張劍　蘆海波

【摘要】 隨著LTE的迅速發(fā)展，其低時(shí)延、高帶寬等特性使用戶的移動(dòng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)有效提升，從而使移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的業(yè)務(wù)需求得到了更好的滿足，進(jìn)一步促進(jìn)了移動(dòng)通信市場(chǎng)的發(fā)展。本文筆者在介紹LTE基本原理的其礎(chǔ)上， 對(duì)LTE當(dāng)前的業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并結(jié)合LTE的技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析了其發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】 LET 基本原理 業(yè)務(wù)發(fā)展

LTE技術(shù)主要采用了MIMO和OFDM作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)使用了64QAM這種高階調(diào)制編碼技術(shù)，可以說(shuō)是新一代無(wú)線通信的演進(jìn)技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率得到有效提高。同時(shí)，LTE主要采用了扁平化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延大幅度降低。

一、LTE的基本原理

1.1 LTE 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在3GPP的LTE項(xiàng)目中，對(duì)系統(tǒng)的時(shí)延需求更加嚴(yán)格，由LTE空閑模式將控制面時(shí)延轉(zhuǎn)移到激活模式，但并要求時(shí)延不能超過(guò)100ms，而當(dāng)休眠模式轉(zhuǎn)移動(dòng)激活模式的情況下時(shí)延不能超過(guò)5a0ms。在空載和小IP分組的條件下用戶面時(shí)延不能超過(guò)5ms，為達(dá)到上述要求，對(duì)于無(wú)線幀長(zhǎng)度、空中接口TTI等變化，3GPP以縮短空中接口的時(shí)延，并優(yōu)化和嚴(yán)謹(jǐn)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使通信路徑上的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)盡量減少，從而使網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時(shí)延盡量減少。從整體上來(lái)說(shuō)，LTE系統(tǒng)與3GPP系統(tǒng)相似，無(wú)線接入網(wǎng)與核心網(wǎng)依然存在邏輯關(guān)系，其接口也依舊清楚，空中接口在無(wú)線接入網(wǎng)終止。將其系統(tǒng)架構(gòu)主要分為了兩部分，即一是演進(jìn)后的核心網(wǎng)EPC，二是演進(jìn)后的接入網(wǎng)E-UTRAN，演進(jìn)后的系統(tǒng)主要存在于分組交換域[1]。由于E-UTRAN的網(wǎng)元設(shè)備僅由eNB構(gòu)成，以此形成了更扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了全I(xiàn)P路由，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間與Internet區(qū)別不大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨近于IP寬帶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其最大優(yōu)勢(shì)在于低時(shí)延、低成本及高帶寬等。

1.2 LTE 幀結(jié)構(gòu)

LTE系統(tǒng)同時(shí)定義了兩種方式，即一是頻分雙工FDD，二是時(shí)分雙工TDD，LTE系統(tǒng)主要采用TDD模式，在同一頻率行上下行工作，所有幀結(jié)構(gòu)對(duì)于上下行所占用資源的位置和時(shí)間等信息都要同時(shí)給出。LTE系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)中，無(wú)線幀長(zhǎng)度為10ms，將其分為兩個(gè)5ms的半幀，一個(gè)半幀主要由長(zhǎng)度為1ms的5個(gè)子幀組成。長(zhǎng)度為0.5ms的2個(gè)常規(guī)時(shí)隙會(huì)組成常規(guī)子幀，由DwPTS 、UpPTS及GP這3個(gè)長(zhǎng)度共1ms的特殊時(shí)隙組成特殊子幀。

