LTE 技術(shù)熱點分析

 LTE 技術(shù)需求與目標
為應對 WiMAX 等新興無線寬帶技術(shù)的競爭，以及進一步改進和增強現(xiàn)有 3G 技術(shù)以提
高 3G 技術(shù)在寬帶無線接入市場的競爭力，2004 年年底，3GPP 提出了 3G 長期演進－－3G
LTE(Long TermEvolution)計劃。
LTE 的技術(shù)目標可以概括為：
·容量提升：在 20MHz 帶寬下，下行峰值速率達到 100 Mbit/s，上行峰值速率達到 50
Mbit/s。頻譜利用率達到 3GPP R6 規(guī)劃值的 2～4 倍；
·覆蓋增強：提高“小區(qū)邊緣比特率”，在 5km 區(qū)域滿足最優(yōu)容量，30km 區(qū)域輕微下降，
并支持 100km 的覆蓋半徑；
·移動性提高：O～15km／h 性能最優(yōu)，15～120 km／h 高性能，支持 120～350 km／h，
甚至在某些頻段支持 500km／h；
·質(zhì)量優(yōu)化：在 RAN 用戶面的時延小于 10ms，控制面的時延小于 100ms；
·服務內(nèi)容綜合多樣化：提供高性能的廣播業(yè)務 MBMS，提高實時業(yè)務支持能力，并使
VolP 達到 UTRAN 電路域性能。
·運維成本降低：采用扁平化架構(gòu)，可以降低 CAPEX 和 OPEX，并降低從 R6 UTRA 空
口和網(wǎng)絡架構(gòu)演進的成本；
為達到以上目標和要求，3GPP 提出了一系列新技術(shù)和實現(xiàn)方案，并不重點考慮與現(xiàn)有
的 WCDMA 系統(tǒng)的后向兼容。其主要技術(shù)實現(xiàn)方案包括：
·簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在 RAN 的結(jié)構(gòu)方面提出了弱化基站控制器設備實體、采用公共無線資
源管理控制基站等概念；
·改進 QoS 和鏈路層技術(shù)支持；
·使用自適應多層 OFDM(AML-OFDM)技術(shù)作為新的無線接口技術(shù)；
·高級多天線方案等。
從表 1 可以看出，LTE 不僅能夠大幅度提升現(xiàn)有 3G 技術(shù)的性能，還可以在與 WiMAX
技術(shù)的競爭中占據(jù)性能上的優(yōu)勢。同時，LTE 技術(shù)可以完全支持現(xiàn)有 3G 業(yè)務，極大提升用
戶剝移動通信業(yè)務的體驗。
表 1 LTE 與其他技術(shù)特點的比較但由于 LTE 重新定義了空中接口和核心網(wǎng)絡，擯棄了 CDMA 技術(shù)而采用 OFI)M 技術(shù)，
只支持 PS 域等，使得 LTE 與已有 3GPP 各版本標準不兼容，導致現(xiàn)有 3G 網(wǎng)絡很難平滑演
進到 LTE。
總體上看，3G LTE 計劃極大的改善了目前 3G 技術(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務能力，使得 3G 技術(shù)在今
后十年內(nèi)能夠保持對其他無線技術(shù)的競爭優(yōu)勢。
LTE 的標準化動態(tài)
自 2004 年底啟動 LTE 項日以來， 3GPI， 全力推進， 僅半年就制訂完成了技術(shù)要求報告。
按照 3GPP 的計劃，2006 年 6 月完成研究階段(Study ltern)工作，2007 年完成制訂核心技術(shù)
規(guī)范，最早將于 2009 年～2010 年實現(xiàn)商用(圖 1)。
圖 1 3GPP LTE 的預定工作階段
由于3GPP 組織成員在核心技術(shù)標準的選擇以及網(wǎng)絡演進思路上存在爭議， 原定于 2006
年 6 月啟動的 LTE 核心技術(shù)規(guī)范標準的制訂階段(Work Item)延期到 2006 年 9月。到 2007
年 3 月，3GPP 已經(jīng)完成 Work Item 第 2 階段(Stage 2)的踟議。按照目前的 T 作進展情況，
3GPP 將于 2007 年 9 月最終完成 Work Item 第 3 階段(Stage 3)協(xié)議， 測試規(guī)范將于 2008 年 3
月完成，正式商用時間將在 2010 年左右(圖 2)。
圖 2 3GPP 目前的標準工作階段
此外，為了讓 3G 增強型技術(shù)能夠較平滑地演進到 LTE，不少運營商和沒備廠商還提出
