电信运营商在中国3G元年,充分重视基础网络的建设,积极开展业务创新。
中国联通坐拥全球范围内最为成熟的WCDMA网络,没有急于开拓用户,而是充分夯实网络基础,截至目前,中国联通已经建设7.1万个3G基站,3.6万套室内分布系统;3G业务试商用城市达到285个,覆盖了将近80%的大陆人口,同时中国联通追加15亿元建设7省50个城市WCDMA网络,3G业务试商用客户已经达到33万户。
9月底中国联通的WCDMA网络将正式商用,相信通过努力,中国联通的W网能建成一张精品网络,成为其抢占市场的利器。
在中国电信方面,2009年一期无线网工程基站建设任务已经提前完成,目前已实现全国所有县级城市的全面覆盖,包括全国342个地级城市。
作为技术升级难度较小的网络,中国电信目前在三家运营商当中3G网络的建设速度最快,市场开拓力度较大,同时积极推动小灵通用户的内部转移,这些措施使目前中国电信的3G用户数处于领先。
在中国移动方面,上半年资本开支近630亿元,其中超过七成投向3G。
经过三期的TD网络建设,预计今年底将覆盖238个城市,基站数将达8.5万个。
在业务创新方面,随着网络建设的不断深入,更高的带宽将可以承载更丰富的业务,各运营商面对着用户数增加而收入没有显著提高的局面,积极开拓思路,可视电话、基于流媒体的手机视频、手机电视等对带宽需求较高的业务应运而生,这些创新型业务极大的丰富了运营商的业务种类,也成为各运营商抢占3G市场高地的法宝。
图82009年中国三大电信运营商3G网络计划布署城市
数据来源:
赛迪顾问2009,11
产业链通力合作共同着眼未来网络发展
各运营商在进行3G网络建设的同时,也十分关注网络向B3G/4G的后续发展。
中国移动已将许多城市的TD-SCDMA网络升级为HSDPA网络,TD-SCDMA试验网三期招标也明确设备要兼顾向HSDPA、TD-LTE的平滑演进;中国联通WCDMA网络向LTE的演进路线也十分明确,另一方面中国电信也明确了其网络CDMA2000-CDMA2000EVDOReA-ReB-LTE的技术演进方向。
在设备商方面,普天和大唐已经展示了TD-LTE样机,爱立信和诺基亚西门子对TD-LTE和FDD-LTE的融合也表现的非常积极,阿尔卡特朗讯作为首要网络供应商帮助美国的移动运营商Verizon建设LTE网络。
LTE产业链包括标准组织,芯片厂商,终端厂商,设备制造商,运营商以及无线互联网厂商等,在这个产业链中,每个环节都是极其重要的,不可缺失的,相信通过产业链上下游的通力合作,中国B3G/4G的发展将在世界范围内处于领先。
3G演进路线——LTE蓄势待发,Rev.B崭露头角
三大运营商锁定后3G技术
2008年,伴随着电信业重组,三大电信运营商确定了各自的3G标准,而在规划3G网络时也都同时选择了将网络升级到后3G制式。
中国移动已将十城市TD-SCDMA网络升级为HSDPA网络,TD-SCDMA试验网二期工程的设备也可通过软、硬件升级向HSDPA、LTE平滑演进。
另一方面,从GSM-WCDMA-HSDPA以及从CDMA2000-CDMA2000EVDO的技术演进已经非常成熟,面对来自中国移动HSDPA网络的竞争,中国联通和中国电信也都确定要尽快将网络升级到后3G制式。
中移动和厂商积极推进TD-LTE
中国移动在巴塞罗那召开的LTE产业峰会上宣布携手全球顶级运营商沃达丰、Verizon等联合开展TD-LTE测试;此后由中国移动、日本NTTDoCoMo、法国Orange、美国SprintNextel、德国T-Mobile、英国Vodafone和荷兰KPN这七家运营商发起成立的NGMN组织将LTE作为其首选的后3G技术,其中包括中国移动主导的TD-LTE标准;9月,大唐移动实现TD-LTE产品与现有TD-SCDMA产品共平台。
国内运营商和厂商高度重视并积极推进TD-LTE的原因在于:
第一,TD-LTE技术作为TDD技术能够更好地利用各个分散的频谱,以弥补未来频谱资源的短缺和难以获得性;第二,TD-LTE在性能上满足了运营商提出的需求;第三,TD-LTE能与LTEFDD协调发展,提升整个LTE产业的发展规模。
CDMA2000-REV.b商用系统日臻完善
厂商方面,中国CDMA市场在2009年已经形成了三足鼎立的局面,上半年中国电信C网BSS系统中中兴占据42.5%份额;华为占46.1%;上海贝尔占11.4%,国内厂商主导市场的格局已经形成。
因此从中兴和华为在Rev.B上的动态中也能看到中国电信对Rev.B的态度。
2009年,华为率先发布EV-DORev.B商用系统;近日,中兴、高通和Wana三方合作的全球第一个Rev.B商用实验局在摩洛哥建成,达到了实测的下载8.8Mbps和上传速率5.36Mbps。
