LTE技術(shù)熱點(diǎn)分析

LTE技術(shù)需求與目標(biāo)

為應(yīng)對(duì)WiMAX等新興無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，以及進(jìn)一步改進(jìn)和增強(qiáng)現(xiàn)有3G技術(shù)以提高3G技術(shù)在寬帶無(wú)線(xiàn)接入市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，2004年年底，3GPP提出了3G長(zhǎng)期演進(jìn)－－3G LTE(Long TermEvolution)計(jì)劃。

LTE的技術(shù)目標(biāo)可以概括為：

·容量提升：在20MHz帶寬下，下行峰值速率達(dá)到100 Mbit/s，上行峰值速率達(dá)到50 Mbit/s。頻譜利用率達(dá)到3GPP R6規(guī)劃值的2～4倍；

·覆蓋增強(qiáng)：提高“小區(qū)邊緣比特率”，在5km區(qū)域滿(mǎn)足最優(yōu)容量，30km區(qū)域輕微下降，并支持100km的覆蓋半徑；

·移動(dòng)性提高：O～15km／h性能最優(yōu)，15～120 km／h高性能，支持120～350 km／h，甚至在某些頻段支持500km／h；

·質(zhì)量?jī)?yōu)化：在RAN用戶(hù)面的時(shí)延小于10ms，控制面的時(shí)延小于100ms；

·服務(wù)內(nèi)容綜合多樣化：提供高性能的廣播業(yè)務(wù)MBMS，提高實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)支持能力，并使VolP達(dá)到UTRAN電路域性能。

·運(yùn)維成本降低：采用扁平化架構(gòu)，可以降低CAPEX和OPEX，并降低從R6 UTRA空口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的成本；

為達(dá)到以上目標(biāo)和要求，3GPP提出了一系列新技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方案，并不重點(diǎn)考慮與現(xiàn)有的WCDMA系統(tǒng)的后向兼容。其主要技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案包括：

·簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在RAN的結(jié)構(gòu)方面提出了弱化基站控制器設(shè)備實(shí)體、采用公共無(wú)線(xiàn)資源管理控制基站等概念；

·改進(jìn)QoS和鏈路層技術(shù)支持；

·使用自適應(yīng)多層OFDM(AML-OFDM)技術(shù)作為新的無(wú)線(xiàn)接口技術(shù)；

·高級(jí)多天線(xiàn)方案等。

從表1可以看出，LTE不僅能夠大幅度提升現(xiàn)有3G技術(shù)的性能，還可以在與WiMAX技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)性能上的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，LTE技術(shù)可以完全支持現(xiàn)有3G業(yè)務(wù)，極大提升用戶(hù)剝移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的體驗(yàn)。

表1　LTE與其他技術(shù)特點(diǎn)的比較

但由于LTE重新定義了空中接口和核心網(wǎng)絡(luò)，擯棄了CDMA技術(shù)而采用OFI)M技術(shù)，只支持PS域等，使得LTE與已有3GPP各版本標(biāo)準(zhǔn)不兼容，導(dǎo)致現(xiàn)有3G網(wǎng)絡(luò)很難平滑演進(jìn)到LTE。

總體上看，3G LTE計(jì)劃極大的改善了目前3G技術(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力，使得3G技術(shù)在今后十年內(nèi)能夠保持對(duì)其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
LTE的標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)態(tài)

自2004年底啟動(dòng)LTE項(xiàng)日以來(lái)，3GPI，全力推進(jìn)，僅半年就制訂完成了技術(shù)要求報(bào)告。按照3GPP的計(jì)劃，2006年6月完成研究階段(Study ltern)工作，2007年完成制訂核心技術(shù)規(guī)范，最早將于2009年～2010年實(shí)現(xiàn)商用(圖1)。

圖1　3GPP LTE的預(yù)定工作階段

由于3GPP組織成員在核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇以及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)思路上存在爭(zhēng)議，原定于2006年6月啟動(dòng)的LTE核心技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制訂階段(Work Item)延期到2006年9月。到2007年3月，3GPP已經(jīng)完成Work Item第2階段(Stage 2)的踟議。按照目前的T作進(jìn)展情況，3GPP將于2007年9月最終完成Work Item第3階段(Stage 3)協(xié)議，測(cè)試規(guī)范將于2008年3月完成，正式商用時(shí)間將在2010年左右(圖2)。

圖2　3GPP目前的標(biāo)準(zhǔn)工作階段

此外，為了讓3G增強(qiáng)型技術(shù)能夠較平滑地演進(jìn)到LTE，不少運(yùn)營(yíng)商和沒(méi)備廠商還提出在HSDPA、HSUPA和LTE之間提供一個(gè)中間過(guò)渡方案HSPA+，并已于2006年12月完成階段性的技術(shù)研究。由于啟動(dòng)較晚，其整體標(biāo)準(zhǔn)制訂進(jìn)度落后于LTE。