在 HSDPA、HSUPA 和 LTE 之間提供一個中間過渡方案 HSPA+，并已于 2006 年 12 月完成
階段性的技術(shù)研究。由于啟動較晚，其整體標準制訂進度落后于 LTE。
現(xiàn)有 3G技術(shù)向 LTE 演進的路線
隨著 LTE 標準化工作的不斷推進，業(yè)界也提出了 WCDMA、TD-SCDMA 等現(xiàn)有 3G 技
術(shù)標準向 LTE 演進的明確路線。
1．WCDMA→LTE 演進路線從 WCDMA 向 LTE 的演進， 首先是實現(xiàn) HSDPA(P1)， 上行和下行速率分別達到 1.8Mbit
／s 和 3.6Mbit／s。HSDPA(P1)技術(shù)已經(jīng)在 2005 年開始商用，2006 年開始進入大規(guī)模商用
部署階段； 其后是實現(xiàn)HSDPA(P2)和HSUPA， 上行和下行速率分別達到8Mhit／s和14.4Mbit
／s，商用時間將在 2007 年～2008 年。1tSPA+是 HSDPA(P2)和 HSUPA 技術(shù)向 LTE 的中間
過渡方案，其上行和下行速率分別達到 10Mbit／s和 40Mbit／s，并開始采用 OFDM 技術(shù)。
其商用時間將在 2008～2010 年之間。最后從 HSPA+演進到 LTE(圖 3)。
圖 3 3G 技術(shù)向 LTE 演進的路線圖
2．TD-SCDMA→LTE 演進路線
從 TD-SCDMA 向 LTE 的演進，首先足在 TD-SCDMA 的基礎上采用單載波的 HSDPA
技術(shù)，速率達到 2.8Mbit／s；其后采用多載波的 HSDPA，速率達到 7.2Mbit／s；到 HSPA+
階段，速率將超過 10Mbit／s，并繼續(xù)逐步提高它的上行接入能力。最終在 2010 年之后，
從 HSPA+演進到 LTE。
業(yè)界對于演進路線還存在一些爭議，主要的爭議點在于是否需要經(jīng)歷 HSPA+這樣一個
階段來過渡到 LTE。有一部分廠商認為可以不必經(jīng)歷 HSPA+，直接從 HSPA 升級到 LTE。
目前積極參與 LTE 技術(shù)標準制訂的主要通信沒備廠商包括阿爾卡特、愛立信、寓士通、
華為、中興、大唐、朗訊、三菱電子、摩托羅拉、NEC、諾基亞、北電網(wǎng)絡、松下、非利普、
三星、夏普、西門子等。
LTE 技術(shù)對未來通信市場的影響
LTE 技術(shù)將大大提升用戶對移動通信業(yè)務的體驗，為運營商帶來更多的技術(shù)和成本優(yōu)
勢。同時，LTE 技術(shù)的出現(xiàn)還鞏固了傳統(tǒng)蜂窩移動技術(shù)的主導地位。此外，通過廣泛采用
OFDM、MIMO 等新技術(shù)，LTE 也將有助于改善目前通信產(chǎn)業(yè)的 IPR 格局。
1．LTE 技術(shù)將大大提升用戶對移動通信業(yè)務的體驗
由于具有更高的傳輸速率、更低的延遲率和更好的移動性等優(yōu)勢，LTE 能夠大幅度提
升用戶對新業(yè)務的體驗，同時幫助運營商捉供更多的、對用戶更具有吸引力的業(yè)務(圖 4)。
圖 4 LTE 技術(shù)帶來的新業(yè)務應用此外，采用 LTE 技術(shù)也將使現(xiàn)有移動通信業(yè)務的 QoS 提升，穩(wěn)定性增強，支持更多用
戶使用。通過部署采用 LTE 技術(shù)，那些此前由于網(wǎng)絡技術(shù)能力限制而只能面向高端市場的
業(yè)務，如整首音樂下載、視頻電話、移動導航、移動游戲等業(yè)務將可以逐步向大眾用戶普及，
為更廣泛的用戶帶來更好的業(yè)務使用體驗。
2．LTE 為運營商帶來更大的技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢
LTE 技術(shù)可以為運營商帶來更大的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。LTE 可以通過更加靈活的頻
譜配置方案(1.25～20MHz)來提升網(wǎng)絡效率和單個基站效率，還可以通過弱化基站控制器設
備實體、采用公共無線資源管理控制基站來簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)．減少網(wǎng)絡節(jié)點，從而更加有效地
提供服務；同時，LTE 技術(shù)也可以大幅度降低用戶每兆流量的成本，如在網(wǎng)頁瀏覽、Java
