深度分析:通往LTE的三种策略选择

网络 无线技术
先从HSPA向HSPA+演进,然后再向LTE演进。这是一种比较稳妥的选择。采取这种选择的运营商主要考虑到LTE可能会比预期来得更晚,认为LTE变成主流技术至少需要5到1 0年时间。

一、LTE的发展步伐加快

在移动WiMAX出台的压力下,由3GPP推出的LTE现已成为从3G向4G演进的主流技术,并是未来4G的一项主要候选技术。已经表示采用LTE的公司有英国沃达丰、德国T-Mobile,日本NTT DoCoMo与KDDI,韩国SKT,美国AT&T和Verizon,加拿大Bell及新西兰电信等。我国三大运营商也在其中。中国移动在2008年巴塞罗那的移动世界大会上表示,将携手英国沃达丰、美国Verizon Wireless加入LTE的技术测试。

为了满足日渐增长的无线数据市场需求及更好地与WiMAX开展竞争,移动运营商都在大声疾呼LTE快上,连原来使用CDMA的运营商也决定改用LTE。面对这样的大环境,CDMA发展组织(CDG)已正式放弃由3GPP2主导的另一4G候选技术,即超移动宽带(UMB),而转向LTE。最老牌的CDMA设备制造商阿尔卡特朗讯成为LTE标准的积极推动者,加入爱立信、诺基亚西门子、华为等LTE主要开发商行列。力挺UMB的芯片制造商高通公司近日也宣布停止对该技术的研发。公司将专注于LTE的开发,将与诺基亚、索尼爱立信等手机厂商加大合作力度。

UMB技术是由阿尔卡特朗讯、北电、三星三个公司率先提出的方案。2006年6月,3GPP2制定和明确了UMB空中接口标准的技术框架并开始具体的标准化工作。UMB是以0FDMA技术为基础的移动无线宽带系统,并继承了D0系统的一些先进技术,同时引入了基于MIM0,空分多址(SDMA)、波束赋形等多天线技术。UMB在20MHz带宽中,可实现下行方向最大288Mbit/s,上行方向最大75Mbit/s的数据速率。在市场的巨大压力下,UMB半路退出,让CDMA阵营融入主流标准是一种更为明智的选择,尤其是在当前全球陷入金融危机的形势下。

LTE使用与WiMAX及UMB相同的基本技术:0FDM和MIN0。迄今,LTE标准化工作进展良好,LTE版本8标准于2008年底基本完成。新版本规定,在20MHz带宽情况下,下行链路采用0FDM,峰值速率可高达326Mbit/s。上行链路采用单载波频分多址(SC-FDMA)技术,峰值速率可高达86Mbit/s。全IP网络架构可使时延低于10ms,将明显改善用户体验。

由于LTE可以利用WiMAX网络部署中积累的许多经验,再加上市场与竞争的压力,其试验与商用步伐必将加速。实际上,LTE现在的进度已经提前,不负众望地从纸上谈兵转入初期试验阶段。2008年10月在香港举行的HSPA/LTE会议上,长期演进/系统架构演进(LTE/SAE)试验行动(LSTI)组织正式宣称,LTE正在进行现场试验,把理论变成现实。LSTI创立于2007年5月,目前包括21家设备供应商和8家运营商,旨在验证LTE/SAE的能力和促进互操作性的建立,使LTE尽快进入市场。

初期试验表明,LTE的性能已经超越3GPP提出的技术要求,在使用2x2 MIM0的车辆行驶测试中,现场下行峰值速率达到154Mbit/s。在另一使用4x4 MIM0的测试中,下行峰值速率接近250Mbit/s。在外部条件,例如用户之间的RF条件和应用开销发生变化时,LTE的吞吐量损失不多。测试结果还满足了3GPP对空中接口10ms的时延要求,20ms端到端及控制面100ms的时延要求。

