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隨著移動(dòng)智能終端的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)從PC時(shí)代進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的到來，對(duì)人們的生活方式，如購物，教育，旅游，視頻，社交，支付等都產(chǎn)生巨變。因此，廣電運(yùn)營商作為視頻、寬帶等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)提供商，如何在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中占有自己的話語權(quán)，如何發(fā)揮廣電網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的地位是值得廣電從業(yè)者認(rèn)真思考和探索。

    移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是伴隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)和智能移動(dòng)終端的普及而飛速發(fā)展的。3g，4G/LTE，Wifi等高速無線通信技術(shù)的發(fā)展，使得互聯(lián)網(wǎng)寬帶逐步無線化，無線寬帶的帶寬高速發(fā)展可支撐視頻等更多復(fù)雜、豐富的應(yīng)用。智能移動(dòng)終端如智能手機(jī)，PAD等的發(fā)展，使得隨時(shí)隨地上網(wǎng)，信息交互成為可能。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)正逐步侵入各行各業(yè)。

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中，互聯(lián)網(wǎng)寬帶無線化和無線帶寬寬帶化，帶來了對(duì)無線頻譜和無線技術(shù)的飛速發(fā)展。3g，4g等無線牌照的拍賣，無線頻譜的價(jià)值已經(jīng)充分體現(xiàn)。作為無線通信的黃金頻段——700MHz（698MHz～806MHz）頻段成為炙手可熱的資源。當(dāng)前700MHz頻段是廣電使用的頻段，如何利用700M黃金頻段發(fā)展無線技術(shù)，把握未來的無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中的機(jī)會(huì)，是當(dāng)前廣電人需要考慮的問題。

本文從700M頻段中大家關(guān)注的700MLTE技術(shù)和700MHz超級(jí)Wifi方案上進(jìn)行簡單的分析和探討，分析廣電建設(shè)700MHz頻段超級(jí)Wifi的優(yōu)勢，希望為廣電700M無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案討論中拋磚引玉，為廣電在未來的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)競爭中建立技術(shù)基礎(chǔ)。

限于作者的無線技術(shù)水平，本文不打算從詳細(xì)的技術(shù)角度來闡述700MHz中LTE和Wifi的技術(shù)對(duì)比，而試圖通過簡單投資分析，廣電對(duì)700MHz無線通信的定位，以及廣電用戶實(shí)際使用體驗(yàn)和競爭分析的角度，對(duì)兩種技術(shù)進(jìn)行簡單分析，以期提供參考。

1 700MHzLTE方案淺析

1.1 LTE市場和技術(shù)簡析

LTE（LongTermEvolution，長期演進(jìn)）作為新一代（第四代）寬帶無線移動(dòng)通信的領(lǐng)軍技術(shù)，經(jīng)過幾年的發(fā)展以及和WiMAX的競爭，已經(jīng)是4G的主流技術(shù)，在全球運(yùn)營商中獲得大規(guī)模商用的驗(yàn)證和認(rèn)可。

根據(jù)GSA全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，到2014年底，全球共有611家電信運(yùn)營商在174個(gè)國家和地區(qū)投資LTE網(wǎng)絡(luò)。全球商業(yè)運(yùn)營的LTE網(wǎng)絡(luò)超過360張，LTE基站已經(jīng)部署200萬個(gè)，LTE用戶數(shù)接近3億。中國LTE基站已經(jīng)部署了77萬個(gè)，占全球的40%，LTE用戶數(shù)過1億，超過1/3，并繼續(xù)快速增長。當(dāng)前LTE主流的頻段采用1.8GHz（45%以上）和2.6GHz（28%以上），中國移動(dòng)主流也是采用2.6GHz頻段。1GHz以下低頻頻段700/800MHz頻段，當(dāng)前也有33個(gè)國家55張商用網(wǎng)絡(luò)采用此頻段，典型的日本DoCom采用800MHz頻段，美國Verizon采用700MHz頻段（超過2600萬用戶）。由于700MHz頻段穿透性能好，穿透衰減小，覆蓋范圍廣，射頻信號(hào)傳輸質(zhì)量高等特點(diǎn)，越來越多國家和地區(qū)開放700MHz作為LTE通信的低頻頻段，以便運(yùn)營商能夠以較低的成本，完成較快速的覆蓋。

從以上信息分析來看，LTE技術(shù)已經(jīng)非常成熟，700MHzLTE雖然用戶基數(shù)少于1.8GHz和2.6GHz主流頻段，但700MHzLTE技術(shù)也是經(jīng)過規(guī)模驗(yàn)證，也是成熟、穩(wěn)定技術(shù)。