游戲、音樂下載、視頻片斷的業(yè)務測試中，HSDPA 的傳輸成本最低為 0.02 美元／MB，而
LTE 的傳輸成本最低可達到 0.005 美元／MB。這就大大提升了運營商的利潤空間(表 2)。
表 2 LTE 與其他技術(shù)傳輸成本的比較
各項技術(shù)的傳輸成本（美元） 業(yè)務 樣本要求
GPRS EDGE WCDMA HSDPA LTE
網(wǎng)頁瀏覽 4MB 1.66 0.55 0.28 0.09 0.02
Java 游戲 1MB 0.42 0.14 0.07 0.02 0.005
音樂下載 5MB 2.08 0.69 0.35 0.11 0.04
下載類
視頻片斷 10MB 4.15 1.38 0.69 0.22 0.009
流媒體類 高質(zhì)量視頻（每分鐘） 128Kbps 3.19 1.06 0.53 0.17 0.05
3．LTE 技術(shù)將會鞏固蜂窩移動技術(shù)的主導地位
LTE 技術(shù)使得傳統(tǒng)的蜂窩移動技術(shù)在未來相當長的時間之內(nèi)都可以保持對其他尤線通
信技術(shù)的優(yōu)勢，維護其在移動通信技術(shù)體系中的主導地位。而借助于 LTE 的技術(shù)優(yōu)勢，在
蜂窩移動通信領域占強勢地位的傳統(tǒng)移動通信運營商可以繼續(xù)在技術(shù)上保持領先的地位 ， 把
握市場競爭的主動權(quán)。
4．LTE 技術(shù)有助于改善目前通信產(chǎn)業(yè)的 IPR 格局
由于 LTE 引入了 OFDM、MIMO 等新技術(shù)，它的快速發(fā)展使得以美同高通公司為首的
傳統(tǒng)通信技術(shù)企業(yè)掌握核心專利的 CDMA 技術(shù)將逐步被淘汰，通信產(chǎn)業(yè)的 IPR 格局迎來了
一次重新進行調(diào)整的機會。隨著 LTE 標準制訂工作的不斷推進，已經(jīng)有越來越多的通信企
業(yè)帶著自己的專利技術(shù)參與到 LTE 技術(shù)的標準制訂中來。因此我們判斷，LTE 標準的制訂
將會有助于改善目前通信產(chǎn)業(yè)中 IPR 格局失衡的局面，有助于整個通信產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)
展。
LTE 技術(shù)未來發(fā)展趨勢展望
LTE 作為 3G 技術(shù)向 4G 技術(shù)平滑演進的過渡性技術(shù)，是 3G 技術(shù)發(fā)展的最終版本，與
現(xiàn)有各種通信技術(shù)相比，LTE 具有很明顯的優(yōu)勢，但同時也有不少潛在的問題，如后向兼
容性差、沒有針對 TDD 系統(tǒng)進行單獨優(yōu)化、對室內(nèi)覆蓋能力考慮不足等，但是隨著標準制
訂工作的推進，這些問題都應該能夠得到很好地解決。
綜合各方而因素看，我們認為 LTE 技術(shù)的未來發(fā)展有以下趨勢。
1．LTE 是現(xiàn)有 3G 技術(shù)向 B3G／4G 演進的必經(jīng)之路
LTE 是現(xiàn)有 3G 移動通信技術(shù)在 4G 應用前的最終版本，采用了很多原計劃用于 B3G／
4G 的技術(shù)如 OFDM、MIMO 等，在一定程度上可以說是 4C 技術(shù)在 3G 頻段上的應用。和
現(xiàn)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，也提供了更加接近 4G 的
一個臺階，使得向未來 4G 的演進相剝平滑，是現(xiàn)有 3C 技術(shù)向 B3G／4G 演進的必經(jīng)之路。現(xiàn)在一些運營商提出的繞開 LTE 直接進入 4G 的方式會有很大的不確定性和風險，不建議
考慮。
2．LTE 將在與 WiMAX 等其它無線技術(shù)的競爭中發(fā)展
LTE 在 WiMAX 的競爭中產(chǎn)生，也將在會在 WiMAX 的競爭中向前發(fā)展，而且這種競
爭的強度還會不斷加大。目前，WiMAX 的 802.16e 標準正在積極申請加入 3G 標準，期望
以此獲得全球統(tǒng)一的頻率使用權(quán)。802.16m 技術(shù)更是成為 IMT Advanced 的候選技術(shù)之一，
并計劃保持與 802.16e 技術(shù)的后向兼容性。 未來的移動通信市場中， WiMAX 技術(shù)將會是 LTF
的一個慢勁的競爭列手，LTE 將會在和 WiMAX 技術(shù)的直接競爭中逐步發(fā)展。