寬帶無線移動技術(shù)滿足IP化市場需求

　　無線技術(shù)將向著更快更好的方向發(fā)展，不僅能提供更高的速率、提升小區(qū)邊緣的吞吐量，而且能夠減少時延，從而改善面向IP化的業(yè)務(wù)質(zhì)量。

　　無線技術(shù)承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

　　寬帶無線移動的發(fā)展對技術(shù)提出了更高的要求，這不僅體現(xiàn)在LTE/LTE-Advanced、802.16m等承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的無線技術(shù)上，還體現(xiàn)在支持廣泛接入的無線核心網(wǎng)絡(luò)上。從核心網(wǎng)絡(luò)來看，它不僅支撐原有蜂窩的傳統(tǒng)系統(tǒng)，面向未來的發(fā)展還將支持更加廣泛的有線接入技術(shù)和其他原有的固定無線接入技術(shù)。從其發(fā)展?fàn)顩r來看，一方面在業(yè)務(wù)控制層面有統(tǒng)一的IMS來控制，另一方面則擁有面向全I(xiàn)P的分組核心網(wǎng)絡(luò)EPC，即多種接入分組核心網(wǎng)的平臺。

　　無線接入技術(shù)目前正處于3G增強(qiáng)型階段，其寬帶技術(shù)的初級階段在全球范圍內(nèi)已擁有非常成功的部署。無論是在WCDMA HSPA頻段、TD HSPA+頻段以及CDMA EV-DO頻段，無線技術(shù)都能相應(yīng)地提供一個小區(qū)的吞吐量，分別達(dá)到40Mbps、4Mbps和3Mbps的水平。面向下一代的新技術(shù)如LTE和802.16m，它們都可在20MHz頻段中提供300Mbps的吞吐量。而面向未來的IMT-Advanced技術(shù)，則可在40MHz～100MHz頻段提供600Mbps的吞吐量，它和現(xiàn)有的LTE技術(shù)效率相當(dāng)，因此，LTE在帶寬加寬的條件下，很容易就能達(dá)到4G IMT-Advanced的要求。

　　頻段是無線技術(shù)發(fā)展非常關(guān)鍵的因素，WRC-2007將450MHz～470MHz、790MHz～806MHz和2300MHz～2400MHz共計136MHz的頻段規(guī)劃為新的IMT全球使用頻段，用于蜂窩移動通信業(yè)務(wù)的使用。雖然ITU尚未確定以上 頻段的分配方案，但包括中國在內(nèi) 的多個國家已經(jīng)考慮在2300MHz～2400MHz頻段使用TDD技術(shù)。由于頻譜資源的匱乏，未來FDD頻譜資源將愈加難以獲得，WRC-2007的頻譜劃分為TDD技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了更多機(jī)會。

　　對于面向下一代的技術(shù)來說，LTE在產(chǎn)業(yè)和技術(shù)方面都非常有代表性，從它的需求和目標(biāo)可以看出，LTE可以提供更高的數(shù)據(jù)速率，不僅可以設(shè)計峰值速率，還能改善小區(qū)邊界用戶的吞吐量，并在5公里內(nèi)達(dá)到最優(yōu)。LTE還可降低分組延遲及支持多種業(yè)務(wù)，最主要的就是能夠支持MBMS和實時性業(yè)務(wù)，并使VoIP業(yè)務(wù)的Qos達(dá)到電路域水平。LTE在提高頻譜效率方面表現(xiàn)更為突出，上行速率可達(dá)到HSDPA的3～4倍，下行速率可達(dá)到HSUPA的2～3倍。此外，LTE靈活的頻譜配置可適應(yīng)不同的頻譜帶寬，并可支持FDD和TDD。

　　LTE-Advanced是LTE的進(jìn)一步演進(jìn)，支持與LTE的前后向兼容。相比較而言，LTE更加關(guān)注宏蜂窩環(huán)境的業(yè)務(wù)支撐能力，而LTE-Advanced則重點解決低速移動以及多種室內(nèi)環(huán)境的覆蓋，所以LTE-Advanced更強(qiáng)調(diào)自配置和優(yōu)化的增強(qiáng)。目前，為了達(dá)到LTE-Advanced所設(shè)定的目標(biāo)，3GPP已經(jīng)設(shè)定了在物理層對于原有LTE進(jìn)行增強(qiáng)的過程。增強(qiáng)后的LTE-Advanced將支持更大的帶寬，并將采用多頻譜整合的方式來實現(xiàn)最大帶寬100MHz的目標(biāo)。在傳輸方案的過程中，它對于上行/下行接入將擴(kuò)展多天線傳輸，并混合多種接入方案。以多頻譜協(xié)作與多頻譜整合的工作為例，一方面是在多頻段之間進(jìn)行，即在高頻段進(jìn)行局域覆蓋和低頻段進(jìn)行廣域覆蓋的情況下，把廣域和局域的覆蓋進(jìn)行協(xié)同；另一方面則要把射頻的相臨和離散頻帶的資源進(jìn)行整合，這樣就使得頻譜使用率達(dá)到十分靈活的程度，并能使100M的頻譜在資源上實現(xiàn)支撐使用。

