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1、移动宽带技术进展及发展建议摘要介绍了HSPA+/LTE业务发展需求，跟踪了移动宽带网络及终端技术标准演进、产品现状、主流运营商的相关实验，以及目前国外运营商关于HSPA+，LTE无线宽带网络和终端标准、实验、演进最新的进展，提出了需要积极推动终端芯片技术发展、正确处理好HSPA+与LTE演进关系、深入研究数据型室内分布系统解决方案、高度重视HSPA+/LTE标准与技术实验工作的建议。1 LTE概述当今，无线宽带技术发展非常迅猛，国外运营商都将其作为一个研发的核心焦点，面对目前移动数据业务的迅猛发展，主流运营商为了增强自身的竞争力，抢占巨大的潜在移动数据业务市场，纷纷积极地选择HSPA或者LTE
2、作为他们的下一步发展的目标。数据调查公司Gartner预计70%的全球3G运营商将逐步升级其网络至HSPA+和LTE，大多数的CDMA运营商将会选择LTE作为其网络演进的目标。咨询公司ABI预计到2013年，运营商在LTE网络基础设施上的支出将高达86亿美元。对于已经部署其3G网络的运营商，HSPA+或者LTE将成为其未来5年的主要资本性支出。2 LTE标准发展与实验情况2.1 标准发展情况3GPP从R8开始引入了LTE系统，R8相关工作在2008年底已基本结束，LTE项目的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbit/s，上行50Mbit/s的峰值速率；改善小区边缘用户的
3、性能；提高小区容量；频谱效率达到3倍于R6（HSDPA和EUL）；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于 100ms；支持100km半径的小区覆盖；能够为350km/h高速移动用户提供大于100kbit/s的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.2520MHz多种带宽。与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容等方面。为了达到LTE项目所要求的各种性能指标，LTE项目的SI阶段对各种技术和方案进行了充分的讨论，最终LTE系统传输方案确定为下
4、行OFDMA和上行SC-FDMA，并且网络结构扁平化，采用由Node B构成的单层结构，接入网主要由演进型Node B和接入网关两部分构成，这种结构有利于简化网络和降低延迟，实现了低时延、低复杂度和低成本的要求，趋近于典型的IP宽带网结构。图1所示的是LTE/SAE的体系结构图。图1 LTE/SAE体系结构OFDM和MIMO技术是LTE系统的技术基础与主要特点。LTE同时采用OFDM和MIMO技术来实现更高的频谱效率和系统容量，从而实现它的设计目标。R9的改进主要集中在LTE的定位功能和SON的支持等方面。速率方面变化不大，进一步的速率改进将在R10中制定。2.2 产品与实验情况LTE产品路标
5、关键时间点为：2010年，实现LTE下行64QAM以及MIMO的功能，在使用20MHz频宽的情况下，可实现峰值速率150Mbit/s下行的水平。2011年，进一步实现包括44MIMO等技术，进一步提升峰值速率。目前，已有部分运营商开展相关的试验，具体的商用阶段估计要等到明年的晚些时候。据了解，运营商积极选择LTE的原因各不相同。如：美国的Verizon，其原为cdma2000的运营商，由于cdma2000在其进一步演进策略上比较困难，故而改为支持3GPP，并于2008年底宣布将选择爱立信、华为等设备商共同部署其商用的LTE网络。随着AT&T在今年全面提升其HSPA网络至支持7.2Mbit/s，
