LTE技术热点分析

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LTE技术需求与目标
    为应对WiMAX等新兴无线宽带技术的竞争，以及进一步改进和增强现有3G技术以提高3G技术在宽带无线接入市场的竞争力，2004年年底，3GPP提出了3G长期演进－－3G LTE(Long TermEvolution)计划。
    LTE的技术目标可以概括为：
    ●容量提升：在20MHz带宽下，下行峰值速率达到100 Mbit/s，上行峰值速率达到50 Mbit/s。频谱利用率达到3GPP R6规划值的2～4倍；
    ●覆盖增强：提高“小区边缘比特率”，在5km区域满足最优容量，30km区域轻微下降，并支持100km的覆盖半径；
    ●移动性提高：O～15km／h性能最优，15～120 km／h高性能，支持120～350 km／h，甚至在某些频段支持500km／h；
    ●质量优化：在RAN用户面的时延小于10ms，控制面的时延小于100ms；
    ●服务内容综合多样化：提供高性能的广播业务MBMS，提高实时业务支持能力，并使VolP达到UTRAN电路域性能。
    ●运维成本降低：采用扁平化架构，可以降低CAPEX和OPEX，并降低从R6 UTRA空口和网络架构演进的成本；
    为达到以上目标和要求，3GPP提出了一系列新技术和实现方案，并不重点考虑与现有的WCDMA系统的后向兼容。其主要技术实现方案包括：
     ●简化系统结构，在RAN的结构方面提出了弱化基站控制器设备实体、采用公共无线资源管理控制基站等概念；
     ●改进QoS和链路层技术支持；
     ●使用自适应多层OFDM(AML-OFDM)技术作为新的无线接口技术；
     ●高级多天线方案等。
    从表1可以看出，LTE不仅能够大幅度提升现有3G技术的性能，还可以在与WiMAX技术的竞争中占据性能上的优势。同时，LTE技术可以完全支持现有3G业务，极大提升用户剥移动通信业务的体验。

表1　LTE与其他技术特点的比较

    但由于LTE重新定义了空中接口和核心网络，摈弃了CDMA技术而采用OFI)M技术，只支持PS域等，使得LTE与已有3GPP各版本标准不兼容，导致现有3G网络很难平滑演进到LTE。

    总体上看，3G LTE计划极大的改善了目前3G技术的数据业务能力，使得3G技术在今后十年内能够保持对其他无线技术的竞争优势。

LTE的标准化动态

    自2004年底启动LTE项日以来，3GPI，全力推进，仅半年就制订完成了技术要求报告。按照3GPP的计划，2006年6月完成研究阶段(Study ltern)工作，2007年完成制订核心技术规范，最早将于2009年～2010年实现商用(图1)。

图1　3GPP LTE的预定工作阶段

    由于3GPP组织成员在核心技术标准的选择以及网络演进思路上存在争议，原定于2006年6月启动的LTE核心技术规范标准的制订阶段(Work Item)延期到2006年9月。到2007年3月，3GPP已经完成Work Item第2阶段(Stage 2)的踟议。按照目前的T作进展情况，3GPP将于2007年9月最终完成Work Item第3阶段(Stage 3)协议，测试规范将于2008年3月完成，正式商用时间将在2010年左右(图2)。

图2　3GPP目前的标准工作阶段

    此外，为了让3G增强型技术能够较平滑地演进到LTE，不少运营商和没备厂商还提出在HSDPA、HSUPA和LTE之间提供一个中间过渡方案HSPA+，并已于2006年12月完成阶段性的技术研究。由于启动较晚，其整体标准制订进度落后于LTE。

现有3G技术向LTE演进的路线

    随着LTE标准化工作的不断推进，业界也提出了WCDMA、TD-SCDMA等现有3G技术标准向LTE演进的明确路线。

    1．WCDMA→LTE演进路线

    从WCDMA向LTE的演进，首先是实现HSDPA(P1)，上行和下行速率分别达到1.8Mbit／s和3.6Mbit／s。HSDPA(P1)技术已经在2005年开始商用，2006年开始进入大规模商用部署阶段；其后是实现HSDPA(P2)和HSUPA，上行和下行速率分别达到8Mhit／s和14.4Mbit／s，商用时间将在2007年～2008年。1tSPA+是HSDPA(P2)和HSUPA技术向LTE的中间过渡方案，其上行和下行速率分别达到10Mbit／s和40Mbit／s，并开始采用OFDM技术。其商用时间将在2008～2010年之间。最后从HSPA+演进到LTE(图3)。

图3　3G技术向LTE演进的路线图

    2．TD-SCDMA→LTE演进路线

    从TD-SCDMA向LTE的演进，首先足在TD-SCDMA的基础上采用单载波的HSDPA技术，速率达到2.8Mbit／s；其后采用多载波的HSDPA，速率达到7.2Mbit／s；到HSPA+阶段，速率将超过10Mbit／s，并继续逐步提高它的上行接入能力。最终在2010年之后，从HSPA+演进到LTE。

    业界对于演进路线还存在一些争议，主要的争议点在于是否需要经历HSPA+这样一个阶段来过渡到LTE。有一部分厂商认为可以不必经历HSPA+，直接从HSPA升级到LTE。

LTE技术对未来通信市场的影响

    LTE技术将大大提升用户对移动通信业务的体验，为运营商带来更多的技术和成本优势。同时，LTE技术的出现还巩固了传统蜂窝移动技术的主导地位。此外，通过广泛采用OFDM、MIMO等新技术，LTE也将有助于改善目前通信产业的IPR格局。

    1．LTE技术将大大提升用户对移动通信业务的体验

    由于具有更高的传输速率、更低的延迟率和更好的移动性等优势，LTE能够大幅度提升用户对新业务的体验，同时帮助运营商捉供更多的、对用户更具有吸引力的业务(图4)。

图4　LTE技术带来的新业务应用

    此外，采用LTE技术也将使现有移动通信业务的QoS提升，稳定性增强，支持更多用户使用。通过部署采用LTE技术，那些此前由于网络技术能力限制而只能面向高端市场的业务，如整首音乐下载、视频电话、移动导航、移动游戏等业务将可以逐步向大众用户普及，为更广泛的用户带来更好的业务使用体验。

    2．LTE为运营商带来更大的技术优势和成本优势

    LTE技术可以为运营商带来更大的技术优势和经济优势。LTE可以通过更加灵活的频谱配置方案(1.25～20MHz)来提升网络效率和单个基站效率，还可以通过弱化基站控制器设备实体、采用公共无线资源管理控制基站来简化系统结构．减少网络节点，从而更加有效地提供服务；同时，LTE技术也可以大幅度降低用户每兆流量的成本，如在网页浏览、Java游戏、音乐下载、视频片断的业务测试中，HSDPA的传输成本最低为0.02美元／MB，而LTE的传输成本最低可达到0.005美元／MB。这就大大提升了运营商的利润空间(表2)。

表2　LTE与其他技术传输成本的比较

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业务		样本要求	各项技术的传输成本（美元）
			GPRS	EDGE	WCDMA	HSDPA	LTE
下载类	网页浏览	4MB	1.66	0.55	0.28	0.09	0.02
	Java游戏	1MB	0.42	0.14	0.07	0.02	0.005
	音乐下载	5MB	2.08	0.69	0.35	0.11	0.04
	视频片断	10MB	4.15	1.38	0.69	0.22	0.009
流媒体类	高质量视频（每分钟）	128Kbps	3.19	1.06	0.53	0.17	0.05