LTE引領(lǐng)3G向移動(dòng)寬帶演進(jìn)

　　移動(dòng)WiMAX技術(shù)的崛起打破了WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA三足鼎立的格局，使競爭進(jìn)一步升級，并加快了技術(shù)演進(jìn)的步伐。運營(yíng)商面臨著(zhù)多條技術(shù)路線(xiàn)選擇，3G＋和WiMAX技術(shù)將成為未來(lái)競爭的焦點(diǎn)。

　　隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)和寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的不斷發(fā)展和融合，能夠在移動(dòng)狀態(tài)下為用戶(hù)提供寬帶接入的寬帶無(wú)線(xiàn)移動(dòng)技術(shù)逐漸成為未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的重點(diǎn)。以3GPP、3GPP2、WiMAX三大陣營(yíng)為代表的四種技術(shù)——WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA(以下簡(jiǎn)稱(chēng)TD)和WiMAX，成為目前最具發(fā)展潛力的寬帶無(wú)線(xiàn)移動(dòng)技術(shù)。這四種技術(shù)分別制定了不同的演進(jìn)路線(xiàn)，將在未來(lái)展開(kāi)激烈競爭。

　　WCDMA：明確路線(xiàn)鞏固地位

　　WCDMA已在全球大規模商用，為了鞏固其市場(chǎng)地位，3GPP又引入了HSPA和LTE作為GSM技術(shù)體系繼WCDMA之后的演進(jìn)技術(shù)。

　　HSPA迎來(lái)商用高峰

　　HSPA是WCDMA技術(shù)的增強型技術(shù)。在3G技術(shù)標準的競爭中，WCDMA/HSPA是最大的贏(yíng)家，主要原因在于其明確的技術(shù)標準演進(jìn)路線(xiàn)、強大的產(chǎn)業(yè)鏈以及全球范圍內龐大的用戶(hù)基礎。

　　HSPA分為HSDPA(高速下行鏈路分組接入)和HSUPA(高速上行鏈路分組接入)。3GPP在Release 5版本引入下行鏈路增強技術(shù)，即HSDPA技術(shù)，可在5MHz的信道帶寬內提供最高14.4Mbps的下行數據傳輸速率。隨后，3GPP又在Release 6版本引入了上行鏈路增強技術(shù)，即HSUPA技術(shù)，可在5MHz信道帶寬內提供最高5.8Mbps的上行數據傳輸速率。作為3G演進(jìn)不可或缺的一個(gè)環(huán)節，HSPA為WCDMA向更高數據傳輸速率和更高容量升級提供了一條平穩的演進(jìn)途徑，HSPA的快速發(fā)展也帶動(dòng)了全球移動(dòng)通信市場(chǎng)向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代邁進(jìn)的步伐。

　　HSDPA商用網(wǎng)絡(luò )在2008年仍將保持較快的建設速度，商用網(wǎng)絡(luò )部署數量將基本與2007年持平。預計到2008年底，將約有240張HSDPA商用網(wǎng)絡(luò )，即將有85%以上的WCDMA商用網(wǎng)絡(luò )升級到HSDPA。

　　2007年2月，奧地利的Mobilkom開(kāi)通了全球第一個(gè)HSUPA商用網(wǎng)絡(luò )。2007年全年，全球共部署了26個(gè)HSUPA商用網(wǎng)絡(luò )。根據全球各3G運營(yíng)商的商用網(wǎng)絡(luò )部署計劃，HSUPA將在2008年迎來(lái)商用網(wǎng)絡(luò )的部署高峰，全年將部署近120個(gè)HSUPA商用網(wǎng)絡(luò )。預計到2008年底，全球累計部署的HSUPA商用網(wǎng)絡(luò )數量將達到145個(gè)，即將有近60%的HSDPA商用網(wǎng)絡(luò )升級到HSUPA。

　　HSPA的快速發(fā)展在很大程度上得益于強大的產(chǎn)業(yè)鏈支持，全球眾多主流廠(chǎng)商和運營(yíng)商都選擇了沿著(zhù)WCDMA-HSPA-LTE的技術(shù)路線(xiàn)演進(jìn)和發(fā)展，從而使HSPA能夠迅速實(shí)現產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。

　　LTE提升運營(yíng)商利潤空間

　　2004年年底，3GPP提出了3G長(cháng)期演進(jìn)計劃(3G Long Term Evolution，簡(jiǎn)稱(chēng)LTE)，目的是進(jìn)一步改進(jìn)和增強現有3G技術(shù)的性能，以應對WiMAX等新興無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)的競爭。