1.2 LTE網(wǎng)絡(luò)部署

LTE宏基站架構(gòu)如下圖，相比較2G/3G網(wǎng)絡(luò)，LTE網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)往全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)趨向扁平化和簡單化。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和層次減少，逐步往分布式系統(tǒng)靠攏，降低系統(tǒng)復(fù)雜度以及傳輸和無線接入時(shí)延，達(dá)到減小網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)成本目標(biāo)。

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  LTE宏基站部署示意圖

由于城市用戶密集區(qū)域快速發(fā)展，智能終端/便攜設(shè)備的進(jìn)一步普及，高清視頻，3D等高帶寬應(yīng)用的快速發(fā)展，導(dǎo)致每平方公里的站點(diǎn)密度大大提升，密集區(qū)域達(dá)10個(gè)站點(diǎn)/km2，已經(jīng)不能繼續(xù)擴(kuò)展。因此，從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的角度來說，必須發(fā)展小基站Smallcell（包含F(xiàn)emtocell，Picocell，metrocell等等），減小基站的覆蓋范圍和接入用戶數(shù)量。小型基站數(shù)量未來將占到70%，移動(dòng)寬帶的競爭很大程度上依賴固定寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，才能滿足無線用戶對(duì)帶寬的需求。LTE的小型基站/家庭基站的部署，和宏基站基本保持一致：

小基站/家庭基站部署示意圖

當(dāng)前宏基站功率大，設(shè)備復(fù)雜，基站建設(shè)，天線建設(shè)等投入較大，一個(gè)LTE宏基站投入近百萬，因此，4GLTE即使對(duì)于運(yùn)營商也是大投入。后續(xù)，通過小基站/家庭基站（類似WifiAP組網(wǎng)）進(jìn)行室內(nèi)、室外熱點(diǎn)補(bǔ)網(wǎng)，解決盲區(qū)覆蓋，提升單位區(qū)域的帶寬和提高用戶體驗(yàn)效果。但小基站的建設(shè)成本也是數(shù)萬元。

    1.3 LTE的技術(shù)優(yōu)勢簡析

    相比2G/3G網(wǎng)絡(luò)，LTE優(yōu)點(diǎn)明顯：

    a)帶寬遠(yuǎn)高于2G/3G網(wǎng)絡(luò)。下行峰值速率大于100Mbps，上行達(dá)50Mbps（TD-LTE）。比2G200Kbps的速率高500倍，比TD3G的2.8Mbps高了30倍。

    b)組網(wǎng)簡化。時(shí)延小，控制面小于100ms，用戶面小于5ms。

    c)支持大于350km/h的高速移動(dòng)。

    d)頻譜靈活。帶寬從1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz到20MHz可選。支持多個(gè)主流無線接入頻段。

    e)全I(xiàn)P數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，支持VoLTE，相比2G/3G語音數(shù)據(jù)分離，語音業(yè)務(wù)時(shí)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)斷線，可提供AlwaysonLine永遠(yuǎn)在線。使得能快速接入和發(fā)起各種應(yīng)用，接入速度快，用戶體驗(yàn)好。

    從以上4GLTE技術(shù)和方案看，從技術(shù)成熟度和先進(jìn)性上700MHzLTE都是成熟和穩(wěn)定可靠的方案。但該方案成本高，建設(shè)難度較大，對(duì)廣電的技術(shù)要求高。

    1 700MHz超級(jí)Wifi分析

    當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)從PC時(shí)代進(jìn)入了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，Wifi以其便利性，高速，性價(jià)比高，已經(jīng)成為各便攜終端的首選聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。隨著智能終端的發(fā)展，逐步演進(jìn)到“無Wifi不成終端”。隨著Wifi技術(shù)的進(jìn)步，如低功耗，F(xiàn)ullmesh自組網(wǎng)，多用戶接入，OFDMA，Mu-MIMO等技術(shù)的發(fā)展，。Wifi不僅廣泛應(yīng)用在無線城市、運(yùn)營商Wifi公共熱點(diǎn)建設(shè)，家庭/中小商戶Wifi路由器部署上，物聯(lián)網(wǎng)IOT、無線傳感器、智能家居等也越來越多的采用Wifi技術(shù)，Wifi已經(jīng)成為應(yīng)用最廣的無線技術(shù)。當(dāng)前Wifi使用2.4GHz公共開發(fā)頻段和5.8GHz受限開放頻段。隨著無線寬帶化的發(fā)展需求，以及IOT等技術(shù)發(fā)展的需要，Sub1GHz的Wifi技術(shù)，如TVWhiteSpace電視空閑信道，認(rèn)知無線電（CognitiveRadio）發(fā)展的軟件無線電（SoftwareDefineRadio），以及IEEE802.11ahSub1GHzWifi標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)，1GHz以下的Wifi技術(shù)也獲得大大的發(fā)展，700MHz大規(guī)模商業(yè)Wifi技術(shù)指日可待。

