TD-WCDMA向LTE演進路徑分析

2010年，3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在國內(nèi)已經(jīng)進入第三個年頭，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本成熟，但給消費者帶來的體驗提升程度遠低于光進銅退和Wi-Fi。在高通已經(jīng)放棄UMB（EV-DO Rev.C）技術(shù)、WiMAX技術(shù)在國內(nèi)沒有大規(guī)模部署的情況下，剩下的TD-SCDMA和WCDMA技術(shù)應(yīng)如何向后演進，兩種體制在演進中有哪些技術(shù)差異？這些差異導致網(wǎng)絡(luò)的組建需關(guān)注哪些問題？這都是運營商極其關(guān)注的敏感問題。

LTE標準的演進

3GPP根據(jù)無線空口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展，將其演進分為R99、R4、R5、R6、R7、LTE（R8）等版本。目前國內(nèi)移動通信運營商WCDMA網(wǎng)絡(luò)在空口和無線網(wǎng)絡(luò)側(cè)大約處于R6版本階段，已部署了HSPA網(wǎng)絡(luò)，但核心網(wǎng)部分還未引入IMS、WLAN接入以及多媒體廣播與多播業(yè)務(wù)。

根據(jù)TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和CCSA的規(guī)劃，TD-SCDMA技術(shù)和標準演進將分為三個階段，在標準上分別對應(yīng)于3GPP R4、R5/R6/R7和LTE（R7/R8）。目前，國內(nèi)移動通信運營商WCDMA網(wǎng)絡(luò)在空口和無線網(wǎng)絡(luò)側(cè)大約處于第二階段版本。

LTE雖然擁有諸多革命性的創(chuàng)新，但喪失了現(xiàn)有3GPP 3G系統(tǒng)的兼容性。對于已經(jīng)建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)的運營商來說，在3G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上盡量提高性能，向LTE靠攏，是非常實際的課題。因此，HSPA在向LTE演進的路線上出現(xiàn)了過渡性選擇：HSPA+和HSOPA。

HSPA+的宗旨是要保持與UMTS第6版本（Rel6）的后向兼容性，同時盡量縮小與LTE之間的距離。為此，HSPA+引入了MIMO、高階調(diào)制（上行16QAM/下行64QAM）、CPC、增強的MAC層等技術(shù)。

在HSPA+之后，將是HSOPA，HSOPA的目的是實現(xiàn)與3GPP LTE的前向兼容性，其最大特征是空口使用OFDM調(diào)制技術(shù)，可以平滑演進到LTE，但不兼容HSPA/HSPA+。

網(wǎng)絡(luò)演進和組網(wǎng)建議

縱觀TD-SCDMA和WCDMA的演進路線，從HSDPA/HSUPA到LTE，各具有相互無法替代的優(yōu)點，同時造就了自身的缺陷，但總的來說是一個技術(shù)差異逐漸縮小的過程，最后在LTE階段統(tǒng)一為一種體制下的兩種雙工方式。

在無線網(wǎng)絡(luò)側(cè)，WCDMA的標準化制定較早、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展比較成熟，比較適合按照HSDPA→HSUPA→HSPA+→HSOPA/LTE的路線演進。而TD-SCDMA因為標準化的延遲，可以考慮將HSUPA和HSPA+合并的方式，按照HSDPA→HSDPA/HSPA+→HSOPA/LTE的路線進行演進。運營商在WCDMA和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)演進過程中組網(wǎng)與建網(wǎng)需要注意以下問題：

基本原則

無論基于哪種技術(shù)（WCDMA還是TD-SCDMA）、在技術(shù)演進的哪個階段、采用何種技術(shù)組網(wǎng)，新的網(wǎng)絡(luò)的NodeB無線覆蓋范圍要在保證容量需求和質(zhì)量要求的前提下，盡量多與原有網(wǎng)絡(luò)相仿，無論是大于還是小于原有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍都會增加網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)以及新舊網(wǎng)絡(luò)共存的復雜度，增加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營成本。

WCDMA演進建設(shè)

WCDMA擁有成熟的實踐經(jīng)驗和技術(shù)應(yīng)用能力積累，適用于大區(qū)制的國際和國家范圍內(nèi)的覆蓋及對稱業(yè)務(wù)（如話音、交互式實時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等）。在其網(wǎng)絡(luò)演進建設(shè)時需要考慮的問題主要是采用覆蓋方式和載波使用。