LTE的进程比原来提前了,但这并不等于LTE马上要大量部署,其标准化工作还在进行之中。除了在美国和日本准备在2010年进行少量早期部署以外,普遍认为,在2011年之前不会看到规模性的LTE商用部署。但这并不是说LTE设备在2011年之前没有可能提供。一些设备供应商已经声称,2009年就会准备好LTE的硬件设备。NSN计划在2008年末向欧洲、亚洲和北美10个以上的主要移动运营商提供为LTE准备的基站硬件,并承诺以后实现标准化的LTE只是软件升级而已。摩托罗拉近日演示了业内首次700MHz频段LTE空中接口数据通话,并公布其LTE产品商用路标和计划:2008年至2009年上半年进行LTE的实验室试验和外场测试,2009年实现商用,2010年预计推出商用TD-LTE产品。我国华为计划在2009年推出多制式基站的LTE商用产品,并建立第一个实验局,2010年开始商用。LTE终端芯片预计在2009年推出,Sandbridge技术公司和高通公司都有这样的表示。另据报道,Verizon的第一批LTE网络将于2010年投入商用。所以,2009年对LTE而言是很关键的一年。

至此,全球关于后3G的技术走向已经聚集于LTE。多数移动运营商承诺,在某一阶段将推出LTE,但通往LTE之路实际上不止一条,选择哪一条路取决于许多因素。诸如运营商的网络结构、对高数据容量和峰值数据速率的具体市场需求、可获得的频谱许可证以及随LTE引入时间与策略而变的管制环境等。目前来看,如何通往LTE,运营商可能有三种选择。一是按部就班,从HSPA向LTE逐步演进;二是跨越一步,直接跳到LTE;三是观望等待,适时出手。#p#

二、从HSPA向LTE演进

先从HSPA向HSPA+演进,然后再向LTE演进。这是一种比较稳妥的选择。采取这种选择的运营商主要考虑到LTE可能会比预期来得更晚,认为LTE变成主流技术至少需要5到1 0年时间。但是,面临日益增长的无线数据业务,不能坐等。所以,先从HSPA向HSPA+演进,把速率提高到21Mbit/s左右,并加以充分利用,不失为一种比较稳妥的选择。

从标准的角度看,HSPA+的版本7和版本8都已标准化,并与现有基础设施后向兼容,不像目前的LTE还没有完全标准化。版本8的HSPA+已具备诸如6 4 QAM和MIM0的技术特点(版本7没有),而且HSPA+不要求新的频谱或全新的设备,主要是软件升级,对现有的系统架构不需要有较大改动。而LTE的设备初始成本则较高,从性能方面看,HSPA+也不错。在小区信噪比很好的条件下,其高阶调制(HOM)技术可以把下行峰值速率提高50%,上行提高100%,分别高达21Mbi t/s和11Mbi t/s。

HSPA+还有一些平时不大引人注意的特点,例如CPC(连续分组连接),有可能使VoIP的容量加倍,并节省设备功耗。增强的小区FACH(前向接入控制信道),能把FACH的数据速率提高到大于1Mbit/s。对下行链路的2层优化,能提高有效的数据吞吐量。虽然这些特点不如MIMO那么明显,但它们确实能增强系统的性能。

采取这种选择虽然比较稳妥,但考虑的过渡周期必须相对较长,否则作二次投资是否值得就是问题了。另外,对HSPA+也需要加以更细的考察。例如,理论上HSPA+也可支持2x2 MIM0,但这要求对天线和发射机作一些硬件改变。况且,目前还没有进行过广泛的现场测试。至今所看到的MIMO性能结果都是基于仿真或极有限范围内的试验。MIM0的真正性能需要在宏小区的环境内予以测试观察。又如,终端设备的可获性也是一个问题。为了支持HSPA+需要新的芯片,但目前业界对此反响不大。只有Sierra Wireless最近声称,它将与Telstra,Qualcomm及Ericsson合作,为TelStra的NextG网络开发HSPA+终端。