    以中國運(yùn)營商公共Wifi建設(shè)部署為例，當(dāng)前三大運(yùn)營商合計(jì)擁有WLAN熱點(diǎn)超過600萬個(gè)，其中中移動(dòng)早期因TD-SCDMA3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋數(shù)據(jù)傳輸效果較差，需要采用Wifi作為3G數(shù)據(jù)通信的重要補(bǔ)充，其WiFi發(fā)展最快，WiFiAP數(shù)量部署超過450萬個(gè)。中國電信部署AP超過120萬個(gè)，中國聯(lián)通AP部署超過30萬個(gè)。但由于運(yùn)營商Wifi熱點(diǎn)部署中，存在以下問題：一是站點(diǎn)選擇規(guī)劃困難，導(dǎo)致熱點(diǎn)命中率低。二是2.4GHz開發(fā)頻段，沒有約束和規(guī)范甚至運(yùn)營商之間存在互相干擾惡性競爭情況，導(dǎo)致wifi干擾大，且Wifi功率遠(yuǎn)小于GSM/3G功能，導(dǎo)致信號(hào)傳輸太差，站點(diǎn)吸收容量，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分流少。三是運(yùn)營商從運(yùn)營角度考慮，Wifi業(yè)務(wù)認(rèn)證繁瑣，普遍采用WEB/Portal加短信認(rèn)證，操作麻煩，且接入用戶數(shù)多時(shí)，性能差，用戶使用不方便，用戶體驗(yàn)差，導(dǎo)致用戶命中率低。因此，運(yùn)營商GSM/3G/WLAN三網(wǎng)協(xié)調(diào)建設(shè)，以期WLAN能很好彌補(bǔ)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的目標(biāo)沒有達(dá)到，間接也推動(dòng)了運(yùn)營商加快LTE的建設(shè)進(jìn)程，特別是中移動(dòng)LTE建設(shè)進(jìn)程。

    但反觀家庭Wifi路由器，Wifi網(wǎng)關(guān)使用。當(dāng)前由于智能手機(jī)，智能終端的普及，家庭采用Wifi連接寬帶上網(wǎng)已經(jīng)是非常普遍，在城市小區(qū)住戶中，搜索到10～20個(gè)WifiRouter/AP是非常正常的。由于家庭固網(wǎng)Wifi用戶，相對(duì)靜止，功率相對(duì)恒定，家庭覆蓋、穿墻位置恒定，不影響日常使用。且雖然也互相干擾，但由于家用設(shè)備功率小，相互干擾作為噪聲處理，極端情況，通過更換Wifi信道，也可解決信號(hào)傳輸質(zhì)量問題。家庭Wifi基本即插即用，沒有運(yùn)營商認(rèn)證帶來的用戶體驗(yàn)問題。因此，家庭Wifi中使用良好，速率高，價(jià)格低，質(zhì)量穩(wěn)定，這也成就了Wifi成為終端首選聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

    廣電如果采用700MHzLicense授權(quán)頻段，則從頻譜規(guī)劃上，避免了當(dāng)前運(yùn)營商采用2.4GHz/5GHz開放頻段帶來的干擾嚴(yán)重問題，通過有序的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，部署大功率700MHzWifiAP產(chǎn)品，提升AP覆蓋，解決多用戶接入，采用MIMO或者M(jìn)U-MIMO等技術(shù)，提升帶寬和用戶接入數(shù)，通過FullMesh解決相鄰站點(diǎn)同頻干擾問題，700MHzWifi是可以作為運(yùn)營產(chǎn)品的。

    1.1 700MHzWifi解決方案分析

    早期的WLAN芯片MAC基帶芯片和RF射頻是分開的，因此，此類Wifi芯片方案中，僅需把2.4GHz或者5GHz的RF芯片換成700MHz頻段即可?？驁D如下圖所示：

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    如上圖，早期WLANMAC基帶處理芯片和RF芯片分開，采用零中頻（基帶）IQ信號(hào)和RF調(diào)制芯片對(duì)接，把RF芯片內(nèi)部的頻率合成器和壓控振蕩器適配到700MHz頻段，根據(jù)實(shí)際需要，適當(dāng)調(diào)整Wifi信號(hào)間隙等參數(shù)，即可在當(dāng)前大規(guī)模WLAN方案基礎(chǔ)上，發(fā)展700MHzWifi技術(shù)。

