3G向4G网络的平滑演进

2011-03-30 11:38:21来源: 人民邮电报
   

    智能终端的普及,使移动互联网业务蓬勃兴起。这为移动运营商带来严峻的挑战,如何在提升网络频谱效率的同时降低网络传输成本,成为运营商亟待解决的技术难题。LTE作为下一代无线传输技术,高速率、低时延、全IP的技术特性使其当之无愧地成为克服市场挑战的制胜法宝,而业界也慢慢达成共识,将LTE作为所有移动通信技术的下一步演进标准。2009年,全球掀起了LTE建设狂潮,无论是北美的Verizon Wireless,还是欧洲的Telesonera都争相部署LTE网络。进入2010年,这股狂潮越演越烈,全球共计有近30家运营商宣布开始LTE商用网络部署。面对这股汹涌澎湃的浪潮,我们需要思考以下两个问题,即如何部署LTE网络和现有网络如何演进。

    LTE作为一种高速无线数据传输网络,注定了其按需建设的部署模式。传统2G/3G网络无缝覆盖的网络特点并不适用于LTE。由于语音业务的要求,我们在建设移动网络时一直要求全程全网,但LTE并不是为语音业务所设计,而是为了满足爆发增长的无线数据业务对网络承载的需求,所以热点覆盖是LTE网络前期建设的要点。欧洲国家由于国土有限,因此其部署的LTE网络规模普遍很小,难以为中国市场所借鉴。而和中国面积相当的美国很明显具有恰当的参考价值。

3G向4G网络的平滑演进
2G/3G网络向LTE的演进路径

    阿尔卡特朗讯为北美最大的两家移动运营商Verizon Wireless和AT&T部署了LTE网络,并摸索出了一套LTE网络部署的建设模式。以波士顿建设为例,一期30个LTE基站全部用于热点地区和室内覆盖,主要目的是为了分流现有3G网络数据业务负荷。前期我们做过市场研究,高速无线数据业务的需求来源于商务活动,而笔记本和平板电脑是主要承载平台,因此业务真正的发生点都位于固定场所,比如咖啡馆、私人会所和商业中心等,市场并没有LTE网络无缝覆盖的要求。此外我们还需要考虑另一个问题:如何将不同的业务根据其QoS需求由不同的网络进行有效承载。这是一个资源利用最大化的需求。为了解决这个问题,首先我们需要实现业务感知,即知道每个用户、每个业务甚至每个会话的QoS需求,然后分配其恰当的网络资源,最后根据不同网络的资源情况进行动态调整。这需要一个统一的网络资源调度算法和移动性管理机制。阿尔卡特朗讯做了很多这方面有益的尝试,并已经开发出一套成熟的网络管理方案应用于今年北美30个城市的LTE网络建设。最后我们还需要考虑语音业务。我们现网测试了CSFB和VoIMS两种模式,从业务的体验效果和系统资源占用上,我们还是倾向于VoIMS的解决方案,并已经在IMS平台上商用部署。

    解决了LTE网络部署方法的问题之后,下面将探讨如何实现现有网络的演进。关于这点实际上包含了两个部分,即如何保护运营商现网投资和灵活的、符合市场需求的网络升级方案。

    上图是网络演进的路线图,在技术层面已经完全支持各种标准的演进模式,但运营商还需要考虑更多因素,如进入市场的时机、演进技术的选择、技术生态系统的成熟度、VoIP的可靠性、无缝互操作以及可用的频谱及CAPEX投资等,来制定相应的演进路径。对于CDMA运营商而言,将现有网络先升级到RevB是成本最低廉的前期解决方案,在缓解数据业务所带来的网络和市场压力的同时考虑向LTE网络演进。和其他技术不同,CDMA向LTE演进能够重用的模块很少,由于CDMA频宽1.25MHz,而LTE最大频宽20MHz,因此,CDMA基站的信道板处理能力无法达到LTE要求,需要重新引入LTE基带处理板卡。同时对于中国市场而言,原有850MHz分配的10M带宽对于CDMA已经捉襟见肘,所以分配给CDMA运营商的LTE频率必然是新的频段,原有的CDMARRH无法升级,需要新的工作在不同频段的LTERRH进行部署。上海贝尔现网商用的CDMA基站能够借助SDR技术实现信道板和RRH仅仅软件升级支持LTE,但基于如上考虑,我们还是在基站中预留了安放LTEBBU的空间,以电源、传输、机柜和网管接口的共用来降低演进成本,比如9916系列产品。

    对于WCDMA运营商而言,网络演进就显得极为简单,以上海贝尔的产品为例,现有的WCDMABBU板卡单板已能够支持4个载频,由于WCD-MA单载频5M,因此对应的就是LTE20M的带宽,对于RRH也是如此。如果WCDMA运营商在现有网络上直接升级,那就仅仅只需要升级软件即可,如果LTE采用全新频段也仅仅需要增加RRH设备,现有的WCD-MABBU模块完全支持两种标准混用。并且在一个基站中实现两种标准共存,除了节省成本外,还能够提供统一的网络资源调配,为提升网络性能和服务质量带来便利。

    TD-SCDMA网络演进到TD-LTE是一个很好的选择,因为能够重用原有的天线阵列,采用波束赋型来提升覆盖范围。和CDMA类似,由于容量的关系,TD-SCDMA现有A频段不能很好地支持两种标准共存,TD-LTE需要部署在新的频段上,所以TD-SCDMA和TD-LTE可以采取独立的网络建设模式,同时考虑天馈系统共用。对于中国运营商而言,还有一点不能忽视,即GSM网络的未来演进,虽然2G/3G/LTE共存将是一个长期过程,但2G用户将最终迁移并空出GSM频段,900MHz具有优异的无线特性适合LTE增强室内穿透能力,因此,运营商现阶段需要选择能够支持GSM和LTE的双模基站来未雨绸缪,随着GSM频段空闲,通过软件升级向LTE过渡。

    上海贝尔已经准备好了多种解决方案,支持无线运营商的各种演进路径,并积极参与全球最大的LTE网络的商用部署,积累了不可多得的3G平滑升级到4G的一手经验,而这些经验对中国市场及中国运营商而言都是弥足珍贵的。

关键字:3G  4G  阿尔卡特朗讯

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2011/0330/article_5346.html
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