未來10年全球移動業務將快速增長，本文分析了推動移動業務增長背后的原因，提出通過技術演進、增加IMT頻譜、提高網絡密度和加大業務分流四種途徑解決未來巨大的網絡壓力。綜合使用這四種手段才能滿足未來移動業務的需求。

1、移動數據業務的快速增長VS.有限的網絡承載能力，路在何方?

截至2012年第一季度全球移動用戶達62億，移動用戶滲透率達87%。移動數據業務呈現出高速增長的趨勢。盡管2011年全球經濟不景氣，但移動數據業務相對2010年增長了2.3倍，約為597PB/月。目前移動數據業務的發展與2000年互聯網高速發展階段相似，過去3年的全球移動數據業務每年增速都超過130%。而運營商網絡承載能力的增速低于業務需求增速，國際上主流運營商如Verizon、NTT DoCoMo都對用戶流量進行了限制。其結果是抑制了用戶需求，導致用戶感知下降。未來5-10年移動業務仍將保持較快增長，其背后的原因是什么？解決業務壓力的出路在哪里？本文做一個初步探討。

2、全球未來10年移動數據業務發展將保持較高的增長速度

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、運營商都做出了各自的判斷，如愛立信預測2011-2017年移動流量年均復合增長為60%；UMTS論壇預測2020年全球移動網絡每年的總流量將是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年的《IMT.UPDATE》報告中指出2015年移動業務量將是2010年的30倍，2015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，但共同觀點都是未來10年移動業務發展將仍保持較高增速。分析背后的原因，有幾個主要因素決定了移動數據業務量的高速增長。

2.1、以移動互聯網和云計算為代表的各類新業務刺激移動業務量飛速增長

業務創新改變著用戶行為，以移動互聯網和云計算為代表的新型業務正在改變著用戶使用移動網絡的習慣。移動互聯網應用如瀏覽Web、社交網絡、收發郵件、視頻瀏覽、音樂娛樂等業務的廣泛應用都導致了數據業務的飛速增長，以云計算為特點的模式涵蓋了視頻、圖像、文檔、娛樂等多種業務，集中化的云服務對網絡帶寬提出了更高要求。早期移動網絡承載的業務主要是語音，隨著業務種類的豐富和終端智能化發展，移動數據業務逐漸發展成主要業務。據統計日本NTT DoCoMo的數據業務已占全網總業務的90%。通過移動智能終端接入互聯網驅動了移動流量的飛速增長，成為未來移動業務高速增長的主要原因之一。

2.2、智能終端是移動數據流量飛速增長的主發動機

據統計目前全球移動用戶中約有12%的用戶使用智能手機，而產生的業務量占據了手機總流量的82%，平均每月有150MB的數據業務流量，相比之下普通功能機只產生4.3MB的流量。大屏幕、高分辨率、高處理能力的智能終端不斷出現，全球智能手機的出貨量已超過普通功能機的出貨量。由于智能終端價格下調，運營商的大力推廣以及來自互聯網廠商介入終端等事件的影響，未來包括智能手機在內的智能終端普及率將快速提升。根據思科預測未來5年智能手機產生的移動數據業務流量年均復合增長率超過100%，可以說智能終端是未來移動流量飛速增長的主發動機。

2.3、物聯網業務日漸增長，或將成為移動網絡的主要業務之一

物聯網被業界認為是未來通信的發展方向之一，物聯網通信連接數將遠高于全球人口的數量級。由于物聯網業務類型不同，所需的帶寬流量差別較大。例如智能電表只需要幾百kB/s的速率，而視頻監控類應用則需要幾MB/s的速率。據統計目前全球物聯網應用流量約23PB/月，未來5年將保持年均86%的增長速度，將對移動網絡造成較大壓力。對于更遠的將來，隨著物聯網應用的普及，目前的IMT網絡將無法承載物聯網業務，屆時或將出現物聯網專用的無線網絡。

2.4、移動視頻業務流量將成為移動業務流量中主要部分

隨著智能終端的普及和用戶行為的改變，移動視頻類應用將成為一類主要的業務。由于視頻業務占用帶寬較大，移動視頻應用產生的流量逐漸成為網絡流量的主要部分。據統計2011年底全球移動視頻流量占整個網絡流量的52%，未來移動視頻應用將保持年均90%的增長率發展，預測到2016年移動視頻流量將占移動網絡總流量的70%左右，成為流量的主要部分。

2.4、未來5年我國移動數據業務發展速度超過全球平均水平

截至2012年5月，中國移動通信用戶數超過10.4億，其中3G用戶接近1.7億。考慮到我國3G網絡正在建設，與移動通信相對成熟的市場相比還有一定差距，未來我國移動通信具有巨大的用戶群體和發展潛力。目前我國移動用戶正處于由2G向3G的遷移階段。可以預測未來5年的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%。