    當(dāng)前Wifi技術(shù)發(fā)展，成本低，更多采用SOC芯片，一是如上圖所示中，MAC和RF集成在同一芯片中，修改RF芯片，使之適配到700MHz頻段。二是采用外掛混頻電路，把2.4GHz/5GHz降頻到700MHz。原理框圖如下：

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2.4GHzWifi轉(zhuǎn)700MHz原理框圖

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    5GHzWifi轉(zhuǎn)700MHz原理框圖

    在現(xiàn)有的2.4GHz/5GHzSOCwifi基礎(chǔ)上，采用頻率合成器把2.4GHz和5GHz轉(zhuǎn)換為700MHz，后級(jí)可增加700MHzPA和LNA，提高發(fā)送功率和接收靈敏度，保證覆蓋范圍需求。

    1.2 700MHzWifi特性

    700MHzWifi基本可以完全繼承2.4GHz/5GHz802.11n/802.11ACWifi的先進(jìn)特性，可以支持2×2，3×3，4×4MIMO802.11n最高速率可達(dá)600Mbps物理速率，802.11AC3*3MIMO可達(dá)1.3Gbps物理數(shù)率，超過1Gbps的MAC速率。

    工作頻帶可選工作在5MHz，10MHz，20MHz，40MHz和80MHz等多種帶寬。當(dāng)前主要采用CSMA/CA方式接入，也可考慮選擇TDMA/TDD方式。支持Fullmesh智能自組網(wǎng)。

    Wifi新技術(shù)上逐步擴(kuò)展MU-MIMO（多用戶多入多出技術(shù)）和OFDMA（802.11ax）等。MU-MIMO可以支持多用戶同時(shí)接入，大大提升了一個(gè)站點(diǎn)的接入用戶數(shù)，減小了Wifi沖突避免，使用競爭帶來的低效率。同樣，OFDMA可獲得LTE一樣的多用戶接入能力和提高數(shù)據(jù)傳輸效率。Wifi新的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)上還會(huì)持續(xù)引進(jìn)功率控制，減小同頻干擾，提升Fullmesh自組網(wǎng)的能力，使得Wifi越來越適合無線接入網(wǎng)解決方案。

    1.3 700MHz超級(jí)Wifi網(wǎng)絡(luò)部署分析

    700MHz超級(jí)Wifi網(wǎng)絡(luò)部署中，需要解決當(dāng)前電信運(yùn)營商Wifi熱點(diǎn)部署中存在的三個(gè)問題，這樣才能提升用戶體驗(yàn)效果，達(dá)到運(yùn)營目的：

    a)站點(diǎn)覆蓋和選址問題。解決Wifi覆蓋和干擾問題，統(tǒng)一SSID，方便用戶自動(dòng)識(shí)別700MHzWifi信號(hào)。

    b)合理規(guī)劃頻段，頻率使用范圍，信號(hào)發(fā)射功率，做好網(wǎng)優(yōu)工作。解決當(dāng)前wifi開放頻段帶來的強(qiáng)干擾問題和用戶爭用問題。

    c)簡化用戶接入認(rèn)證，自動(dòng)認(rèn)證。提升用戶體驗(yàn)，吸引用戶使用。

    在解決當(dāng)前運(yùn)營商問題的基礎(chǔ)上，采用云平臺(tái)進(jìn)行設(shè)備管理和維護(hù)，引入AP/WLAN設(shè)備自動(dòng)配置，業(yè)務(wù)自動(dòng)開通，零配置安裝等網(wǎng)管對(duì)接問題。通過云平臺(tái)統(tǒng)一監(jiān)控和配置Wifi站點(diǎn)的發(fā)射功率和使用頻段，解決干擾問題。不再采用AC集中器等，扁平化設(shè)備管理。后續(xù)考慮WLANMesh組網(wǎng)，MU-MIMO擴(kuò)展，解決多用戶接入。

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    集中控制AC方式和云平臺(tái)分布式方式700MHz超級(jí)wifi組網(wǎng)對(duì)比