現(xiàn)有3G技術(shù)向LTE演進(jìn)的路線(xiàn)

隨著LTE標(biāo)準(zhǔn)化工作的不斷推進(jìn)，業(yè)界也提出了WCDMA、TD-SCDMA等現(xiàn)有3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)向LTE演進(jìn)的明確路線(xiàn)。

1．WCDMA→LTE演進(jìn)路線(xiàn)

從WCDMA向LTE的演進(jìn)，首先是實(shí)現(xiàn)HSDPA(P1)，上行和下行速率分別達(dá)到1.8Mbit／s和3.6Mbit／s。HSDPA(P1)技術(shù)已經(jīng)在2005年開(kāi)始商用，2006年開(kāi)始進(jìn)入大規(guī)模商用部署階段；其后是實(shí)現(xiàn)HSDPA(P2)和HSUPA，上行和下行速率分別達(dá)到8Mhit／s和14.4Mbit／s，商用時(shí)間將在2007年～2008年。1tSPA+是HSDPA(P2)和HSUPA技術(shù)向LTE的中間過(guò)渡方案，其上行和下行速率分別達(dá)到10Mbit／s和40Mbit／s，并開(kāi)始采用OFDM技術(shù)。其商用時(shí)間將在2008～2010年之間。最后從HSPA+演進(jìn)到LTE(圖3)。

圖3　3G技術(shù)向LTE演進(jìn)的路線(xiàn)圖

2．TD-SCDMA→LTE演進(jìn)路線(xiàn)

從TD-SCDMA向LTE的演進(jìn)，首先足在TD-SCDMA的基礎(chǔ)上采用單載波的HSDPA技術(shù)，速率達(dá)到2.8Mbit／s；其后采用多載波的HSDPA，速率達(dá)到7.2Mbit／s；到HSPA+階段，速率將超過(guò)10Mbit／s，并繼續(xù)逐步提高它的上行接入能力。最終在2010年之后，從HSPA+演進(jìn)到LTE。

業(yè)界對(duì)于演進(jìn)路線(xiàn)還存在一些爭(zhēng)議，主要的爭(zhēng)議點(diǎn)在于是否需要經(jīng)歷HSPA+這樣一個(gè)階段來(lái)過(guò)渡到LTE。有一部分廠商認(rèn)為可以不必經(jīng)歷HSPA+，直接從HSPA升級(jí)到LTE。

目前積極參與LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制訂的主要通信沒(méi)備廠商包括阿爾卡特、愛(ài)立信、寓士通、華為、中興、大唐、朗訊、三菱電子、摩托羅拉、NEC、諾基亞、北電網(wǎng)絡(luò)、松下、非利普、三星、夏普、西門(mén)子等。

LTE技術(shù)對(duì)未來(lái)通信市場(chǎng)的影響

LTE技術(shù)將大大提升用戶(hù)對(duì)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的體驗(yàn)，為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更多的技術(shù)和成本優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，LTE技術(shù)的出現(xiàn)還鞏固了傳統(tǒng)蜂窩移動(dòng)技術(shù)的主導(dǎo)地位。此外，通過(guò)廣泛采用OFDM、MIMO等新技術(shù)，LTE也將有助于改善目前通信產(chǎn)業(yè)的IPR格局。

1．LTE技術(shù)將大大提升用戶(hù)對(duì)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的體驗(yàn)

由于具有更高的傳輸速率、更低的延遲率和更好的移動(dòng)性等優(yōu)勢(shì)，LTE能夠大幅度提升用戶(hù)對(duì)新業(yè)務(wù)的體驗(yàn)，同時(shí)幫助運(yùn)營(yíng)商捉供更多的、對(duì)用戶(hù)更具有吸引力的業(yè)務(wù)(圖4)。

圖4　LTE技術(shù)帶來(lái)的新業(yè)務(wù)應(yīng)用

此外，采用LTE技術(shù)也將使現(xiàn)有移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的QoS提升，穩(wěn)定性增強(qiáng)，支持更多用戶(hù)使用。通過(guò)部署采用LTE技術(shù)，那些此前由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能力限制而只能面向高端市場(chǎng)的業(yè)務(wù)，如整首音樂(lè)下載、視頻電話(huà)、移動(dòng)導(dǎo)航、移動(dòng)游戲等業(yè)務(wù)將可以逐步向大眾用戶(hù)普及，為更廣泛的用戶(hù)帶來(lái)更好的業(yè)務(wù)使用體驗(yàn)。

2．LTE為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)

