移動寬帶技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展建議

摘要

介紹了HSPA+/LTE業(yè)務(wù)發(fā)展需求，跟蹤了移動寬帶網(wǎng)絡(luò)及終端技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)、產(chǎn)品現(xiàn)狀、主流運(yùn)營商的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，以及目前國外運(yùn)營商關(guān)于HSPA+，LTE無線寬帶網(wǎng)絡(luò)和終端標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)、演進(jìn)最新的進(jìn)展，提出了需要積極推動終端芯片技術(shù)發(fā)展、正確處理好HSPA+與LTE演進(jìn)關(guān)系、深入研究數(shù)據(jù)型室內(nèi)分布系統(tǒng)解決方案、高度重視HSPA+/LTE標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)工作的建議。

1  LTE概述

當(dāng)今，無線寬帶技術(shù)發(fā)展非常迅猛，國外運(yùn)營商都將其作為一個(gè)研發(fā)的核心焦點(diǎn)，面對目前移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，主流運(yùn)營商為了增強(qiáng)自身的競爭力，搶占巨大的潛在移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場，紛紛積極地選擇HSPA＋或者LTE作為他們的下一步發(fā)展的目標(biāo)。

數(shù)據(jù)調(diào)查公司Gartner預(yù)計(jì)70%的全球3G運(yùn)營商將逐步升級其網(wǎng)絡(luò)至HSPA+和LTE，大多數(shù)的CDMA運(yùn)營商將會選擇LTE作為其網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的目標(biāo)。咨詢公司ABI預(yù)計(jì)到2013年，運(yùn)營商在LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上的支出將高達(dá)86億美元。對于已經(jīng)部署其3G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商，HSPA+或者LTE將成為其未來5年的主要資本性支出。

2  LTE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展與實(shí)驗(yàn)情況

2.1  標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展情況

3GPP從R8開始引入了LTE系統(tǒng)，R8相關(guān)工作在2008年底已基本結(jié)束，LTE項(xiàng)目的主要性能目標(biāo)包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbit/s，上行50Mbit/s的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；頻譜效率達(dá)到3倍于R6（HSDPA和EUL）；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時(shí)間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間小于 100ms；支持100km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠?yàn)?50km/h高速移動用戶提供大于100kbit/s的接入服務(wù)；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25~20MHz多種帶寬。與3G相比，LTE更具技術(shù)優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容等方面。

為了達(dá)到LTE項(xiàng)目所要求的各種性能指標(biāo)，LTE項(xiàng)目的SI階段對各種技術(shù)和方案進(jìn)行了充分的討論，最終LTE系統(tǒng)傳輸方案確定為下行OFDMA和上行SC-FDMA，并且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，采用由Node B構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，接入網(wǎng)主要由演進(jìn)型Node B和接入網(wǎng)關(guān)兩部分構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)有利于簡化網(wǎng)絡(luò)和降低延遲，實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延、低復(fù)雜度和低成本的要求，趨近于典型的IP寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu)。圖1所示的是LTE/SAE的體系結(jié)構(gòu)圖。

圖1  LTE/SAE體系結(jié)構(gòu)

OFDM和MIMO技術(shù)是LTE系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)與主要特點(diǎn)。LTE同時(shí)采用OFDM和MIMO技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更高的頻譜效率和系統(tǒng)容量，從而實(shí)現(xiàn)它的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

R9的改進(jìn)主要集中在LTE的定位功能和SON的支持等方面。速率方面變化不大，進(jìn)一步的速率改進(jìn)將在R10中制定。

2.2  產(chǎn)品與實(shí)驗(yàn)情況

LTE產(chǎn)品路標(biāo)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)為：2010年，實(shí)現(xiàn)LTE下行64QAM以及MIMO的功能，在使用20MHz頻寬的情況下，可實(shí)現(xiàn)峰值速率150Mbit/s下行的水平。2011年，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)包括4×4MIMO等技術(shù)，進(jìn)一步提升峰值速率。

目前，已有部分運(yùn)營商開展相關(guān)的試驗(yàn)，具體的商用階段估計(jì)要等到明年的晚些時(shí)候。據(jù)了解，運(yùn)營商積極選擇LTE的原因各不相同。

如：美國的Verizon，其原為cdma2000的運(yùn)營商，由于cdma2000在其進(jìn)一步演進(jìn)策略上比較困難，故而改為支持3GPP，并于2008年底宣布將選擇愛立信、華為等設(shè)備商共同部署其商用的LTE網(wǎng)絡(luò)。隨著AT&T在今年全面提升其HSPA網(wǎng)絡(luò)至支持7.2Mbit/s，并且計(jì)劃跨越14.4Mbit/s，直接升級其重點(diǎn)區(qū)域的HSPA網(wǎng)絡(luò)至支持21Mbit/s以上的HSPA+速率。Verizon進(jìn)一步加快了LTE的步伐，并選定在700MHz頻譜上部署其LTE網(wǎng)絡(luò)，已達(dá)到良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋的效果。目前，Verizon已經(jīng)在西雅圖和波士頓兩個(gè)城市，由10個(gè)站點(diǎn)構(gòu)成的基于700MHz頻譜的LTE試驗(yàn)網(wǎng)上成功實(shí)現(xiàn)了兩地之間的首個(gè)視頻通話。Verizon計(jì)劃2010年擴(kuò)展其LTE網(wǎng)絡(luò)至30個(gè)區(qū)域市場，覆蓋大約1億左右的人口。

北歐的瑞典電信TeliaSonera，申請3G運(yùn)營執(zhí)照沒有獲批，只能采取選擇與TeliaSonera共享共建3G網(wǎng)絡(luò)的模式。而這種模式給TeliaSonera帶來了諸多的限制因素，最重要的方面是由于公司愿景不同帶來的網(wǎng)絡(luò)升級方面的限制。為了保證自己能在移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速增長的背景下仍然保持強(qiáng)大的競爭能力，TeliaSonera選擇了聯(lián)合愛立信、華為等設(shè)備商單獨(dú)部署其LTE網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)已于2009年12月投入商用。如此快速激進(jìn)的部署LTE網(wǎng)絡(luò)也存在潛在隱患，一是目前支持LTE的可用的終端設(shè)備還不豐富。二是基于2.6GHz頻譜的LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，目前歐洲的運(yùn)營商正在探尋同時(shí)在2.6GHz和700MHz上同時(shí)部署LTE網(wǎng)絡(luò)，來有效增強(qiáng)LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力。

德國T-Mobile和日本NTT DoCoMo，WCDMA網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和運(yùn)營較為成功，因此隨著用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求不斷上升，故而將LTE也作為網(wǎng)絡(luò)容量和性能進(jìn)一步提升的選擇，也部署了LTE試驗(yàn)網(wǎng)，開始測試、驗(yàn)證技術(shù)性能和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究。

2.3  頻率情況

雖然ITU在2007年10月批準(zhǔn)了IMT-Advanced頻段：450~470MHz，698~806MHz，2300~2400MHz，3400~3600MHz。但是目前，LTE還沒有全球統(tǒng)一的頻段，例如TeliaSonera和CMCC HK，德國電信，法國電信等計(jì)劃在2.6GHz部署LTE；Verizon，AT&T在700MHz頻段部署LTE。我國的LTE頻段還沒有明確，可能的頻段為2500~2690MHz。