6、并且计划跨越14.4Mbit/s，直接升级其重点区域的HSPA网络至支持21Mbit/s以上的HSPA+速率。Verizon进一步加快了LTE的步伐，并选定在700MHz频谱上部署其LTE网络，已达到良好的网络覆盖的效果。目前，Verizon已经在西雅图和波士顿两个城市，由10个站点构成的基于700MHz频谱的LTE试验网上成功实现了两地之间的首个视频通话。Verizon计划2010年扩展其LTE网络至30个区域市场，覆盖大约1亿左右的人口。北欧的瑞典电信TeliaSonera，申请3G运营执照没有获批，只能采取选择与TeliaSonera共享共建3G网络的模式。而这种模式给TeliaSone
7、ra带来了诸多的限制因素，最重要的方面是由于公司愿景不同带来的网络升级方面的限制。为了保证自己能在移动数据业务高速增长的背景下仍然保持强大的竞争能力，TeliaSonera选择了联合爱立信、华为等设备商单独部署其LTE网络，该网络已于2009年12月投入商用。如此快速激进的部署LTE网络也存在潜在隐患，一是目前支持LTE的可用的终端设备还不丰富。二是基于2.6GHz频谱的LTE网络覆盖问题，目前欧洲的运营商正在探寻同时在2.6GHz和700MHz上同时部署LTE网络，来有效增强LTE网络的覆盖能力。德国T-Mobile和日本NTT DoCoMo，WCDMA网络的发展和运营较为成功，因此随着用户
8、对数据业务的需求不断上升，故而将LTE也作为网络容量和性能进一步提升的选择，也部署了LTE试验网，开始测试、验证技术性能和网络应用研究。2.3 频率情况虽然ITU在2007年10月批准了IMT-Advanced频段：450470MHz，698806MHz，23002400MHz，34003600MHz。但是目前，LTE还没有全球统一的频段，例如TeliaSonera和CMCC HK，德国电信，法国电信等计划在2.6GHz部署LTE；Verizon，AT&T在700MHz频段部署LTE。我国的LTE频段还没有明确，可能的频段为25002690MHz。3 移动宽带业务发展建议3.1 积极推动终端芯
9、片等技术发展终端的发展必须与网络同步，否则即便有了精品网络，如果终端匮乏，也将直接影响业务的推广。因为大多数终端厂家都是OEM芯片提供商的方案，很难满足运营商定制需求。为此，运营商需要将需求前移，从底层芯片层面与芯片厂家开展技术、标准合作研究，将一些业务需求反映到芯片解决方案中，如：一些常见业务引擎的植入、不同操作系统匹配的软件桥、底层的开发接口等定制。日本3G运营商走在前列，其对手机的定制层面已经深入到芯片级和硬件（电路板）层面。从目前的标准到芯片，从芯片到系统，从系统到运营至少需要18个月的开发、测试周期，其中芯片厂家、设备厂家、运营商很多的测试工作属于重复测试，芯片厂家也呼吁运营商提前与
10、芯片厂家联合测试，一方面有助于缩短后续的测试环节和周期，另一方面也减少了芯片到系统以后，系统如果不适应运营商网络情况时，芯片厂家又必须反复修改芯片方案的风险。3.2 正确处理好HSPA+与LTE演进关系目前，WCDMA现网已具备14.4Mbit/s的能力，向HSPA+演进的第一步可以采用软件平滑升级，通过64QAM高阶调制，实现支持21Mbit/s能力，此方式对网络和终端要求较低，成本也不高。目前，各厂家的系统硬件基本具备了条件，软件方面已基本商用。下一步，逐步选择MIMO（28Mbit/s），或双载频（42Mbit/s），发挥双载频提升小区能力的优势和利用现网硬件及天馈升级优势，实施HSPA
11、技术低成本演进、升级。随着高阶调制，MIMO，双载波技术以及正在发展中的多载波技术的引入，HSPA+与LTE在使用相同的载频资源的前提下，其实现的频谱效率和峰值速率是具有可比性。LTE初期采用的64QAM和MIMO与HSPA+基本匹敌。而未来HSPA+会更进一步的发展多载频方向。如MIMO+4载频技术，也可以实现168Mbit/s的峰值速率。HSPA+的规范中，目前也在发展多频段双载频技术，为运营商在复用目前已有频段提供了更大的方便。HSPA+的主要优势体现在于：（1）规模化效益优势明显。全球目前有超过274个HSPA商用网络和超过3亿的用户，不少于1600款不同型号的HSPA商用终端，整个产
