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3G向4G網絡的平滑演進(圖)

2010-11-24
作者:李頌
來源:人民郵電報
關鍵詞: 2.5G|3G 3G 4G

智能終端的普及,使移動互聯網業務蓬勃興起。這為移動運營商帶來嚴峻的挑戰,如何在提升網絡頻譜效率的同時降低網絡傳輸成本,成為運營商亟待解決的技術難題。LTE作為下一代無線傳輸技術,高速率、低時延、全IP的技術特性使其當之無愧地成為克服市場挑戰的制勝法寶,而業界也慢慢達成共識,將LTE作為所有移動通信技術的下一步演進標準。2009年,全球掀起了LTE建設狂潮,無論是北美的Verizon Wireless,還是歐洲的Telesonera都爭相部署LTE網絡。進入2010年,這股狂潮越演越烈,全球共計有近30家運營商宣布開始LTE商用網絡部署。面對這股洶涌澎湃的浪潮,我們需要思考以下兩個問題,即如何部署LTE網絡和現有網絡如何演進。

LTE作為一種高速無線數據傳輸網絡,注定了其按需建設的部署模式。傳統2G/3G網絡無縫覆蓋的網絡特點并不適用于LTE。由于語音業務的要求,我們在建設移動網絡時一直要求全程全網,但LTE并不是為語音業務所設計,而是為了滿足爆發增長的無線數據業務對網絡承載的需求,所以熱點覆蓋是LTE網絡前期建設的要點。歐洲國家由于國土有限,因此其部署的LTE網絡規模普遍很小,難以為中國市場所借鑒。而和中國面積相當的美國很明顯具有恰當的參考價值。

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2G/3G網絡向LTE的演進路徑

阿爾卡特朗訊為北美最大的兩家移動運營商Verizon Wireless和AT&T部署了LTE網絡,并摸索出了一套LTE網絡部署的建設模式。以波士頓建設為例,一期30個LTE基站全部用于熱點地區和室內覆蓋,主要目的是為了分流現有3G網絡數據業務負荷。前期我們做過市場研究,高速無線數據業務的需求來源于商務活動,而筆記本和平板電腦是主要承載平臺,因此業務真正的發生點都位于固定場所,比如咖啡館、私人會所和商業中心等,市場并沒有LTE網絡無縫覆蓋的要求。此外我們還需要考慮另一個問題:如何將不同的業務根據其QoS需求由不同的網絡進行有效承載。這是一個資源利用最大化的需求。為了解決這個問題,首先我們需要實現業務感知,即知道每個用戶、每個業務甚至每個會話的QoS需求,然后分配其恰當的網絡資源,最后根據不同網絡的資源情況進行動態調整。這需要一個統一的網絡資源調度算法和移動性管理機制。阿爾卡特朗訊做了很多這方面有益的嘗試,并已經開發出一套成熟的網絡管理方案應用于今年北美30個城市的LTE網絡建設。最后我們還需要考慮語音業務。我們現網測試了CSFB和VoIMS兩種模式,從業務的體驗效果和系統資源占用上,我們還是傾向于VoIMS的解決方案,并已經在IMS平臺上商用部署。

解決了LTE網絡部署方法的問題之后,下面將探討如何實現現有網絡的演進。關于這點實際上包含了兩個部分,即如何保護運營商現網投資和靈活的、符合市場需求的網絡升級方案。

上圖是網絡演進的路線圖,在技術層面已經完全支持各種標準的演進模式,但運營商還需要考慮更多因素,如進入市場的時機、演進技術的選擇、技術生態系統的成熟度、VoIP的可靠性、無縫互操作以及可用的頻譜及CAPEX投資等,來制定相應的演進路徑。對于CDMA運營商而言,將現有網絡先升級到RevB是成本最低廉的前期解決方案,在緩解數據業務所帶來的網絡和市場壓力的同時考慮向LTE網絡演進。和其他技術不同,CDMA向LTE演進能夠重用的模塊很少,由于CDMA頻寬1.25MHz,而LTE最大頻寬20MHz,因此,CDMA基站的信道板處理能力無法達到LTE要求,需要重新引入LTE基帶處理板卡。同時對于中國市場而言,原有850MHz分配的10M帶寬對于CDMA已經捉襟見肘,所以分配給CDMA運營商的LTE頻率必然是新的頻段,原有的CDMARRH無法升級,需要新的工作在不同頻段的LTERRH進行部署。上海貝爾現網商用的CDMA基站能夠借助SDR技術實現信道板和RRH僅僅軟件升級支持LTE,但基于如上考慮,我們還是在基站中預留了安放LTEBBU的空間,以電源、傳輸、機柜和網管接口的共用來降低演進成本,比如9916系列產品。

對于WCDMA運營商而言,網絡演進就顯得極為簡單,以上海貝爾的產品為例,現有的WCDMABBU板卡單板已能夠支持4個載頻,由于WCD-MA單載頻5M,因此對應的就是LTE20M的帶寬,對于RRH也是如此。如果WCDMA運營商在現有網絡上直接升級,那就僅僅只需要升級軟件即可,如果LTE采用全新頻段也僅僅需要增加RRH設備,現有的WCD-MABBU模塊完全支持兩種標準混用。并且在一個基站中實現兩種標準共存,除了節省成本外,還能夠提供統一的網絡資源調配,為提升網絡性能和服務質量帶來便利。

TD-SCDMA網絡演進到TD-LTE是一個很好的選擇,因為能夠重用原有的天線陣列,采用波束賦型來提升覆蓋范圍。和CDMA類似,由于容量的關系,TD-SCDMA現有A頻段不能很好地支持兩種標準共存,TD-LTE需要部署在新的頻段上,所以TD-SCDMA和TD-LTE可以采取獨立的網絡建設模式,同時考慮天饋系統共用。對于中國運營商而言,還有一點不能忽視,即GSM網絡的未來演進,雖然2G/3G/LTE共存將是一個長期過程,但2G用戶將最終遷移并空出GSM頻段,900MHz具有優異的無線特性適合LTE增強室內穿透能力,因此,運營商現階段需要選擇能夠支持GSM和LTE的雙模基站來未雨綢繆,隨著GSM頻段空閑,通過軟件升級向LTE過渡。

上海貝爾已經準備好了多種解決方案,支持無線運營商的各種演進路徑,并積極參與全球最大的LTE網絡的商用部署,積累了不可多得的3G平滑升級到4G的一手經驗,而這些經驗對中國市場及中國運營商而言都是彌足珍貴的。

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