　　為了實(shí)現向LTE演進(jìn)的系統目標，3GPP提出了一系列新技術(shù)和實(shí)現方案，而且不考慮與現有WCDMA系統的后向兼容。LTE重新定義了空中接口和核心網(wǎng)絡(luò )，摒棄了CDMA技術(shù)而采用OFDM技術(shù)，只支持分組域，這導致LTE與已有3GPP各版本標準不兼容，現有3G網(wǎng)絡(luò )很難平滑演進(jìn)到LTE。3GPP于2008年1月通過(guò)FDD LTE地面無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )技術(shù)規范的審批，目前LTE正處于修訂階段，此后將被納入即將推出的3GPP Release 8之中。

　　LTE采用了很多原計劃用于B3G/4G的技術(shù)，如OFDM、MIMO等，因此，和現有的3G及3G+技術(shù)相比，LTE除了具有技術(shù)上的優(yōu)越性之外，也為3G技術(shù)向B3G/4G演進(jìn)提供了一個(gè)臺階，使3G向4G的演進(jìn)相對平滑。

　　LTE技術(shù)可以為運營(yíng)商帶來(lái)更大的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。LTE通過(guò)更加靈活的頻譜配置方案(1.25M～20 MHz)來(lái)提升網(wǎng)絡(luò )效率和單個(gè)基站效率，還可以通過(guò)弱化基站控制器設備實(shí)體、采用公共無(wú)線(xiàn)資源管理控制基站來(lái)簡(jiǎn)化系統結構，減少網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，從而更加有效地提供服務(wù)。同時(shí)，LTE技術(shù)也可以大幅度降低用戶(hù)每兆流量的成本，如在網(wǎng)頁(yè)瀏覽、Java游戲、音樂(lè )下載、視頻片斷的業(yè)務(wù)測試中，HSDPA的傳輸成本最低為2美分/MB，而LTE的傳輸成本最低可達到0.5美分/MB，這就大大提升了運營(yíng)商的利潤空間。

　　現在，全球最主要的移動(dòng)運營(yíng)商都已經(jīng)宣布將支持FDD LTE技術(shù)，包括Vodafone、NTT DoCoMo、Verizon、AT&T等，預計到2010年將在全球展開(kāi)商用。

　　CDMA：有望最早商用4G

　　cdma2000技術(shù)體系的演進(jìn)路線(xiàn)也已基本明確，大體可分為CDMA2000 1xEV-DO Rev.A和UMB兩個(gè)階段。

　　EV-DO Rev.A逐漸取代1X

　　為了提高CDMA2000 1X的數據傳輸速率，3GPP2推出了CDMA 1xEV-DO(也稱(chēng)HRPD-High Rate Packet Data)技術(shù)，該技術(shù)主要支持數據業(yè)務(wù)，不支持傳統語(yǔ)音業(yè)務(wù)。CDMA 1X EV-DO目前正式發(fā)布的有0版本、A版本和B版本。

　　CDMA2000 1xEV-DO Rev.A版本在1.25MHz帶寬內可以提供最高3.1Mbps的下行數據傳輸速率。相對于EV-DO Rev.0來(lái)講，EV-DO Rev.A增強了前向鏈路數據傳輸能力，針對各種實(shí)時(shí)IP業(yè)務(wù)及應用進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的設計和優(yōu)化，可以有效支持廣播、VoIP、可視電話(huà)、在線(xiàn)游戲、實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)等。在EV-DO Rev.A的基礎上，采用多載波捆綁方式進(jìn)一步提高數據速率，形成了EV-DO Rev.B標準。

　　隨著(zhù)EV-DO Rev.A技術(shù)的不斷成熟，很多沒(méi)有升級到CDMA2000 1X的運營(yíng)商選擇直接升級到EV-DO Rev.A。截至2008年6月，在已經(jīng)開(kāi)通的38個(gè)EV-DO Rev.A商用網(wǎng)絡(luò )中，有16個(gè)EV-DO Rev.A商用網(wǎng)絡(luò )是由CDMA2000 1X直接升級而來(lái)。這16個(gè)直接升級到EV-DO Rev.A的商用網(wǎng)絡(luò )大部分是在2007年下半年以后開(kāi)通的。

