從WCDMA到LTE的漸進演進
目前,WCDMA在3G全球商用網中占有著較大的份額。但是傳統的384kbit/s的數據傳輸速率已經不能滿足日益增長的數據業務需求,所以,向具有更高數據傳輸速率的下一代移動通信技術演進是發展的必然。WCDMA-HSPA-LTE的發展便是3GPP框架內一個具有漸進性、延續性的發展過程。
HSPA分為HSDPA和HSUPA。其中,HSDPA的標準化早已完成,商用化也正在如火如荼地展開。而HSUPA標準化剛剛完成,成熟的系列商用化產品鏈還有待開發完善。
HSDPA技術是提高WCDMA網絡高速下行數據傳輸速率較為重要的技術,是3GPP在R5協議中為了滿足上下行數據業務不對稱的需求提出來的,它可以在不改變已經建設的WCDMA系統網絡結構的基礎上,大大提高用戶下行數據業務速率(理論較大值可達14.4Mbit/s)。該技術是WCDMA網絡建設中提高下行容量和數據業務速率的一種重要技術。在HSDPA技術方案中,涉及的關鍵技術主要包括自適應編碼調制、HARQ、快速蜂窩選擇(FCS)、MIMO等。
3GPP中確定了HSDPA演進的三個階段:(1)在3GPPR5中,引進諸如由控制信道支持的高速下行共享信道,具有自適應調制技術(QPSK&16QAM)、速率匹配以及NodeB的共享媒體高速訪問控制(MAC-hs)等新的特性,用以獲得10.8Mbit/s的峰值數據速率。
(2)在3GPPR6中,引入天線陣列處理技術以提高峰值數據速率至30Mbit/s。這種天線陣列技術主要包括面向單天線移動通信系統的基于波束成形技術的智能天線,以及面向多天線移動通信系統的MIMO技術。
(3)較后一個階段正在研究當中。在此階段,通過引入OFDM技術(每用戶設備選擇子載波傳輸)和64QAM調制將使峰值速率達到50Mbit/s以上。其主要的新特性包括結合更高調制方案和陣列處理的正交頻分復用(OFDM)物理層;具有快速調度算法的MAC-hs/OFDM,根據空中接口質量為每一個用戶設備選擇專用的子載波,從而優化傳輸性能;作為控制實體的多標準MAC(Mx-MAC),以實現正交頻分多址(OFDMA)和碼分多址(CDMA)信道間的快速交換。
HSDPA目前已在全球范圍內進入規模商用化階段。截至2008年上半年,全球部署了200多個WCDMA網絡,其中有150多個網絡已經升級或者新增了HSPA功能,還有40多個運營商正在進行HSDPA的測試。2009年將會有更多WCDMA網絡升級成為HSDPA。預計到2011年,HSDPA將占領全球3.5G移動寬帶市場的主體,市場份額大約為65%。
HSUPA是3GPP協議體系在R6版本中引入的無線側上行鏈路增強技術。HSUPA通過采用多碼傳輸、HARQ、基于NodeB的快速調度以及2msTTI短幀傳輸等關鍵技術,使得單小區較大上行數據吞吐率達到5.76Mbit/s,大大增強了WCDMA上行鏈路的數據業務承載能力和頻譜利用率。
由于HSUPA的實現難度高于HSDPA,其標準化工作也相應滯后,導致還沒有太多成熟的商用產品。但是隨著手機游戲、視頻共享等互動業務的需求大量增加,將來必能適應市場的需要而快速發展起來。
LTE項目是近兩年來3GPP框架內為了應對WiMAX等通信技術的挑戰于2005年年底緊急啟動的規模龐大的新技術研發項目。作為3G向后的演進,LTE得到了各大通信企業、高校和通信研究機構的廣泛關注與參與。它采用OFDM和MIMO作為無線網絡演進的唯一標準,大大改進并增強了3G的空中接入技術。數據傳輸能力方面,在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率,同時,改善了小區邊緣用戶的性能,提高小區容量和降低系統延遲。與3G甚至HSPA相比,LTE在高數據速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容等方面都更具技術優勢。
由于全球有多家實力雄厚的移動運營商表示其下一代網絡都將采取相同的移動通信技術LTE,使得LTE在4G領域占盡先機,市場前景一片光明。
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