宽带无线移动技术满足IP化市场需求

　　作者: 王志勤 , 　出处:IT专家网论坛,　责任编辑: 董柱,　 2008-12-11 14:22

　　无线技术将向着更快更好的方向发展，不仅能提供更高的速率、提升小区边缘的吞吐量，而且能够减少时延，从而改善面向IP化的业务质量。

　　无线技术将向着更快更好的方向发展，不仅能提供更高的速率、提升小区边缘的吞吐量，而且能够减少时延，从而改善面向IP化的业务质量。

　　无线技术承载高速数据业务

　　宽带无线移动的发展对技术提出了更高的要求，这不仅体现在LTE/LTE-Advanced、802.16m等承载高速数据业务的无线技术上，还体现在支持广泛接入的无线核心网络上。从核心网络来看，它不仅支撑原有蜂窝的传统系统，面向未来的发展还将支持更加广泛的有线接入技术和其他原有的固定无线接入技术。从其发展状况来看，一方面在业务控制层面有统一的IMS来控制，另一方面则拥有面向全IP的分组核心网络EPC，即多种接入分组核心网的平台。

　　无线接入技术目前正处于3G增强型阶段，其宽带技术的初级阶段在全球范围内已拥有非常成功的部署。无论是在WCDMA HSPA频段、TD HSPA+频段以及CDMA EV-DO频段，无线技术都能相应地提供一个小区的吞吐量，分别达到40Mbps、4Mbps和3Mbps的水平。面向下一代的新技术如LTE和802.16m，它们都可在20MHz频段中提供300Mbps的吞吐量。而面向未来的IMT-Advanced技术，则可在40MHz～100MHz频段提供600Mbps的吞吐量，它和现有的LTE技术效率相当，因此，LTE在带宽加宽的条件下，很容易就能达到4GIMT-Advanced的要求。

　　频段是无线技术发展非常关键的因素，WRC-2007将450MHz～470MHz、790MHz～806MHz和2300MHz～2400MHz共计136MHz的频段规划为新的IMT全球使用频段，用于蜂窝移动通信业务的使用。虽然ITU尚未确定以上 频段的分配方案，但包括中国在内 的多个国家已经考虑在2300MHz～2400MHz频段使用TDD技术。由于频谱资源的匮乏，未来FDD频谱资源将愈加难以获得，WRC-2007的频谱划分为TDD技术的发展创造了更多机会。

　　对于面向下一代的技术来说，LTE在产业和技术方面都非常有代表性，从它的需求和目标可以看出，LTE可以提供更高的数据速率，不仅可以设计峰值速率，还能改善小区边界用户的吞吐量，并在5公里内达到最优。LTE还可降低分组延迟及支持多种业务，最主要的就是能够支持MBMS和实时性业务，并使VoIP业务的Qos达到电路域水平。LTE在提高频谱效率方面表现更为突出，上行速率可达到HSDPA的3～4倍，下行速率可达到HSUPA的2～3倍。此外，LTE灵活的频谱配置可适应不同的频谱带宽，并可支持FDD和TDD。

　　LTE-Advanced是LTE的进一步演进，支持与LTE的前后向兼容。相比较而言，LTE更加关注宏蜂窝环境的业务支撑能力，而LTE-Advanced则重点解决低速移动以及多种室内环境的覆盖，所以LTE-Advanced更强调自配置和优化的增强。目前，为了达到LTE-Advanced所设定的目标，3GPP已经设定了在物理层对于原有LTE进行增强的过程。增强后的LTE-Advanced将支持更大的带宽，并将采用多频谱整合的方式来实现最大带宽100MHz的目标。在传输方案的过程中，它对于上行/下行接入将扩展多天线传输，并混合多种接入方案。以多频谱协作与多频谱整合的工作为例，一方面是在多频段之间进行，即在高频段进行局域覆盖和低频段进行广域覆盖的情况下，把广域和局域的覆盖进行协同;另一方面则要把射频的相临和离散频带的资源进行整合，这样就使得频谱使用率达到十分灵活的程度，并能使100M的频谱在资源上实现支撑使用。

　　802.16m是LTE-Advanced的一个重要分支，并与802.16e后项兼容，所以与LTE-Advanced存在有一定的差距。但从其峰值频谱效率来看，802.16m在最高峰值频谱效率(20MHz)的条件下，可达到300Mbps的吞吐量，从这点可以看到，802.16m的基本性能和LTE非常接近。在移动性方面，802.16m从低速条件下向高速移动的方向发展，且考虑和其他多种接入技术的切换和互通关系。为了达到802.16m提出的目标和性能，需要采用一些新型技术，因此在降低信令开销方面，802.16m引入superframe、miniframe概念，考虑将控制信息分为广播信令和专用信令，并降低资源分配和MAC报头的开销。在消除干扰方面，802.16m则考虑引入软频率复用、小区间干扰协调和宏分集等技术。此外，802.16m不仅通过优化同步、寻呼和切换等过程来提高VoIP容量，还通过提升MIMO性能来增强中继技术。

　　核心网络支持广泛接入

　　目前，以3GPP为主导在不同层面进行整合已经成为一种趋势。GPRS分组核心网络主要支持2G的GPRS、cdma2000及CDMA，同时也可以和WiFi形成互通关系。随着全IP化网络的发展，现在引入的核心网络被称为演进的分组核心网络(EPC)。EPC的覆盖范围更加广阔，除了GPRS分组网络服务的分组技术以外，它还可以分组LTE技术，甚至分组目前在3GPP开展的XDSL和光纤接入技术(见图2)。EPC将最终发展为Common IMS来负责业务控制方面的工作。在业务控制方面，除了要对于原有范围内的技术进行控制之外，还引入了电缆接入和NGN接入等技术，所以Common IMS包含的范围最为广泛。

　　图1 移动核心网在不同层面的整合 来源：3GPP workshop

　　从移动的方面来看，面向宽带业务的融合主要有两条路径，这两条路径将解决不同层面的重合问题。一条是采用Common IMS来实现不同核心网络采用相同业务控制的问题，另一条是采用EPC来实现共同的核心网。Common IMS是基于SIP/SDP的会话控制方式，在鉴权与认证方面更多地采用Diameter方式，它主要根据运营商的需要进行扩展，因此可对QoS进行资源控制，并进行计费、安全识别和漫游，这些功能都是在蜂窝移动通信自身条件下发展的，后续则引入了独立于接入的多种适配，并可实现多媒体组件的标准化。目前，市场上已经出现了Common IMS设备面向固网和互联网的融合，但其现有架构还需要进一步的扩展。

　　EPC是支持多种接入的共同核心网络，可以看到，在EPC的核心网络上通过接入互通的一个单元，即可实现多种无线接入和有线接入共同的接入方式。基于端到端网络的EPC，其网络更加扁平化，并可更多地减少节点数。EPC还支持IETF和GTP的移动性管理，以及支持3G和非3G系统(如WiMAX,WLAN等)的接入。此外，EPC基于分组多媒体的优化可支持端到端的路由优化以及业务本地化。EPC还可和多种接入技术进行互通，所以，在EPC网络中，所有业务都能够实施良好的移动性管理和业务增值。在 这种条件下，拥有无线业务和移动 业务的运营商即可通过这种模式对固定业务和移动通信签约业务进行 绑定管理，这将更能满足市场发展的需求。