　　另外，2008年EV-DO Rev.0和EV-DO Rev.A商用網(wǎng)絡(luò )的部署速度明顯加快。預計2008年，EV-DO Rev.0和EV-DO Rev.A商用網(wǎng)絡(luò )的部署數量將分別為40個(gè)和50個(gè)左右，比2007年的14個(gè)和12個(gè)明顯增加。到2008年底，EV-DO Rev.0商用網(wǎng)絡(luò )數量將累計達到115個(gè)，即將有45%左右的CDMA2000 1X商用網(wǎng)絡(luò )升級到EV-DO Rev.0；EV-DO Rev.A商用網(wǎng)絡(luò )數量將累計達到65個(gè)左右。CDMA2000 1X商用網(wǎng)絡(luò )在全球的部署數量從2007年開(kāi)始明顯減少，預計在2008年仍將繼續2007年的低部署量。

　　UMB產(chǎn)業(yè)鏈有待完善

　　UMB(Ultra Mobile Broadband)是cdma2000系列標準的演進(jìn)升級版本。在CDMA2000 1xEV-DO Rev.B的標準工作基本完成之后，3GPP2開(kāi)始了CDMA2000 1xEV-DO Rev.B第二階段的工作，目標是進(jìn)一步提高系統傳輸頻譜效率，同時(shí)滿(mǎn)足運營(yíng)商對于網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)、網(wǎng)絡(luò )部署、業(yè)務(wù)融合過(guò)渡和性能方面的相關(guān)需求。2006年6月，在多家公司相關(guān)技術(shù)提案的基礎上，3GPP2會(huì )議制定和明確了EV-DO Rev.B第二階段空中接口標準的技術(shù)框架，并開(kāi)始具體的標準化工作，相應的標準被稱(chēng)為UMB標準。

　　UMB系統是以OFDMA(正交頻分復用接入)技術(shù)為基礎、專(zhuān)門(mén)針對無(wú)線(xiàn)移動(dòng)環(huán)境和實(shí)時(shí)應用而優(yōu)化的移動(dòng) 無(wú)線(xiàn)寬帶系統，它繼承了CDMA2000 1xEV-DO系統的自適應編碼調制、HARQ(物理層混合重傳)以及QoS控制機制，結合了CDMA、TDM、QOFDMA(準OFDMA)、LDPC(低密度奇偶校驗碼)等先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)引入了基于MIMO(多路輸入輸出)、SDMA(空分復用接入)和Beamforming(波束成型)等多天線(xiàn)技術(shù)，使系統可以在達到更高傳輸效率的同時(shí)，經(jīng)濟有效地支持各類(lèi)具有QoS要求的應用。通過(guò)采用這些技術(shù)，UMB系統可以全方位地提供先進(jìn)的移動(dòng)寬帶服務(wù)，并在經(jīng)濟地提供低速、低時(shí)延的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的同時(shí)，有效地提供超高速、非時(shí)延敏感的寬帶數據通信業(yè)務(wù)。此外，為支持無(wú)縫接入，UMB還支持與現有CDMA2000 1X和EV-DO進(jìn)行跨系統的無(wú)縫切換。

　　UMB代表了下一代移動(dòng)寬帶技術(shù)，它能夠在20MHz的頻帶帶寬里實(shí)現288Mbps的峰值下載速率。UMB還有望成為最先商用化的4G技術(shù)，按照CDG的預測，UMB商用系統將在2009年中期實(shí)現規模部署。不過(guò)，由于高通公司在cdma2000方面的專(zhuān)利壟斷，導致CDMA產(chǎn)業(yè)鏈不斷萎縮，給UMB的發(fā)展前景蒙上了一層陰影，到目前為止仍沒(méi)有運營(yíng)商宣布未來(lái)采用該技術(shù)。

　　TD-SCDMA：終端是短板

　　TD演進(jìn)可以分為短期演進(jìn)和長(cháng)期演進(jìn)。短期演進(jìn)主要是為支持高速數據業(yè)務(wù)提出的高速分組接入(HSPA)技術(shù)。LTE則是基于OFDM技術(shù)，下行采用OFDMA、上行采用SC-SFDMA；網(wǎng)絡(luò )結構基于“扁平”式以減少時(shí)延，以及快速自適應無(wú)線(xiàn)狀況；為了節省網(wǎng)絡(luò )資源，不采用上行宏分集技術(shù)。