3、解決未來移動數據業務高速增長的途徑

如何解決未來巨大的移動數據業務需求成為運營商思考的問題，也是設備制造商、標準組織等機構關注的熱點。總的來說有四種途徑可以解決未來這個問題。

3.1、研發無線通信新技術，提升頻譜承載效率

提升頻譜效率是業界一直努力的方向。全球的運營商、標準組織和科研機構都在努力通過技術手段使有限的頻譜承載更多的業務。以目前主流的IMT標準為例，3GPP不斷推進4G標準LTE-A的后續演進，在新的R11版本中從加強載波聚合、增強下行控制信道、同構/異構網絡協同發射與接收、更增強型小區間干擾協調等方面進一步提高系統頻譜效率，同時R11中納入機器通信(MTC)的內容，進一步加強自優化網絡、網絡節能等涉及網絡運維的內容。3GPP已經開展了關于R12版本的討論，確定了R12版本的時間計劃。包括ITU在內的多個標準組織就未來移動通信發展的方向和趨勢展開了研究。相比目前LTE頻譜效率，爭取2020年IMT系統的頻譜效率能夠提高1倍。

3.2、為IMT系統分配更多的頻譜資源

頻譜是移動通信的核心資源。經過三次WRC會議，目前ITU在全球范圍統一劃分IMT頻段1085MHz，地區/國家性劃分為292MHz，各國根據國情分配了不同的頻率帶寬。針對飛速增長的業務需求，為移動通信分配新的頻率資源是最直接和最有效的方式。運營商可以在不增加基站數量的情況下較快提升網絡容量，而且投資相對較小。多個國家的寬帶戰略都明確了未來寬帶無線的頻率規劃，美國的國家寬帶計劃提出未來10年內新增500MHz的頻譜用于寬帶接入，其中300MHz在五年內提供給移動通信使用。2012年的WRC12大會決定WRC15的1.1議題將討論為IMT系統分配新的頻率，目前ITU已成立了相關工作組開展頻率需求和候選頻段的研究。預計到2020年劃分給IMT系統的頻段增加500MHz左右。

3.3、提升站址密度，加大網絡覆蓋深度

隨著IMT網絡基站的增加，全球移動網絡覆蓋范圍和覆蓋深度不斷擴大，2011年全球IMT系統（含2G和3G）覆蓋了世界人口的85%，已超過電網覆蓋人口（80%），預計2012年底全球宏蜂窩數量約為600萬個。基站密度是決定網絡容量的關鍵因素之一，解決未來移動業務增長壓力的另一個出路就是提高網絡密度。在高業務量區域實現小蜂窩、多層異構網絡的覆蓋，從而提升網絡容量。由于密集城區站址資源稀缺，小蜂窩（small cell）逐漸成為在密集城區網絡部署的趨勢。運營商已開始采用femtocell/pico-cell等小蜂窩的方式提高網絡容量以承載更多業務。設備制造商研發的設備采用掛墻、抱桿等安裝方式和各種有線和無線傳輸方式，可以快速安裝在熱點區域提升容量。未來小蜂窩的規模將遠超過宏蜂窩數量，有效支撐高業務量區域的需求。提升網絡密度將是解決未來移動業務壓力的重要手段，以目前網絡密度為基準，使用小蜂窩等技術，預測2020年密集城區的網絡密度將提高3-5倍。

3.4、加大非IMT網絡的業務分流比例

利用其它無線技術分流IMT網絡業務已被全球主流運營商所認同。目前主要通過WLAN方式將移動業務流量分流到有線寬帶網絡當中。在運營商的推動下，全球WLAN熱點呈現爆發式增長，據統計目前全球約有150萬個WLAN熱點。中國三大運營商也將WLAN部署作為重要的發展戰略，未來幾年將大規模部署WLAN網絡。利用WLAN等無線技術分流成為解決移動業務壓力的重要出路之一。一方面智能終端、多模終端以及固定寬帶日益普及，WiFi技術逐漸成為移動智能終端的標準配置；另一方面，運營商和其它機構組織也不斷積極推進WLAN熱點的部署。預計到2015年全球WLAN熱點數量將達580萬個，利用WLAN的分流比例將有所提升。有機構預測2015年其它無線技術對IMT網絡的業務分流比例將達到30%左右，可以有效緩解未來移動業務增長造成的壓力。

4、關于解決未來移動數據業務壓力的思考

未來10年移動數據業務快速增長的趨勢已成為業界的共識，以上提出了4種解決的途徑，每種方法都有其利弊。目前無線新技術的研發已經逼近理論的極限。頻譜作為有限資源不可能無限制增加，特別是3GHz以下適用于移動通信的頻段越來越少。密集城區的站址資源也越來越寶貴，進一步增加站址密度的難度較大。WLAN等非IMT技術在設計之初就定位于局域網應用，在與IMT系統切換和高速場景應用等方面有著先天不足，所以分流比例提升也是有限的。綜上考慮，需要將4種方法綜合使用才能解決未來移動通信巨大的業務需求。

作者：劉琪

參考文獻

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6、Fderal Communications Commission. MOBILE BROADBAND: THE BENEFITS OF ADDITIONAL SPECTRUM[R]. 2010.10

作者簡介：
劉琪，博士，2009年畢業于北京郵電大學。現就職于工業和信息化部電信研究院規劃所，主要研究方向為無線電頻率管理、移動通信等方面。