二、LTE的業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 運(yùn)營(yíng)商力挺

目前，LTE技術(shù)已經(jīng)得到了全球移動(dòng)通信（GSM）協(xié)會(huì)的大力支持，同時(shí)很多運(yùn)營(yíng)商也紛紛選擇了LTE。最先采用LTE技術(shù)的是美國(guó)AT&T，對(duì)于AT&T來(lái)說(shuō)，符合邏輯選擇的必然是LTE技術(shù)，投入LTE網(wǎng)路建設(shè)視情況就在未來(lái)幾年時(shí)間。英國(guó)沃達(dá)豐于2007年9月宣布LTE計(jì)劃。將會(huì)在之后的3～4年后部署LTE。2007年11月，LTE標(biāo)準(zhǔn)在GSM得到應(yīng)用，并聲稱這一標(biāo)準(zhǔn)在全球?qū)⒂兄T多GSM運(yùn)營(yíng)商作為首選。2008年2月，在巴塞羅舉行的3GSM大會(huì)上，中國(guó)移動(dòng)總裁王建宙表示，對(duì)于LTE的測(cè)試，中國(guó)移動(dòng)將與美國(guó)Verizon、英國(guó)沃達(dá)豐共同加入。

2013年，中國(guó)移動(dòng)于6月份啟動(dòng)LTE網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備招標(biāo)工作，LTE組網(wǎng)采購(gòu)規(guī)模約有20.7萬(wàn)個(gè)基站，載扇共計(jì)55萬(wàn)，投資紙頭為500億元，在全國(guó)100多個(gè)城市覆蓋。2014年計(jì)劃建成50萬(wàn)LTE基站，中國(guó)聯(lián)通計(jì)劃每年投資100億元建設(shè)3.1萬(wàn)個(gè)4G基站。LTE商用網(wǎng)絡(luò)截止2013年全球共11個(gè)，主要商用頻段包括2.6G、2.3G。對(duì)于LTE頻段，國(guó)內(nèi)中國(guó)電信考慮使用1.9G、2.3G和2.6G。

當(dāng)前，對(duì)于LTE的測(cè)試DoCoMo已經(jīng)正式啟動(dòng)，并對(duì)LTE的合作伙伴進(jìn)行了選擇。LTE得到了諸多運(yùn)營(yíng)商的大力支持，目前LTE服務(wù)用戶達(dá)到了2400萬(wàn)，在移動(dòng)寬帶技術(shù)中LTE將成為長(zhǎng)期的繼任者，可以預(yù)想到LTE美好的未來(lái)。

2.2 設(shè)備商跟進(jìn)

LTE由于得到諸多運(yùn)營(yíng)商的普遍選擇，這為全球移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了方向，在LTE領(lǐng)域中，設(shè)備制造商也紛紛投入，促進(jìn)了LTE的不斷發(fā)展，與其他競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)相比，LTE的商用更讓人期待。

在商用產(chǎn)品的推出上，LTE根據(jù)3GPP所制定的計(jì)劃，商用產(chǎn)品于2008～2009年推出，與此對(duì)應(yīng)，商用LTE產(chǎn)品計(jì)劃也有設(shè)備制造商紛紛推出。其中，多制式基站的LTE商用產(chǎn)品為華為在2009年推出，并將LTE商用網(wǎng)絡(luò)在全球進(jìn)行了部署；LTE的相關(guān)產(chǎn)品由北電在2008年推出，這樣以來(lái)滿足了2010年后對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商業(yè)部署；在2009～2010年NEC推出了LTE的有關(guān)服務(wù)，因而對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)及終端產(chǎn)品有了積極的準(zhǔn)備。愛(ài)立信與大唐在LTE領(lǐng)域展開(kāi)了合作，重點(diǎn)研究了LTE/TDD技術(shù)，并在2010～2012年期間推出了TD-LTE，從而實(shí)現(xiàn)了熱點(diǎn)地區(qū)覆蓋[2]。

在LTE的應(yīng)用測(cè)式上，因?yàn)橛性O(shè)備制造商的大力推動(dòng)，早在2008年部署了試商用網(wǎng)絡(luò)，并且順利對(duì)LTE的應(yīng)用進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)于LTE的呼叫測(cè)試已成功完成。這是LTE商業(yè)化進(jìn)程中是一個(gè)非常重要的里程碑。之后，對(duì)諾基亞對(duì)于LTE的多用戶野外試驗(yàn)在德國(guó)柏林首次完成，這也是世界上首例，證實(shí)對(duì)于LTE的性能要求3GPP標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)能夠滿足，這表明從實(shí)驗(yàn)室到商用LTE又進(jìn)了一步。