12、业链非常成熟。因此，网络建设和终端成本比较低。（2）HSPA+可以从现网的HSPA上进行平滑升级，并同时兼容之前的HSPA技术和已有的2G频段。因此，可以利用HSPA现有的规模化优势，成本低、快速升级，并能有效地保护原有投资和现有的用户资源。（3）全球漫游能力强。由于WCDMA/HSPA是目前全球使用最广泛的技术之一，使HSPA/HSPA+的用户相对于其它技术具有更好的漫游能力。LTE的优势主要体现在使用非对称频带和不规则带宽方面，可以支持FDD和TDD的工作模式。目前，整个LTE的产业链还处于起步发展阶段，规模化效应并不明显，相对于HSPA+而言，在终端和网络设备方面的成本会更高。对于现在已
13、经拥有的WCDMA/HSPA技术的运营商而言，HSPA+及其演进是当前最佳的升级路径和技术。从长期来看，LTE可以作为HSPA+的补充，在整个LTE产业链成熟后，如果出现极高带宽需求的应用或者当运营商获得其它频段资源，可以考虑在少量热点地区，在HSPA+的基础上部署LTE。3.3 积极跟踪LTE话音解决方案LTE引入初期只考虑数据业务，随着业务的发展，语音业务将逐渐引入。当前的LTE语音解决方案（如何在LTE网络中实现语音业务）有CS Fallback（CSFB），SR-VCC和VoLGA（在3GPP中又叫CSoEPS）3种。（1）CSFB的思路。发生语音呼叫，终端切换到3G接入网去实现，实际
14、上使用的是3G接入网，不是LTE网络；CSFB的优点是：不要求部署IMS；对现网的影响较小。缺点是：伴随系统间切换，可能会增加掉话率和时延；需要MSC支持Gs接口（目前部分运营商的网络设备没有这个接口）。（2）SR-VCC的思路。部署IMS网络和相应的应用服务器，提供语音业务。SRVCC的优点是：便于将所有业务迁移到IMS上。缺点是：需要部署IMS网络和相应的设备，并且具有支持语音的能力；需要升级MSC。（3）VoLGA（Voice over LTE via Generic Access）。是在SAE和CS之间增加网关。语音业务由CS提供。VoLGA的优点是：不需要升级现网设备；不需要部署IM
15、S网络及相关应用服务器。缺点是：需要在EPC和3G CS之间增加一个网关；标准程度慢。目前，大多数运营商倾向于第一种和第二种方案，但也需要第三种方案。4 深入研究数据型室内分布系统解决方案据统计，3G网络中室内发生的综合业务占网络所有业务的70%以上，数据业务是3G网络的主要业务，而高速数据业务一般都产生于室内，估计发生在室内的数据业务至少占数据业务总量的80%以上。2G的室内覆盖系统主要为语音覆盖服务，没有考虑网络的容量，其室内信号很多是通过室外信号覆盖的，在专门部署的室内分布系统中有70%采用了直放站，没有采用直放站的系统中，其覆盖也绝大部分没有兼顾容量。3G频段决定了3G信号传输能力差，
16、穿透能力差，采用室外覆盖室内的做法可能对很多区域都不适用，而且也会造成很多的盲区和弱区，无法满足高速数据的接入能力。无线直放站在CDMA网络中过多地使用给网络优化带来很大难度，同时由于其对上下行同时放大的原因，使得上行干扰增大，上行容量也受到比较大的影响。3G网络的部署和业务逐步的开展，打破了以往传统语音业务为主的运营方式，宽带网络为移动互联网奠定了基础，这种方式下，室内分布系统的建设不仅仅要满足语音通信的需要，更应该满足3G时代室内数据业务发展的需要。可见，室内覆盖的研究与实验是3G网络中非常重要的一个课题，其对运营商无线网络发展、业务开展、用户体验都有重要的意义。鉴于此，运营商需十分重视数据型分布系统的规划，尤其是基于不同环境与应用模型的智能自适应规划，同时要积极跟踪新的3G覆盖加数据型的室内分布系统标准、产品，只有这样，才能通过适合的室内覆盖解决方案，充分发挥W
