LTE的發(fā)展前景及其帶來的變革
竇沛沛 2011/10/19
近年來,寬帶接入技術(shù)的發(fā)展給傳統(tǒng)的移動(dòng)通信帶來了挑戰(zhàn),“寬帶接入移動(dòng)化”和“移動(dòng)通信寬帶化”是通信發(fā)展必然趨勢。2004年以來,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織就致力于下一代移動(dòng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作,希望下一代移動(dòng)通信能與寬帶接入技術(shù)互相融合,向?qū)拵Щ、?shù)據(jù)化、分組化方向發(fā)展。
3G系統(tǒng)的演進(jìn)
目前,后3G有兩個(gè)主要流派,一個(gè)是3GPP支持的WCDMA及TD-SCDMA技術(shù),從HSDPA到HSUPA,進(jìn)而演進(jìn)至HSPA+,最終演進(jìn)到LTE和LTEAdvanced;另一個(gè)流派是3GPP2支持的CDMA2000,沿著EV-DOReVA、ReVB,最終至UMB;另外,還有一個(gè)就是目前已被IEEE批準(zhǔn)的基于802.16m協(xié)議的WiMAX路線,后續(xù)演進(jìn)為MOBILEWiMAX。他們均有可能被ITU定為4G標(biāo)準(zhǔn),但被絕大多數(shù)通信運(yùn)營商所青睞的是LTE系統(tǒng),目前有兩種模式,一個(gè)是WCDMA的后續(xù)LTE-FDD,另一個(gè)是我國自主知識產(chǎn)權(quán)TD-SCDMA的后續(xù)TD-LTE,全面后相兼容TD-SCDMA。
LTE的關(guān)鍵技術(shù)
LTE系統(tǒng)主要采用了幾項(xiàng)全面增強(qiáng)的關(guān)鍵技術(shù):一是基于OFDM的下行多址和基于SC-FDMA的上行多址技術(shù),將高速數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成低速子數(shù)據(jù)流,分別調(diào)制到傳輸速率相對較低的若干個(gè)相互正交的子信道中進(jìn)行并行傳輸;二是采用了MIMO技術(shù),它是802.11n協(xié)議的核心技術(shù),LTE系統(tǒng)中采用了下行2×2(最多4×4)、上行1×2的天線配置(理論上多天線傳輸?shù)娜萘繎?yīng)線性增加),利用了多空間通道傳送和接收數(shù)據(jù),提高了信道容量和頻譜利用率,而且更易于在采用OFDM技術(shù)的系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn);三是采用鏈路自適應(yīng)技術(shù)AMC,自適應(yīng)地調(diào)制和編碼,提高系統(tǒng)的有效性和可靠性;另外,LTE系統(tǒng)還采用了無線資源調(diào)度技術(shù)、混合自動(dòng)重傳請求技術(shù)、小區(qū)間干擾抑制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)等等。值得一提的是LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也發(fā)生了重大變化,具備RNC功能的eNB直接接入EPC,簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。
LTE的發(fā)展前景
LTE于2008年底被3GPP正式發(fā)布,基于一系列全新的技術(shù),其目標(biāo)是在20MHz的帶寬上提供下行100Mbps,上行50Mbps的傳輸速率,支持100Km的覆蓋半徑,支持120-350km/h的高速移動(dòng),并具有控制面小于100ms,用戶面小于5ms的超短時(shí)延,同時(shí)提供綜合多樣化的服務(wù)內(nèi)容并降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本。當(dāng)然,除了自身先進(jìn)的技術(shù)外,LTE未來的發(fā)展及應(yīng)用,主要還取決于通信運(yùn)營商的選擇。
移動(dòng)通信業(yè)的飛速發(fā)展使得運(yùn)營商規(guī)模、實(shí)力不斷增強(qiáng),使其在技術(shù)路線的選擇上有絕對的話語權(quán),在選擇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)他們考慮更多的是三點(diǎn):一是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,除了滿足用戶對速度和質(zhì)量的需求,網(wǎng)絡(luò)還需非常穩(wěn)定,能提供24小時(shí)不間斷服務(wù);二是運(yùn)營成本,提供寬帶服務(wù)的同時(shí)降低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的每比特成本,使得運(yùn)營商在競爭中有一定的優(yōu)勢;三是網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展及兼容性,包括對設(shè)備的上下兼容,網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通和國際漫游等。UMB性能較高,但高通公司高額的專利費(fèi)和僅適用于CDMA2000體系限制了其未來的發(fā)展,WiMAX仍處于發(fā)展階段,在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面有一定優(yōu)勢,但在移動(dòng)通信方面處于弱勢,運(yùn)營商需要耗費(fèi)巨資才能建立起一個(gè)新的WiMAX網(wǎng)絡(luò)。相對于前兩者,LTE平滑的演進(jìn)、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力及高效的QoS保障,加之全I(xiàn)P的扁平架構(gòu)降低了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度,減少了運(yùn)營商的維護(hù)成本,成為運(yùn)營商面向下一代移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)的主流選擇。
