从WCDMA到LTE的渐进演进

tomtuo

　　目前，WCDMA在3G全球商用网中占有着最大的份额。但是传统的384kbit/s的数据传输速率已经不能满足日益增长的数据业务需求，所以，向具有更高数据传输速率的下一代移动通信技术演进是发展的必然。WCDMA-HSPA-LTE的发展便是3GPP框架内一个具有渐进性、延续性的发展过程。

　　HSPA分为HSDPA和HSUPA。其中，HSDPA的标准化早已完成，商用化也正在如火如荼地展开。而HSUPA标准化刚刚完成，成熟的系列商用化产品链还有待开发完善。

　　HSDPA技术是提高WCDMA网络高速下行数据传输速率最为重要的技术，是3GPP在R5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的，它可以在不改变已经建设的WCDMA系统网络结构的基础上，提高用户下行数据业务速率(理论最大值可达14.4Mbit/s)。该技术是WCDMA网络建设中提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。在HSDPA技术方案中，涉及的关键技术主要包括自适应编码调制、HARQ、快速蜂窝选择(FCS)、MIMO等。

　　3GPP中确定了HSDPA演进的三个阶段：(1)在3GPPR5中，引进诸如由控制信道支持的高速下行共享信道，具有自适应调制技术(QPSK&16QAM)、速率匹配以及NodeB的共享媒体高速访问控制(MAC-hs)等新的特性，用以获得10.8Mbit/s的峰值数据速率。

　　(2)在3GPPR6中，引入天线阵列处理技术以提高峰值数据速率至30Mbit/s。这种天线阵列技术主要包括面向单天线移动通信系统的基于波束成形技术的智能天线，以及面向多天线移动通信系统的MIMO技术。

　　(3)最后一个阶段正在研究当中。在此阶段，通过引入OFDM技术(每用户设备选择子载波传输)和64QAM调制将使峰值速率达到50Mbit/s以上。其主要的新特性包括结合更高调制方案和阵列处理的正交频分复用(OFDM)物理层；具有快速调度算法的MAC-hs/OFDM，根据空中接口质量为每一个用户设备选择专用的子载波，从而优化传输性能；作为控制实体的多标准MAC(Mx-MAC)，以实现正交频分多址(OFDMA)和码分多址(CDMA)信道间的快速交换。

　　HSDPA目前已在全球范围内进入规模商用化阶段。截至2008年上半年，全球部署了200多个WCDMA网络，其中有150多个网络已经升级或者新增了HSPA功能，还有40多个运营商正在进行HSDPA的测试。2009年将会有更多WCDMA网络升级成为HSDPA。预计到2011年，HSDPA将占领全球3.5G移动宽带市场的主体，市场份额大约为65%。

　　HSUPA是3GPP协议体系在R6版本中引入的无线侧上行链路增强技术。HSUPA通过采用多码传输、HARQ、基于NodeB的快速调度以及2msTTI短帧传输等关键技术，使得单小区最大上行数据吞吐率达到5.76Mbit/s，增强了WCDMA上行链路的数据业务承载能力和频谱利用率。

　　由于HSUPA的实现难度高于HSDPA，其标准化工作也相应滞后，导致还没有太多成熟的商用产品。但是随着手机游戏、视频共享等互动业务的需求大量增加，将来必能适应市场的需要而快速发展起来。

　　LTE项目是近两年来3GPP框架内为了应对WiMAX等通信技术的挑战于2005年年底紧急启动的规模庞大的新技术研发项目。作为3G向后的演进，LTE得到了各大通信企业、高校和通信研究机构的广泛关注与参与。它采用OFDM和MIMO作为无线网络演进的唯一标准，改进并增强了3G的空中接入技术。数据传输能力方面，在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，同时，改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。与3G甚至HSPA相比，LTE在高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容等方面都更具技术优势。

　　由于全球有多家实力雄厚的移动运营商表示其下一代网络都将采取相同的移动通信技术LTE，使得LTE在4G领域占尽先机，市场前景一片光明。