　　802.16m是LTE-Advanced的一個重要分支，并與802.16e后項兼容，所以與LTE-Advanced存在有一定的差距。但從其峰值頻譜效率來看，802.16m在最高峰值頻譜效率(20MHz)的條件下，可達(dá)到300Mbps的吞吐量，從這點可以看到，802.16m的基本性能和LTE非常接近。在移動性方面，802.16m從低速條件下向高速移動的方向發(fā)展，且考慮和其他多種接入技術(shù)的切換和互通關(guān)系。為了達(dá)到802.16m提出的目標(biāo)和性能，需要采用一些新型技術(shù)，因此在降低信令開銷方面，802.16m引入superframe、miniframe概念，考慮將控制信息分為廣播信令和專用信令，并降低資源分配和MAC報頭的開銷。在消除干擾方面，802.16m則考慮引入軟頻率復(fù)用、小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)和宏分集等技術(shù)。此外，802.16m不僅通過優(yōu)化同步、尋呼和切換等過程來提高VoIP容量，還通過提升MIMO性能來增強(qiáng)中繼技術(shù)。
核心網(wǎng)絡(luò)支持廣泛接入

　　目前，以3GPP為主導(dǎo)在不同層面進(jìn)行整合已經(jīng)成為一種趨勢。GPRS分組核心網(wǎng)絡(luò)主要支持2G的GPRS、cdma2000及CDMA，同時也可以和WiFi形成互通關(guān)系。隨著全I(xiàn)P化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在引入的核心網(wǎng)絡(luò)被稱為演進(jìn)的分組核心網(wǎng)絡(luò)(EPC)。EPC的覆蓋范圍更加廣闊，除了GPRS分組網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的分組技術(shù)以外，它還可以分組LTE技術(shù)，甚至分組目前在3GPP開展的XDSL和光纖接入技術(shù)(見圖2)。EPC將最終發(fā)展為Common IMS來負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)控制方面的工作。在業(yè)務(wù)控制方面，除了要對于原有范圍內(nèi)的技術(shù)進(jìn)行控制之外，還引入了電纜接入和NGN接入等技術(shù)，所以Common IMS包含的范圍最為廣泛。


圖1 移動核心網(wǎng)在不同層面的整合 來源：3GPP workshop

　　從移動的方面來看，面向寬帶業(yè)務(wù)的融合主要有兩條路徑，這兩條路徑將解決不同層面的重合問題。一條是采用Common IMS來實現(xiàn)不同核心網(wǎng)絡(luò)采用相同業(yè)務(wù)控制的問題，另一條是采用EPC來實現(xiàn)共同的核心網(wǎng)。Common IMS是基于SIP/SDP的會話控制方式，在鑒權(quán)與認(rèn)證方面更多地采用Diameter方式，它主要根據(jù)運營商的需要進(jìn)行擴(kuò)展，因此可對QoS進(jìn)行資源控制，并進(jìn)行計費、安全識別和漫游，這些功能都是在蜂窩移動通信自身條件下發(fā)展的，后續(xù)則引入了獨立于接入的多種適配，并可實現(xiàn)多媒體組件的標(biāo)準(zhǔn)化。目前，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了Common IMS設(shè)備面向固網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的融合，但其現(xiàn)有架構(gòu)還需要進(jìn)一步的擴(kuò)展。

　　EPC是支持多種接入的共同核心網(wǎng)絡(luò)，可以看到，在EPC的核心網(wǎng)絡(luò)上通過接入互通的一個單元，即可實現(xiàn)多種無線接入和有線接入共同的接入方式?；诙说蕉司W(wǎng)絡(luò)的EPC，其網(wǎng)絡(luò)更加扁平化，并可更多地減少節(jié)點數(shù)。EPC還支持IETF和GTP的移動性管理，以及支持3G和非3G系統(tǒng)(如WiMAX,WLAN等)的接入。此外，EPC基于分組多媒體的優(yōu)化可支持端到端的路由優(yōu)化以及業(yè)務(wù)本地化。EPC還可和多種接入技術(shù)進(jìn)行互通，所以，在EPC網(wǎng)絡(luò)中，所有業(yè)務(wù)都能夠?qū)嵤┝己玫囊苿有怨芾砗蜆I(yè)務(wù)增值。在 這種條件下，擁有無線業(yè)務(wù)和移動 業(yè)務(wù)的運營商即可通過這種模式對固定業(yè)務(wù)和移動通信簽約業(yè)務(wù)進(jìn)行 綁定管理，這將更能滿足市場發(fā)展的需求。