    如上圖所示，采用云平臺(tái)管理無AC控制器系統(tǒng)架構(gòu)上面有以下優(yōu)勢：

    a)沒有U型轉(zhuǎn)彎、沒有AC控制器集中轉(zhuǎn)發(fā)帶來的性能瓶頸、沒有AC控制器帶來的網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)故障

    b)擴(kuò)展靈活，即插即用。通過云平臺(tái)方便擴(kuò)展

    c)優(yōu)越的分支機(jī)構(gòu)性能和生存力

    d)可以實(shí)現(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)，方便功率控制，頻段分配，解決干擾問題。

    e)高可靠性、低成本（沒有控制器的成本）

    f)豐富的增值功能

    2 700MHzLTE和700MHz超級(jí)Wifi方案簡單對(duì)比

    下面擬在幾個(gè)方面對(duì)700MHzLTE和700MHz超級(jí)Wifi方案做一個(gè)簡單對(duì)比：

    a)成本對(duì)比。LTE當(dāng)前的建網(wǎng)成本要求高，是在Wifi建網(wǎng)成本的10倍以上。

    b)組網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)。LTE作為下一代首選的移動(dòng)通信技術(shù)，最具有優(yōu)勢的是通過ICIC(小區(qū)間干擾協(xié)調(diào))技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)同頻組網(wǎng)。通過時(shí)域，頻域，功率控制等方便減小不同站點(diǎn)的相互干擾。Wifi也可以通過頻率劃分，功率控制等手段，但當(dāng)前效果不如LTE。

    c)覆蓋范圍。LTE宏基站由于發(fā)送功率大，覆蓋范圍遠(yuǎn)大于WifiAP范圍。但對(duì)于Smallcell小基站，兩者覆蓋范圍相當(dāng)。

    d)總帶寬。當(dāng)前Wifi1×111n可支持150Mbps，4×4支持600Mbps，11AC支持433Mbps，3×311AC達(dá)1.3Gbps。帶寬遠(yuǎn)高于LTE。能更好的滿足廣電的視頻應(yīng)用。

    e)接入容量。由于Wifi的帶寬寬，當(dāng)前1路1*1Wifi用戶并發(fā)數(shù)建議小于40個(gè)。Wifi如果采用MU-MIMO，可以提高3～4倍，略低于LTE。但LTE采用的是OFDMA，TDD/TDMA效率上比當(dāng)前主流的Wifi采用的CSMA/CA要高。當(dāng)然Wifi也可選擇采用TDD/TDMAMAC調(diào)制方式，未來的802.11ax也可支持OFDMA，可以大大提高用戶接入并發(fā)數(shù)。

    f)終端種類和芯片出貨數(shù)量。當(dāng)前LTE發(fā)展迅速，但Wifi已經(jīng)成為終端的標(biāo)配，所有帶LTE的設(shè)備基本都帶Wifi，但數(shù)量巨大的帶Wifi的設(shè)備不會(huì)帶LTE。因此Wifi的出貨是LTE是數(shù)十倍。Wifi從長期看，將會(huì)繼續(xù)成為終端最后數(shù)10m的主流無線接入技術(shù)，成本還會(huì)持續(xù)占優(yōu)。

    g)頻段使用靈活性。LTE是1.4MHz，3MHz，5/10/15/20MHz。Wifi也支持5/10/20/40/80MHz等多種帶寬。

    當(dāng)前綜合來看，不考慮投入產(chǎn)出，不考慮成本，LTE技術(shù)更能滿足運(yùn)營商無線運(yùn)營的需求。但是Wifi技術(shù)持續(xù)發(fā)展，且隨著感知無線電發(fā)展，TVWhiteSpace等Sub1G802.11ah標(biāo)準(zhǔn)/技術(shù)發(fā)展。700MhzWifi產(chǎn)品也提到產(chǎn)品化日程。700MHz的成本會(huì)逐步和當(dāng)前普通wifi的成本靠攏，成本優(yōu)勢明顯。另外，700Mhz超級(jí)wifi建設(shè)，可優(yōu)先選擇一些新的技術(shù)，摒棄當(dāng)前Wifi運(yùn)營中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)，如采用TDD/TDMA替代CSMA/CA，采用MU-MIMO技術(shù)等。盡可能減小和LTE技術(shù)差距。

    3 結(jié)論和建議

    700MHz頻段處于低頻段，具有信號(hào)覆蓋廣、穿透力強(qiáng)等特性，適合大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋，組網(wǎng)成本低，因此被國際公認(rèn)為“數(shù)字紅利”頻段。700MHz組網(wǎng)成本相比現(xiàn)有的2.6GHz頻段，成本只有1/3甚至1/4，如果采用Wifi，只有幾十分之一。因此，廣電需要盡快把握機(jī)會(huì)，開展700MHz網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)。同時(shí)，隨著智能終端發(fā)展，多屏互動(dòng)需求提到議事日程，視頻業(yè)務(wù)移動(dòng)化和個(gè)性化也迫使廣電必須加快無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，才能滿足用戶對(duì)移動(dòng)視頻的需求。