三、LTE的發(fā)展前景

3.1 運(yùn)營(yíng)商決定技術(shù)路線發(fā)展方向

長(zhǎng)期以來(lái)，在3G向4G的演進(jìn)過(guò)程中，基于4大3G標(biāo)準(zhǔn)，即WiMAX、WCDMA、CDMA2000及TD-SCDMA，演進(jìn)過(guò)程中分別形成了WiMAX、UMB及LTE這三條路徑。全球的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)在這三條演進(jìn)路徑清晰之后開(kāi)始從3G邁向4G，未多種移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的選擇決定著LTE未來(lái)的發(fā)展前景。

從設(shè)備商到運(yùn)營(yíng)商決定的變化，是移動(dòng)通信技術(shù)路線選擇的必經(jīng)之路。2G時(shí)代，發(fā)展為2G標(biāo)準(zhǔn)的PDC、GSM、IS-95及IS-136，在很大程度上都取決于設(shè)備商。設(shè)備商在技術(shù)路線選擇上因其強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力使其具備了絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)，由很多設(shè)備商形成了一個(gè)聯(lián)盟陣營(yíng)，他們共同一個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)。而運(yùn)營(yíng)商在雙方的博弈中由于研發(fā)實(shí)力不強(qiáng)，不得不聽(tīng)從由其他設(shè)備商所提出一建議，并且對(duì)于其他設(shè)備商諸多的解決方案都必須接受。當(dāng)前，對(duì)于3G時(shí)代的情況依然改觀不大，以GSM系統(tǒng)為主的歐洲國(guó)家是WCDMA的主要支持者，美國(guó)高通北美公司主導(dǎo)提出了CDMA2000，美國(guó)廠商提出了WiMAX，我國(guó)大唐提出了TD-SCDMA。設(shè)備商聯(lián)盟的研發(fā)實(shí)力較強(qiáng)，在所提供的幾種標(biāo)準(zhǔn)中運(yùn)營(yíng)商只能進(jìn)行選擇，主要由政治方面的博弈或設(shè)備商聯(lián)盟依靠技術(shù)實(shí)力來(lái)決定各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，各種標(biāo)準(zhǔn)在最后會(huì)達(dá)到一種均衡狀態(tài)，并共同存在[3]。對(duì)此，可以看出，設(shè)備制造商在2G和3G時(shí)代成為技術(shù)路線選擇和技術(shù)發(fā)展走勢(shì)的主要推動(dòng)力量。endprint

當(dāng)前，在全球移動(dòng)通信業(yè)的快速發(fā)展的環(huán)境下，運(yùn)營(yíng)商的用戶規(guī)模不斷增加，同時(shí)也大大增強(qiáng)了資金實(shí)力，從而促使了國(guó)際交往合作的不斷加深，有了更多基于自身利益的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題可以在未來(lái)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇中進(jìn)行考慮。首先是互聯(lián)互通，在實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游與互聯(lián)互通上不同的技術(shù)制式會(huì)存在著很多障礙。目前，CDMA主導(dǎo)著Verizon的網(wǎng)絡(luò)，UMB是未來(lái)平滑過(guò)渡的方向。但是，其所選擇的是LTE，與沃達(dá)豐網(wǎng)絡(luò)的兼容漫游是其選擇中主要考慮的因素。其次是規(guī)模經(jīng)濟(jì)的影響，諸多運(yùn)營(yíng)商共同選擇了一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該主流標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)鏈集中力量做大，這在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)設(shè)資、業(yè)務(wù)終端種類等方面都有極大的好處。

3.2 4G時(shí)代的主流標(biāo)準(zhǔn)