VoIP軟件供應(yīng)商BroadSoft公司6月底發(fā)布的一項(xiàng)研究顯示全球有半數(shù)的移動(dòng)通信運(yùn)營商正在部署或試驗(yàn)LTE網(wǎng)絡(luò),美國的AT&T、英國Vodafone、日本NTTDoCoMo等大型運(yùn)營商早已經(jīng)不同程度的部署了LTE網(wǎng)絡(luò)。LTE產(chǎn)業(yè)鏈也在迅速發(fā)展,愛立信、華為等設(shè)備生產(chǎn)商都加大了LTE產(chǎn)品的研發(fā)力度。在我國,TD-LTE也從上海世博會起航,中國移動(dòng)已在全國7大城市開始了商用之前的規(guī)模試網(wǎng)工作。
LTE帶來的變革
傳統(tǒng)的2G/3G不會受太大影響
首先,從網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)實(shí)際,3G網(wǎng)絡(luò)疊加在2G網(wǎng)絡(luò)上建設(shè),不僅彌補(bǔ)了其在覆蓋方面的不足,而且承擔(dān)了2G網(wǎng)絡(luò)部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。同樣,LTE的建設(shè)也將會十分依賴于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),并以現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行布局;其次,LTE和3G的發(fā)展模式都是以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主,LTE已經(jīng)完全放棄電路交換而采用分組交換方式,這就決定了承載話音業(yè)務(wù)的仍然并且永久可能是GSM網(wǎng)絡(luò),第三,網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)容使得網(wǎng)間干擾增多,網(wǎng)優(yōu)難度加大,必然會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降,這樣就勢必會影響到應(yīng)用最為廣泛的語音業(yè)務(wù)。因此可以說,短期內(nèi)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不會因?yàn)樾碌木W(wǎng)絡(luò)建設(shè)而受到很大影響。長遠(yuǎn)來說未來也很有可能出現(xiàn)三張網(wǎng)絡(luò):GSM承載語音或低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、3G網(wǎng)絡(luò)承載中等速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和部分語音業(yè)務(wù),LTE承載高速率數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)。
云技術(shù)將取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,并帶動(dòng)一系列產(chǎn)業(yè)
云技術(shù)正在成為計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個(gè)新的熱點(diǎn),它采取簡單的服務(wù)器-客戶端模式,用戶手中的客戶端通過網(wǎng)絡(luò)獲取全部資源,包括服務(wù)器的計(jì)算資源和數(shù)據(jù)存儲資源,從目前的發(fā)展來說,云技術(shù)的瓶頸在于網(wǎng)絡(luò),而LTE所能提供高速率、低時(shí)延的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)正好有利于解決這個(gè)問題,而且作為提供網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)的最大收益者-通信運(yùn)營商將會積極推進(jìn)云技術(shù)的發(fā)展。同時(shí),云技術(shù)的推廣也會反作用于網(wǎng)絡(luò),首先是帶動(dòng)網(wǎng)絡(luò)容量的快速增長,帶動(dòng)IPv6產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使得過去受到IPv4協(xié)議技術(shù)限制的業(yè)務(wù)得到大規(guī)模開展,比如移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、VoIP技術(shù)等等;其次是帶動(dòng)了終端設(shè)備的一場變革,云終端不再需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,而需要強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)處理能力,對傳統(tǒng)的芯片生產(chǎn)廠商可能影響較大。
VoIP將更為廣泛應(yīng)用
VoIP我們已不再陌生,它將模擬的話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,并以數(shù)據(jù)包的形式在IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸,在連接固話網(wǎng)并支付一定費(fèi)用后還可以與固定、移動(dòng)電話進(jìn)行通話,其最大優(yōu)勢就是成本低廉,基于Internet的網(wǎng)絡(luò)通話幾乎零成本,但是其通話質(zhì)量受網(wǎng)絡(luò)的影響很大,對QoS要求很高,LTE網(wǎng)絡(luò)的高速率和低時(shí)延幾乎可以保證用戶與固化網(wǎng)相同的通話質(zhì)量,基于這樣的網(wǎng)絡(luò),PS域最終將取代CS域,或許我們可以說LTE VoIP是一種必然趨勢。
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