LTE 技术热点分析

LTE 技术热点分析

 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。
目前积极参与 LTE 技术标准制订的主要通信没备厂商包括阿尔卡特、爱立信、寓士通、
华为、中兴、大唐、朗讯、三菱电子、摩托罗拉、NEC、诺基亚、北电网络、松下、非利普、
三星、夏普、西门子等。
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
各项技术的传输成本（美元） 业务 样本要求
GPRS EDGE WCDMA HSDPA LTE
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
下载类
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
3．LTE 技术将会巩固蜂窝移动技术的主导地位
LTE 技术使得传统的蜂窝移动技术在未来相当长的时间之内都可以保持对其他尤线通
信技术的优势，维护其在移动通信技术体系中的主导地位。而借助于 LTE 的技术优势，在
蜂窝移动通信领域占强势地位的传统移动通信运营商可以继续在技术上保持领先的地位 ， 把
握市场竞争的主动权。
4．LTE 技术有助于改善目前通信产业的 IPR 格局
由于 LTE 引入了 OFDM、MIMO 等新技术，它的快速发展使得以美同高通公司为首的
传统通信技术企业掌握核心专利的 CDMA 技术将逐步被淘汰，通信产业的 IPR 格局迎来了
一次重新进行调整的机会。随着 LTE 标准制订工作的不断推进，已经有越来越多的通信企
业带着自己的专利技术参与到 LTE 技术的标准制订中来。因此我们判断，LTE 标准的制订
将会有助于改善目前通信产业中 IPR 格局失衡的局面，有助于整个通信产业的健康稳定发
展。
LTE 技术未来发展趋势展望
LTE 作为 3G 技术向 4G 技术平滑演进的过渡性技术，是 3G 技术发展的最终版本，与
现有各种通信技术相比，LTE 具有很明显的优势，但同时也有不少潜在的问题，如后向兼
容性差、没有针对 TDD 系统进行单独优化、对室内覆盖能力考虑不足等，但是随着标准制
订工作的推进，这些问题都应该能够得到很好地解决。
综合各方而因素看，我们认为 LTE 技术的未来发展有以下趋势。
1．LTE 是现有 3G 技术向 B3G／4G 演进的必经之路
LTE 是现有 3G 移动通信技术在 4G 应用前的最终版本，采用了很多原计划用于 B3G／
4G 的技术如 OFDM、MIMO 等，在一定程度上可以说是 4C 技术在 3G 频段上的应用。和
现有的 3G 及 3G+技术相比，LTE 除了具有技术上的优越性之外，也提供了更加接近 4G 的
一个台阶，使得向未来 4G 的演进相剥平滑，是现有 3C 技术向 B3G／4G 演进的必经之路。现在一些运营商提出的绕开 LTE 直接进入 4G 的方式会有很大的不确定性和风险，不建议
考虑。
2．LTE 将在与 WiMAX 等其它无线技术的竞争中发展
LTE 在 WiMAX 的竞争中产生，也将在会在 WiMAX 的竞争中向前发展，而且这种竞
争的强度还会不断加大。目前，WiMAX 的 802.16e 标准正在积极申请加入 3G 标准，期望
以此获得全球统一的频率使用权。802.16m 技术更是成为 IMT Advanced 的候选技术之一，
并计划保持与 802.16e 技术的后向兼容性。 未来的移动通信市场中， WiMAX 技术将会是 LTF
的一个慢劲的竞争列手，LTE 将会在和 WiMAX 技术的直接竞争中逐步发展。