这些进展都为REV.b的商用网络打下良好的基础。
因此可以说目前在技术成熟方面,目前B版本网络已经日臻完善,商用已经不存在障碍。
WCDMA设备市场规模初现
2008年中国联通虽然未在全国进行WCDMA设备的采购和WCDMA网络的建设,但由于WCDMA制式成熟度高,2009年招标工作开展迅速。
中国联通WCDMA招标范围覆盖全国200多座城市,基站数量近7万个,而中国移动TD-SCDMA试验网络二期工程无线网设备采购规模也仅为2.3万个基站。
与TD-SCDMA相比,WCDMA在技术和产业链上都更为成熟和完善,爱立信、诺基亚西门子、阿尔卡特朗讯、华为和中兴都拥有丰富的WCDMA网络规划、部署、建设和优化经验。
WCDMA网络在中国的发展速度必定会超过TD-SCDMA。
国内设备厂商迎来大机遇
TD-SCDMA的开发使中国设备厂商的自主研发及系统创新能力普遍增强,在第三代移动通信核心技术领域中所掌握的知识产权迅速增加。
作为由中国提出的全球认可的第三代移动通信国际标准,国内设备厂商一直主导着TD-SCDMA标准发展的进程和方向,这促进了企业研发能力的提高。
在TD-SCDMA发展初期,国内设备厂商的系统研发和创新能力还十分薄弱,缺乏开发一个完整的全新的信息通信系统的经验,通过TD-SCDMA的开发,不断攻克技术难关,国内设备厂商逐步具备了独立开发全新信息通信系统和创新的能力,并积累了大量的第三代移动通信核心技术知识产权。
中国设备厂商实力的增强带来的是巨大的市场机遇。
从2008年中国移动TD-SCDMA二期试验网络招标结果看,大唐移动、上海贝尔阿尔卡特、烽火通信、新邮通、中兴通讯、华为、普天七家国内厂商共获得超过85%的市场份额,一举打破了2G时代海外厂商占据统治地位的格局。
中国3G网络建设主要领域建设分析
基站领域
1、中国移动TD-SCDMA
2008年7月,中国移动已经将一期10个奥运城市的TD-SCDMA网络升级到了HSDPA,作为TD-SCDMA技术演进的重要步骤,HSDPA技术的实现为更高的数据速率和更高容量提供了一条平稳演进的途径。
在此基础上,2008年8月,中国移动又启动了第二阶段的TD-SCDMA网络建设,目前二期工程已经进入到了实施阶段。
第二期网络可覆盖28个主要的省会城市,计划建设2.3万个无线基站、约16万无线载扇,规模大概是一期建网的1.53倍,设备还被要求可通过软、硬件升级向3.5G及以上的HSDPA、LTE平滑演进。
工程完工后可使3G网络覆盖城市总数增至38个。
表2中国移动TD二期招标包括的28城市及覆盖范围
城市
覆盖面积
(平方公里)
城市
覆盖面积
(平方公里)
城市
覆盖面积
(平方公里)
城市
覆盖面积
(平方公里)
石家庄
118
合肥
148
南宁
120
西安
187
太原
177
福州
102
海口
34
兰州
180
呼和浩特
120
南昌
85
重庆
438
西宁
61
长春
169
济南
190
成都
290
银川
60
哈尔滨
214
郑州
156
贵阳
128
乌鲁木齐
167
南京
439
武汉
214
昆明
155
大连
248
杭州
256
长沙
129
拉萨
未知
宁波
102
数据来源:
赛迪顾问2009,11
此外,中国移动TD二期试商用网络将吸收国外3G建设的经验教训,采取与现有2G网络平滑衔接、融合组网的方式建设。
一期10个奥运城市试商用的TD网络,核心网、无线网、业务支持系统、计费系统、网管系统,发展平台都是独立的,虽然独立组网有利于中国移动尽快了解TD的技术性能,但原有GSM用户不能携号转网,带来了一定的不便,也制约了TD业务的推广。
TD二期网络将与中国移动现有GSM网络共用核心网、支撑系统和业务平台。
这样一来,现有中国移动2G用户不必更换号码,只需换一台支持TD和GSM功能的双模手机,就可以在TD网络覆盖区域使用3G网络,没有TD网络的地区切换到GSM网络。
2009年上半年,中国移动资本开支近630亿元,其中超过七成投向3G。
经过三期的TD网络建设,预计今年底将覆盖238个城市。
2、中国联通WCDMA
WCDMA是目前世界上三大3G标准中技术与网络覆盖最为成熟的一个。
相比TD-SCDMA,WCDMA在产业链成熟度和支持度上略胜一筹;相比CDMA2000,WCDMA技术演进路线明晰。
2008年10月7日,新联通已启动WCDMA网络预规划工作,分省会城市、中心城市和地级市三
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