　　TD分別在R5版本和R7版本中推出了HSDPA和HSUPA技術(shù)。為了達到提高下行分組數據速率和減少時(shí)延的目的，HSDPA技術(shù)采用混合自動(dòng)請求重傳(H-ARQ)、自適應調制編碼(AMC)和快速調度等技術(shù)，提供高速的下行分組數據傳輸。HSUPA采用Node B快速調度、混合自動(dòng)請求重傳(HARQ)、自適應調制編碼(AMC)等增強技術(shù)，以提高上行鏈路的速率和吞吐量，降低時(shí)延。TD在R7版本中，除HSUPA之外，另外一個(gè)重要內容就是MBMS。

　　2007年9月，HSPA+在3GPP立項，進(jìn)行可行性研究。HSPA+技術(shù)既要保持與R6版本的后向兼容性，同時(shí) 還要在5MHz帶寬下達到和LTE相仿的性能。HSPA+的內容將包含在R8版本中。

　　TD LTE技術(shù)是向4G系統演進(jìn)過(guò)程中的過(guò)渡階段。大多數的技術(shù)特點(diǎn)是用于增強系統性能的，如使用MIMO、OFDM，靈活的帶寬選擇和分布式無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )等。在20MHz的帶寬內下行峰值速率可達100Mbit/s，上行可達50Mbit/s。

　　TD/GSM雙模、HSDPA和TD-MBMS是TD終端芯片的基本功能要求。目前，TD網(wǎng)絡(luò )的HSDPA升級已經(jīng)基本完成，但仍然缺乏支持HSDPA的手機終端。截至2008年6月6日，已經(jīng)有21家終端企業(yè)的38款TD終端(包括2款TD-HSDPA數據卡)取得了工業(yè)和信息化部頒發(fā)的入網(wǎng)許可證，6家系統廠(chǎng)商取得了TD-HSDPA全系列設備入網(wǎng)許可證。

　　預計2008年末TD-HSUPA系統將取得入網(wǎng)許可，到2009年將有芯片和終端上市，而TD-HSPA+將在此后一年入網(wǎng)，2011～2012年TD-LTE將進(jìn)入實(shí)質(zhì)發(fā)展階段。

　　WiMAX：16e商用比例上升

　　在WiMAX系列標準之中，802.16d和802.16e是核心標準，但隨著(zhù)技術(shù)的演進(jìn)和標準的不斷完善，這兩大標準已經(jīng)成為不兼容的兩種技術(shù)。802.16e采用了很多先進(jìn)技術(shù)來(lái)獲得高數據速率，包括OFDMA、先進(jìn)編碼技術(shù)CTC、自適應編碼和調制AMC、混合自動(dòng)重傳請求HARQ、自適應波束成型、時(shí)空碼STC以及MIMO(多入多出)等技術(shù)。802.16e可以使用不同的載波帶寬，從1.75M～20MHz不等，例如：在10 MHz載波帶寬下，單用戶(hù)速率可以達到30 Mbit/s，可以支持120km/h的移動(dòng)速度。

　　802.16e不僅具備802.16d的性能，而且具備移動(dòng)、切換等功能，支持多種業(yè)務(wù)和應用。從應用場(chǎng)景和范圍來(lái)看，802.16e更為廣泛。因此，802.16e將成為WiMAX標準的主流，甚至會(huì )用于固定接入。

　　2007年10月19日，在瑞士日內瓦舉行的無(wú)線(xiàn)通信全體會(huì )議上，移動(dòng)WiMAX標準正式成為IMT-2000標準族的一員，為WiMAX解決了全球統一頻率問(wèn)題，有利于其在全球范圍內推廣。目前，WiMAX論壇正在全力推動(dòng)移動(dòng)WiMAX設備的認證和商用化。移動(dòng)WiMAX的芯片已經(jīng)基本準備就緒，基站和終端設備也在加緊研發(fā)，移動(dòng)WiMAX產(chǎn)業(yè)鏈已基本成熟。

