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無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)LTE的關(guān)鍵技術(shù)以及市場(chǎng)背景

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北電網(wǎng)絡(luò)有限公司 胡海寧 林奇兵
本文要害字:基站3GPPUMTS　運(yùn)營(yíng)商　MIMO　LTE　網(wǎng)關(guān)　多媒體　電信　Google　互聯(lián)網(wǎng)　無(wú)線(xiàn)通信　接入網(wǎng)　網(wǎng)絡(luò)　SGSN　北電　視頻點(diǎn)播　雙模　寬帶接入　4G　UTRA　SIP　頻譜利用率　射頻　FDMA　移動(dòng)通信　OFDM　CDMA　EDGE　GPRS　GSM　IMS　天線(xiàn)　無(wú)線(xiàn)接入　移動(dòng)電視　HSDPA　WCDMA　QoS　VoIP
一 LTE市場(chǎng)背景和技術(shù)背景介紹
伴隨GSM等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在過(guò)去的二十年中的廣泛普及，全球語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)獲得了巨大的成功 。
目前，全球的移動(dòng)語(yǔ)音用戶(hù)已超過(guò)了18億 。
同時(shí)，我們的通信習(xí)慣也從以往的點(diǎn)到點(diǎn)（PlacetoPlace）演進(jìn)到人與人 。個(gè)人通信的迅猛發(fā)展極大地促使了個(gè)人通信設(shè)備的微型化和多樣化，結(jié)合多媒體消息、在線(xiàn)游戲、視頻點(diǎn)播、音樂(lè)下載和移動(dòng)電視等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力，大大滿(mǎn)足了個(gè)人通信和娛樂(lè)的需求 。
另外，盡量利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供計(jì)算和存儲(chǔ)能力，通過(guò)低成本的寬帶無(wú)線(xiàn)傳送到終端，將有利于個(gè)人通信娛樂(lè)設(shè)備的微型化和普及 。GSM網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到GPRS/EDGE和WCDMA/HSDPA網(wǎng)絡(luò)以提供更多樣化的通信和娛樂(lè)業(yè)務(wù)，降低無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本，已成為GSM移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的必經(jīng)之路 。但這也僅僅是往寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)演進(jìn)的一個(gè)開(kāi)始 。WCDMA/HSDPA與GPRS/EDGE相比，雖然無(wú)線(xiàn)性能大大提高，但是，在IPR的制肘、應(yīng)對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)和滿(mǎn)足用戶(hù)需求等領(lǐng)域，還是有很多局限 。
由于CDMA通信系統(tǒng)形成的特定歷史背景，3G所涉及的核心專(zhuān)利被少數(shù)公司持有，在IPR上形成了一家獨(dú)大的局面 。專(zhuān)利授權(quán)費(fèi)用已成為廠家承重負(fù)擔(dān) ?？梢哉f(shuō)，3G廠商和運(yùn)營(yíng)商在專(zhuān)利問(wèn)題上處處受到制肘，業(yè)界迫切需要改變這種不利局面 。
面對(duì)高速發(fā)展的移動(dòng)通信市場(chǎng)的巨大誘惑和大量低成本，高帶寬的無(wú)線(xiàn)技術(shù)快速普及，眾多非傳統(tǒng)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商也紛紛加入了移動(dòng)通信市場(chǎng)，并引進(jìn)了新的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式 。例如，Google與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商（ISP）Earthlink合作，已在美國(guó)舊金山全市提供免費(fèi)的無(wú)線(xiàn)接入服務(wù)，雙方共享廣告收入，并將廣告收入作為其主要盈利途徑，Google更將這種新的運(yùn)營(yíng)模式申請(qǐng)了專(zhuān)利 。另外，大量的酒店、度假村、咖啡廳和飯館等，由于本身業(yè)務(wù)激烈競(jìng)爭(zhēng)的原因，提供免費(fèi)WiFi無(wú)線(xiàn)接入方式，通過(guò)因特網(wǎng)可以輕易的查詢(xún)到這類(lèi)信息 。最近，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商“Skype”更在這些免費(fèi)的無(wú)線(xiàn)寬帶接入基礎(chǔ)上，新增了幾乎免費(fèi)的語(yǔ)音及視頻通信業(yè)務(wù) 。這些新興力量給傳統(tǒng)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)，加快現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，滿(mǎn)足用戶(hù)需求，提供新型業(yè)務(wù)成為在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地的唯一選擇 。
與此同時(shí)，用戶(hù)期望運(yùn)營(yíng)商提供任何時(shí)間任何地點(diǎn)不低于1Mbps的無(wú)線(xiàn)接入速度，小于20ms的低系統(tǒng)傳輸延遲，在高移動(dòng)速率環(huán)境下的全網(wǎng)無(wú)縫覆蓋 。而最重要的一點(diǎn)是能被廣大用戶(hù)負(fù)擔(dān)得起的廉價(jià)終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 。
這些要求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的能力，尋找突破性的空中接口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)看來(lái)是勢(shì)在必行 。與WiFi和WiMAX等無(wú)線(xiàn)接入方案相比，WCDMA/HSDPA空中接口和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，雖然在支持移動(dòng)性和QoS方面有較大優(yōu)勢(shì)，但在每比特成本、無(wú)線(xiàn)頻譜利用率和傳輸時(shí)延等能力方面明顯落后 。根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織原先的時(shí)間表，4G最早要在2015年才能正式商用，在這期間傳統(tǒng)電信設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商將面臨前所未有的挑戰(zhàn) 。用戶(hù)的需求、市場(chǎng)的挑戰(zhàn)和IPR的制肘共同推動(dòng)了3GPP組織在4G出現(xiàn)之前加速制定新的空中接口和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) 。2004年11月，3GPP加拿大多倫多“UTRAN演進(jìn)”會(huì)議收集了無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)R6版本之后的演進(jìn)意見(jiàn)，在隨后的全體會(huì)議上，“UTRA和UTRAN演進(jìn)”研究項(xiàng)目得到了二十六個(gè)組織的支持，并最終獲得通過(guò) 。這也表明了3GPP組織運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商成員共同研究3G技術(shù)演進(jìn)版本的強(qiáng)烈愿望 。

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