連續(xù)覆蓋可以提高用戶的滿意度，但成本較高。另外，考慮到初期用戶可能是采用筆記本電腦高速接入的方式會比較多，對移動性要求不高，所以網(wǎng)絡(luò)部署初期可以是熱點覆蓋。隨著高速數(shù)據(jù)用戶的增加以及智能手機的普及，可以發(fā)展連續(xù)覆蓋。

分別使用不同載波的優(yōu)點是演進網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)網(wǎng)可同時獲得最高的容量；缺點是相比共享載波方式，網(wǎng)絡(luò)部署成本較高。共享載波的優(yōu)點是，可以以低成本進行網(wǎng)絡(luò)部署，無需增加新的頻率和系統(tǒng)硬件，相比現(xiàn)網(wǎng)有更好的性能表現(xiàn)，更高的系統(tǒng)吞吐量；缺點是相比單獨載波方式，頻率利用率較低。為實現(xiàn)HSPA/HSPA+/HSOPA等的最大傳輸速率,需消耗近乎所有的信道碼資源。

還應(yīng)注意的是，HSPA/HSPA+/HSOPA等演進技術(shù)對下行功率使用的突發(fā)特性會對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)造成影響，在功率資源的分配上，應(yīng)給現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)保留適當?shù)挠嗔恳詼p輕這種影響。這樣也會反過來影響HSPA/HSPA+/HSOPA等演進技術(shù)的吞吐量，需要進行功率資源和碼資源的平衡。

TD-SCDMA演進建設(shè)

針對TD-SCDMA的特點，網(wǎng)絡(luò)演進初期可能有兩種方案，分別是HSPA/HSPA+與TD-SCDMA共小區(qū)直接建網(wǎng)，以及HSPA/HSPA+與TD-SCDMA使用不同的小區(qū)分層建網(wǎng)。

HSPA/HSPA+與TD-SCDMA共小區(qū)，包括異載頻和共載頻等形式，兩者共同使用基站功率、載頻、時隙和信道化碼等資源，在系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度下發(fā)揮各自優(yōu)勢。采用同頻組網(wǎng)方案，需要平衡TD-SCDMA傳統(tǒng)承載業(yè)務(wù)和HSPA/HSPA+高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對無線資源的使用。在建網(wǎng)初期，傳統(tǒng)承載業(yè)務(wù)和HSPA/HSPA+的業(yè)務(wù)量約為70%和30%，在無線資源的分配上也大致按此比例。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段容量的預(yù)測，TD-SCDMA小區(qū)采用3載波可以滿足城區(qū)的容量需求（CS話音+PS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)），這樣根據(jù)上述無線資源的分配比例并結(jié)合TD-SCDMA載波特點，可以采用上下行對稱或非對稱的承載方式。

HSPA/HSPA+采用與TD-SCDMA不同的小區(qū)進行組網(wǎng)，組成另外一層網(wǎng)絡(luò)。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)承載CS業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，HSDPA網(wǎng)集中提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通過切換實現(xiàn)兩個系統(tǒng)間業(yè)務(wù)承載能力的互補。

縱觀TD和WCDMA的演進路線，新技術(shù)、新機制層出不窮，網(wǎng)絡(luò)的性能和架構(gòu)不斷優(yōu)化，但TDD和FDD的本質(zhì)差異和技術(shù)成熟度差異貫穿其中。時分/頻分雙工方式差異導致幀結(jié)構(gòu)的不同，進而導致上下行信道的差異，導致信道控制、媒體訪問控制、資源調(diào)度機制的不同，導致切換和干擾抑制等網(wǎng)絡(luò)機制的差異，導致移動性、覆蓋等網(wǎng)絡(luò)特性的不同，最終導致網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)的策略的差異。WCDMA成熟穩(wěn)定，新技術(shù)的部署實現(xiàn)直接基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)考慮資源的共用和覆蓋模式；而TD-LTE作為一個技術(shù)和成本上都非常有特色的標準，但在標準發(fā)展和技術(shù)成熟度上落后于LET-FDD，演進建設(shè)必須與TD網(wǎng)絡(luò)自身建設(shè)同步考慮。