　　截至2008年3月底，全球共有175個(gè)WiMAX商用網(wǎng)絡(luò )，36家運營(yíng)商正在進(jìn)行測試，另外還有25家運營(yíng)商計劃引入WiMAX技術(shù)。在236個(gè)在建或者計劃建設的網(wǎng)絡(luò )中，使用802.16e標準的占35%，802.16d標準占45%，專(zhuān)有技術(shù)占20%。其中，專(zhuān)有技術(shù)是指在WiMAX技術(shù)之前、非標準化的寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，如FLASH-OFDM等。盡管目前802.16d標準仍占多數，但使用該技術(shù)的新增網(wǎng)絡(luò )已開(kāi)始減少，802.16e網(wǎng)絡(luò )則迅速增加，很多運營(yíng)商都計劃將網(wǎng)絡(luò )升級到802.16e標準。預計到2008年下半年，802.16e網(wǎng)絡(luò )將占據主導地位。

　　隨著(zhù)802.16d和802.16e技術(shù)逐漸走向商用，IEEE 802.16工作組開(kāi)始研究WiMAX下一步演進(jìn)路線(xiàn)，為此成立了802.16m工作組，并于2006年底獲得IEEE的正式批準。802.16m的目標是成為下一代移動(dòng)通信技術(shù)，以及ITU 即將討論的IMT-Advanced標準之一，傳輸目標是固定狀態(tài)下傳輸速率達到1Gbps，移動(dòng)狀態(tài)下達到100Mbps。

　　LTE將成為主流

　　移動(dòng)化和寬帶化是寬帶無(wú)線(xiàn)移動(dòng)技術(shù)的兩大特點(diǎn)，未來(lái)將有多種技術(shù)在這一領(lǐng)域展開(kāi)競爭。

　　WCDMA和cdma2000已在全球實(shí)現規模商用，并分別向HSPA和EV-DO Rev.A演進(jìn)，引領(lǐng)全球移動(dòng)通信市場(chǎng)進(jìn)入寬帶時(shí)代。TD也在國內進(jìn)行了擴大規模網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用試驗，為最后商用作準備，而上海、廣州等地的TD網(wǎng)絡(luò )正在向HSDPA升級，預計2008年年底將正式商用。

　　2007年，WiMAX正式成為第三代移動(dòng)通信標準，打破了WCDMA、cdma2000和TD三足鼎立的競爭格局，以WiMAX為代表的各種新型寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)的加速發(fā)展，正在不斷沖擊著(zhù)傳統蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)的市場(chǎng)主導地位，使移動(dòng)通信市場(chǎng)的競爭更加激烈。802.16e的下一代演進(jìn)技術(shù)802.16m與LTE+和UMB一樣，將角逐IMT-Advanced標準，屆時(shí)寬帶無(wú)線(xiàn)移動(dòng)領(lǐng)域的競爭將更加激烈。

　　移動(dòng)WiMAX技術(shù)的迅速崛起促使3G陣營(yíng)加快了技術(shù)升級和演進(jìn)的步伐，3G+技術(shù)和WiMAX技術(shù)將成為未來(lái)寬帶無(wú)線(xiàn)移動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的焦點(diǎn)。

　　由于技術(shù)競爭激烈，運營(yíng)商可選擇的技術(shù)路線(xiàn)將更加多元化。

　　GSM/TDMA運營(yíng)商專(zhuān)注于HSPA及LTE，但不同運營(yíng)商采取的技術(shù)策略將會(huì )有所區別。例如，T-Mobile積極推動(dòng)LTE的產(chǎn)業(yè)化，不計劃對3G進(jìn)行大的投入，而Vodafone在3G已有巨大投資，必須充分發(fā)揮其效益，對LTE的時(shí)間表則不太急迫。

　　由于CDMA整體產(chǎn)業(yè)規模的縮小，CDMA運營(yíng)商出現了多種技術(shù)路線(xiàn)，有的運營(yíng)商選擇LTE或UMB，也有部分運營(yíng)商轉向WiMAX，例如美國的Verizon宣布采用LTE技術(shù)，而日本的KDDI、美國的Sprint Nextel則選擇了移動(dòng)WiMAX。

　　寬帶無(wú)線(xiàn)移動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的三大陣營(yíng)中，cdma2000的演進(jìn)技術(shù)UMB還沒(méi)有獲得主流運營(yíng)商的支持，而LTE陣營(yíng)已經(jīng)得到Vodafone、Verizon、AT&T等國際主要移動(dòng)運營(yíng)商的支持，因此，未來(lái)在寬帶無(wú)線(xiàn)移動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，LTE將成為FDD領(lǐng)域的主流技術(shù)，并占據移動(dòng)市場(chǎng)的大部分份額，而TD LTE和WiMAX將引領(lǐng)TDD進(jìn)一步向前演進(jìn)。