【无线射频通信】-通往LTE的三种策略选择

----宋停云与您分享--------宋停云与您分享----通往LTE的三种策略选择一、LTE的进展步伐加快

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，并是将来4G的一项主要候选技术。已经表示采纳LTE的公司有英国沃达丰、德国T-Mobile，NTTDoCoMo与KDDI，韩国SKT，ATT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2023年巴塞罗那的移动世界大会上表示，将携手英国沃达丰、VerizonWireless加入LTE的技术测试。

为了满意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的运营商也打算改用LTE。面对这样的大环境，CDMA进展组织(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标准的乐观推动者，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、三星三个公司领先提出的方案。2023年6月，3GPP2制定和明确了UMB空中接口标准的技术框架并开头详细的标准化工作。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2023年底基本完成。新版本规定，在20MHz带宽状况下，下行链路采纳0FDM，峰值速率可高达326Mbit／s。上行链路采纳单载波频分多址(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网络部署中积累的很多阅历，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。2023年10月在香港进行的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2023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的力量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2x2MIM0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4x4MIM0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。测试结果还满意了3GPP对空中接口10ms的时延要求，20ms端到端及掌握面100ms的时延要求。

LTE的进程比原来提前了，但这并不等于LTE立刻要大量部署，其标准化工作还在进行之中。除了在和预备在2023年进行少量早期部署以外，普遍认为，在2023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2023年之前没有可能供应。一些设备供应商已经声称，2023年就会预备好LTE的硬件设备。NSN方案在2023年末向欧洲、亚洲和北美10个以上的主要移动运营商供应为LTE预备的基站硬件，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产品商用路标和方案：2023年至2023年上半年进行LTE的试验室试验和外场测试，2023年实现商用，2023年估计推出商用TD-LTE产品。我国华为方案在2023年推出多制式基站的LTE商用产品，并建立第一个试验局，2023年开头商用。LTE终端芯片估计在2023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2023年投入商用。所以，2023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很多因素。诸如运营商的网络结构、对高数据容量和峰值数据速率的详细市场需求、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。

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。实行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10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64QAM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21Mbit／s和11Mbit／s。

HSPA+还有一些平常不大引人留意的特点，例如CPC(连续分组连接)，有可能使VoIP的容量加倍，并节约设备功耗。增加的小区FACH(前向接入掌握信道)，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MIM0那么明显，但它们的确能增加系统的性能。

实行这种选择虽然比较稳妥，但考虑的过渡周期必需相对较长，否则作二次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2x2MIM0，但这要求对天线和放射机作一些硬件转变。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看。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SierraWireless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，明确表示先进展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+。新西兰电信也预备部署HSPA+。马来西亚的移动运营商MaxisCommunications也对这种选择进行了仔细的评估。

三、尽快直接跳到LTE

2023年，在3G大规模商用和移动互联网蓬勃进展的驱动下，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，若移动数据业务连续向大众市场渗透，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还面临严峻的掩盖问题。由于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需投入比引入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，有些运营商或许会实行跳过HSPA+，尽早采纳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，同时亦可避开小区分裂，进行额外。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2．6GHz的新频谱，也可以通过重新安排900／1800MHz频谱来实现这一策略，应视各自的状况而定。

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许多。除了数据市场需求、HSPA+的舍取、LTE的成熟性等因素之外，还有一个必需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频段上重新安排。

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2．6GHz有望给LTE使用，迄今已经有11个监管部门方案在2009年末之前拍卖2．6GHz频谱，但当前并没有一个大家都感爱好的频段供LTE使用。另外，在安排新频谱时，还需处理好拿出多少来安排的问题。目前的3G网络是以5MHz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殊有利，并且能使运营商通过对2G频谱的重新安排来部署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，加上由引发的全球，都会促使有些运营商实行观望等待的态度。

表1是HSPA+与LTE在某些方面的简洁比较。总的看，向LTE升级的优点非常明显，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敏捷