雖然，UMB數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)280Mbps，但目前對(duì)于該技術(shù)還沒(méi)有任何一位運(yùn)營(yíng)商家表示愿意進(jìn)行測(cè)試，在市場(chǎng)中幾乎是沒(méi)有需求量。而美國(guó)Verizon公司宣布支持的LTE，對(duì)于UMB及高通公司來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大的打擊，Verizon作為北美最大的CDMA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，其所支持的LTE，對(duì)全球其他地區(qū)CDMA運(yùn)營(yíng)商的選擇將會(huì)產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致在UMB的研發(fā)投入中設(shè)備商不斷縮減，進(jìn)而促使UMB出現(xiàn)衰退。而中國(guó)電信LTE的商用化以R9為起點(diǎn)，4G是LTE，LTE不一定是4G。

由于WiMAX是一個(gè)全新的技術(shù)，其產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)化及終端等方面還有待進(jìn)一步提升，而已經(jīng)開(kāi)始領(lǐng)跑4G的其他兩大標(biāo)準(zhǔn)先入先發(fā)有明顯的優(yōu)勢(shì)，WiMAX與之前比已明顯滯后。另外，由于WiMAX與TD-SCDMA之間的競(jìng)爭(zhēng)激烈，除了面臨用戶市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)外，在頻譜資源上還存在著較大的競(jìng)爭(zhēng)，WiMAX是TD-SCDMA走出國(guó)門的主要對(duì)手，得到中國(guó)政府的支持很難。對(duì)于LTE演進(jìn)方向的態(tài)度中國(guó)移動(dòng)有明確宣布，這為兩者建設(shè)持續(xù)合作關(guān)系增加了難度。目前，根據(jù)中國(guó)的形勢(shì)，未來(lái)3G市場(chǎng)將會(huì)采用CDMA2000、WCDMA等技術(shù)，WCDMA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在其中最為成熟，必然會(huì)經(jīng)LTE演進(jìn)至4G；而對(duì)于C網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，由于對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支撐CDMA網(wǎng)絡(luò)較強(qiáng)，使其難以與WiMAX建立合作關(guān)系，未來(lái)將在LTE和UMB中選擇其演進(jìn)的路徑。總之，WiMAX在全球最大的移動(dòng)通信市場(chǎng)上將很難再有發(fā)展市場(chǎng)。

總之，面對(duì)未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展方向，需要我國(guó)政府引起高度重視，在發(fā)展過(guò)程中做出科學(xué)規(guī)劃。同時(shí)，組織相關(guān)科研機(jī)構(gòu)在研發(fā)是加大投入，在涉及國(guó)家利益博弈是做出對(duì)策，在戰(zhàn)略策略上及早做出規(guī)劃，確保在4G時(shí)代我國(guó)贏得更多的話語(yǔ)權(quán)。而對(duì)于我國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，應(yīng)注重與價(jià)值鏈相關(guān)方的合作，雙方聯(lián)合研發(fā)才能實(shí)現(xiàn)合作共贏，這樣一來(lái)，我國(guó)在將來(lái)才能爭(zhēng)取得更大的知識(shí)產(chǎn)權(quán)比例，從而進(jìn)一步提高了國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 楊光. 國(guó)際領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商LTE業(yè)務(wù)發(fā)展策略綜述與展望[J]. 移動(dòng)通信. 2013，15（12）

[2] 王建明，于翔. 從DOCOMO的成功看LTE業(yè)務(wù)發(fā)展策略[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2012，21（7）

[3] 段群麗. TD-LTE宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究[J]. 華南理工大學(xué). 2012，11（1）

作者簡(jiǎn)介：

張劍，出生年月：1975年11月 性別： 女 民族：漢 籍貫：湖北襄陽(yáng) 學(xué)歷：本科 職稱：通信工程師 研究方向：光纖通信。

蘆海波，（1978.2—），男，湖北襄陽(yáng)人，中共黨員，通信工程師，本科，研究方向：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。endprint