LTE技術(shù)可以為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。LTE可以通過(guò)更加靈活的頻譜配置方案(1.25～20MHz)來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)效率和單個(gè)基站效率，還可以通過(guò)弱化基站控制器設(shè)備實(shí)體、采用公共無(wú)線(xiàn)資源管理控制基站來(lái)簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)．減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，從而更加有效地提供服務(wù)；同時(shí)，LTE技術(shù)也可以大幅度降低用戶(hù)每兆流量的成本，如在網(wǎng)頁(yè)瀏覽、Java游戲、音樂(lè)下載、視頻片斷的業(yè)務(wù)測(cè)試中，HSDPA的傳輸成本最低為0.02美元／MB，而LTE的傳輸成本最低可達(dá)到0.005美元／MB。這就大大提升了運(yùn)營(yíng)商的利潤(rùn)空間(表2)。

表2　LTE與其他技術(shù)傳輸成本的比較

3．LTE技術(shù)將會(huì)鞏固蜂窩移動(dòng)技術(shù)的主導(dǎo)地位

LTE技術(shù)使得傳統(tǒng)的蜂窩移動(dòng)技術(shù)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間之內(nèi)都可以保持對(duì)其他尤線(xiàn)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，維護(hù)其在移動(dòng)通信技術(shù)體系中的主導(dǎo)地位。而借助于LTE的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在蜂窩移動(dòng)通信領(lǐng)域占強(qiáng)勢(shì)地位的傳統(tǒng)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商可以繼續(xù)在技術(shù)上保持領(lǐng)先的地位，把握市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。

4．LTE技術(shù)有助于改善目前通信產(chǎn)業(yè)的IPR格局

由于LTE引入了OFDM、MIMO等新技術(shù)，它的快速發(fā)展使得以美同高通公司為首的傳統(tǒng)通信技術(shù)企業(yè)掌握核心專(zhuān)利的CDMA技術(shù)將逐步被淘汰，通信產(chǎn)業(yè)的IPR格局迎來(lái)了一次重新進(jìn)行調(diào)整的機(jī)會(huì)。隨著LTE標(biāo)準(zhǔn)制訂工作的不斷推進(jìn)，已經(jīng)有越來(lái)越多的通信企業(yè)帶著自己的專(zhuān)利技術(shù)參與到LTE技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制訂中來(lái)。因此我們判斷，LTE標(biāo)準(zhǔn)的制訂將會(huì)有助于改善目前通信產(chǎn)業(yè)中IPR格局失衡的局面，有助于整個(gè)通信產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

LTE技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)展望

LTE作為3G技術(shù)向4G技術(shù)平滑演進(jìn)的過(guò)渡性技術(shù)，是3G技術(shù)發(fā)展的最終版本，與現(xiàn)有各種通信技術(shù)相比，LTE具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也有不少潛在的問(wèn)題，如后向兼容性差、沒(méi)有針對(duì)TDD系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化、對(duì)室內(nèi)覆蓋能力考慮不足等，但是隨著標(biāo)準(zhǔn)制訂工作的推進(jìn)，這些問(wèn)題都應(yīng)該能夠得到很好地解決。

綜合各方而因素看，我們認(rèn)為L(zhǎng)TE技術(shù)的未來(lái)發(fā)展有以下趨勢(shì)。

1．LTE是現(xiàn)有3G技術(shù)向B3G／4G演進(jìn)的必經(jīng)之路

LTE是現(xiàn)有3G移動(dòng)通信技術(shù)在4G應(yīng)用前的最終版本，采用了很多原計(jì)劃用于B3G／4G的技術(shù)如OFDM、MIMO等，在一定程度上可以說(shuō)是4C技術(shù)在3G頻段上的應(yīng)用。和現(xiàn)有的3G及3G+技術(shù)相比，LTE除了具有技術(shù)上的優(yōu)越性之外，也提供了更加接近4G的一個(gè)臺(tái)階，使得向未來(lái)4G的演進(jìn)相剝平滑，是現(xiàn)有3C技術(shù)向B3G／4G演進(jìn)的必經(jīng)之路�，F(xiàn)在一些運(yùn)營(yíng)商提出的繞開(kāi)LTE直接進(jìn)入4G的方式會(huì)有很大的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)，不建議考慮。

2．LTE將在與WiMAX等其它無(wú)線(xiàn)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展

LTE在WiMAX的競(jìng)爭(zhēng)中產(chǎn)生，也將在會(huì)在WiMAX的競(jìng)爭(zhēng)中向前發(fā)展，而且這種競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)度還會(huì)不斷加大。目前，WiMAX的802.16e標(biāo)準(zhǔn)正在積極申請(qǐng)加入3G標(biāo)準(zhǔn)，期望以此獲得全球統(tǒng)一的頻率使用權(quán)。802.16m技術(shù)更是成為IMT Advanced的候選技術(shù)之一，并計(jì)劃保持與802.16e技術(shù)的后向兼容性。未來(lái)的移動(dòng)通信市場(chǎng)中，WiMAX技術(shù)將會(huì)是LTF的一個(gè)慢勁的競(jìng)爭(zhēng)列手，LTE將會(huì)在和WiMAX技術(shù)的直接競(jìng)爭(zhēng)中逐步發(fā)展。