目前,明确表示先发展HSPA+,后向LTE演进的移动运营商有澳大利亚的TelStra,它已经为它的NextG业务部署了HSPA+。新西兰电信也准备部署HSPA+。马来西亚的移动运营商Maxis Communications也对这种选择进行了认真的评估。

三、尽快直接跳到LTE

2007年,在3G大规模商用和移动互联网蓬勃发展的驱动下,多数移动运营商声称,其无线数据业务增加了6到14倍。有些运营商感到,若移动数据业务继续向大众市场渗透,3.5G网络将难以支持,HSPA向HSFA+的升级也不足以应对在全球3G网络上的大量无线数据流,即便HSPA+终端可大量供应也无济于事。

何况,HSFA还面临严重的覆盖问题。因为随着数据用途的日益增多,原来的小区吞吐量不够大,迫使移动运营商不得不通过小区分裂来处理急剧增加的负荷。甚至连原来为话音和低速数据设计的回传网络也不敷使用。这意味着移动运营商必须投入比引入MIM0多得多的资金来进行小区分裂和网络升级,以应对日益增长的数据需求,而回传网和核心网的升级成本都是很高的。

所以,有些运营商也许会采取跳过HSPA+,尽早采用LTE的比较激进的做法。一方面,可以尽早地把数据量很大的笔记本电脑用户转移到LTE上去,以获得竞争优势,同时亦可避免小区分裂,进行额外投资。对新兴市场上的2G移动运营商而言,直接向LTE过渡的策略也是一种可取的选择。它们既可以利用2.6 GHz的新频谱,也可以通过重新分配900/1800MHz频谱来实现这一策略,应视各自的情况而定。#p#

四、观望等待 适时出手

如前所述,运营商在规划其LTE过渡策略时需考虑的因素很多。除了数据市场需求、HSPA+的舍取、LTE的成熟性等因素之外,还有一个必须考虑的问题是频谱的可获性。运营商需要监管部门明确,哪个频谱可供LTE使用,是新的频段,还是在2G频段上重新分配。

然而,目前全球没有几个监管部门已经明确LTE的使用频率。为了使LTE与3.5G,3G及2G一样能够支持漫游,需要对LTE的频段进行全球协调。虽然2.6 GHz有望给LTE使用,迄今已经有11个监管部门计划在2 009年末之前拍卖2.6 GHz频谱,但当前并没有一个大家都感兴趣的频段供LTE使用。另外,在分配新频谱时,还需处理好拿出多少来分配的问题。目前的3G网络是以5 MHz信道工作的,而LTE可以工作在1.4MHz这么窄的信道内。这对拿不到5MHz频谱的移动运营商来说特别有利,并且能使运营商通过对2G频谱的重新分配来部署LTE,在较小的频段内获得较高的效率。但也有人认为,LTE只有在信道带宽达到l0MHz到20MHz时,其性能才会超越HSPA+。

所以,目前尚未明朗的频谱问题,加上由美国引发的全球金融危机,都会促使有些运营商采取观望等待的态度。

表1是HSPA+与LTE在某些方面的简单比较。总的看,向LTE升级的优点十分明显,包括高吞吐量、低时延、每兆比特成本低、频谱使用优化以及带宽范围大而灵活等,是一致看好的目标。目前,进度虽然有所提前,但其投放市场的时间至少比HSPA+晚两年。故而从HSPA一步步演进相对于直接向LTE演进更显稳妥,初期的资本支出亦比较小,或许不少运营商会选择这么做。但这并不意味着不能直接向LTE演进。究竟以何时引入LTE为好,应视每个国家的情况而定。影响因素很多,关键是运营商必须充分了解自己的事业情况,在正确的时间作出正确的抉择与投资。

表1 HSPA+与LTE的比较

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  1. LTE:运营商的必然选择
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责任编辑:许凤丽 来源: IT专家网论坛
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