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(shì)。2004年以來，國(guó)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(yíng)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(guó)自主知識(shí)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(duì)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(wú)線資源調(diào)度技術(shù)、混合自動(dòng)重傳請(qǐng)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(jiǎn)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(yíng)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(yíng)商的選擇。
移動(dòng)通信業(yè)的飛速發(fā)展使得運(yùn)營(yíng)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(duì)的話語(yǔ)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(duì)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(yíng)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(yíng)商在競(jìng)爭(zhēng)中有一定的優(yōu)勢(shì);三是網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展及兼容性，包括對(duì)設(shè)備的上下兼容，網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通和國(guó)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(shì)，但在移動(dòng)通信方面處于弱勢(shì)，運(yùn)營(yíng)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(duì)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(yíng)商的維護(hù)成本，成為運(yùn)營(yíng)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(yíng)商正在部署或試驗(yàn)LTE網(wǎng)絡(luò)，美國(guó)的AT&T、英國(guó)Vodafone、日本NTTDoCoMo等大型運(yùn)營(yíng)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(guó)，TD-LTE也從上海世博會(huì)起航，中國(guó)移動(dòng)已在全國(guó)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(huì)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(huì)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(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降，這樣就勢(shì)必會(huì)影響到應(yīng)用最為廣泛的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。因此可以說，短期內(nèi)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因?yàn)樾碌木W(wǎng)絡(luò)建設(shè)而受到很大影響。長(zhǎng)遠(yuǎn)來說未來也很有可能出現(xiàn)三張網(wǎng)絡(luò)：GSM承載語(yǔ)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(yǔ)音業(yè)務(wù)，LTE承載高速率數(shù)據(jù)和語(yǔ)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(jiǎn)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(chǔ)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(yíng)商將會(huì)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(huì)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(zhǎng)，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(chǎng)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(duì)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，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(shì)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(duì)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(shì)。
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