3G(r4) ->HSDPA(r5)->HSUPA(r6)->LTE(OFDMA)

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/30 03:17:13

随着PDA和笔记本电脑的发展普及,用户希望能够随时随地上网,一个新的市场——“宽带无线游牧/移动接入”正在兴起。宽带无线接入技术面向一个固定和移动通信融合的新市场,它可提供与宽带有线固定接入并行的宽带无线接入业务,支持游牧和移动应用。它与宽带固定接入使用共同的核心网、业务支持和AAA系统,其速率可达几百kbit/s甚至几十Mbit/s,终端主要是笔记本电脑和PDA。

 

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3G(r4) -> HSDPA(r5) -> HSUPA(r6) -> LTE(OFDMA)

目前的2.5G/3G手机移动数据业务和宽带无线接入业务是两个不同的市场段。手机数据业务基本是一个专网,下载速率在100kbit/s以下。智能手机可以接入互联网,但是性能不理想没有形成主流应用。3G系统不能有效地满足这一市场的需求,因此目前3G系统正在向3.5G(HSDPA/EV-DO)演化,开始进入宽带无线接入市场。3G系统在支持IP数据业务时频谱效率低的原因是,其面向连接固定带宽的结构不适应突发式IP数据业务的需求。为此,3GPP在R5系统中增加了高速下行分组接入(HSDPA)(被称为3.5G),速率可以达到10Mbit/s以上,随后将进一步在R6中增加高速上行分组接入(HSUPA),核心网也在向全IP网演化。HSDPA和HSUPA被称为3.5G技术,属于中期演化技术,受原体制束缚较大,性能不够理想。在一段时间内的宽带无线接入市场上,HSDPA、HSUPA与WiMAX的竞争将处于劣势。为了能够与WiMAX竞争,2004年12月3GPP雅典会议决定由3GPP RAN工作组负责开展长期演化LTE(被称为3.9G)研究,将于2006年6月完成,2007年6月推出。

LTE将选择新的空中无线接口标准(0FDMA),使用带宽从1.25MHz到20MHz,速率下行达到100Mbit/s,上行达到50Mbit/s。LTE还将发展新的网络结构。此前3GPP的演化方案包括HSPDA都是在原有RAN和核心网的基础上逐步演进,受限制较大。所以LTE将在原来的3G无线接入网之外,建立一个新的全IP化的RAN和与固网融合的纯IP的核心网,以满足宽带无线接入的需求。这样移动通信系统将不再自成系统,而只是提供宽带移动无线接入,真正实现了固定网和移动网的融合。

3GPP决定发展LTE是一次有战略意义的决定,对于其未来的发展有深远影响。尽管目前LTE的发展能否摆脱原来体系结构的束缚还有疑问,但是其成员是目前3G的主流运营商,力量雄厚又拥有3G频率使用许可证,他们发展的LTE即使性能差一些,在宽带无线接入市场上仍然拥有很强的竞争力,而且他们一旦拥有LTE就不会再考虑使用Wimax等竞争的技术。此外,LTE使用3G的频率,甚至可以使用2G的频率,有较好的穿透能力,保障系统有较高的性能价格比。

从下图可以看到,3GPP LTE讨论在物理层引入OFDM和MIMO技术,而未来的4G预计将是基于OFDMA的技术。所以,WiMAX和3G沿不同路径演化,最终将采用类似技术。

 

wimax(OFDMA)!铁通?频谱???

Wimax(IEEE 802.16d/e)是固定(游牧)/移动宽带无线城域网技术,其无线链路的物理层和MAC层的设计考虑了突发型的分组数据业务的要求,能够自适应无线信道环境,其核心网是标准的IP网。WiMAX是由IT界发展的宽带无线接入技术,由于没有原体制的束缚,最符合宽带接入市场的需求。由于LTE的出现,可能采用WiMAX的运营商主要是固网运营商和新运营商。除了英特尔,摩托罗拉、飞利浦、三星、阿尔卡特、西门子、德州仪器还有NTTDo-CoMo等IT设备制造商是WiMAX坚定的、强有力的支持者,他们希望通过WiMAX进入宽带无线接入市场。Intel在未来笔记本电脑中捆绑WiMAX的承诺增强了WiMAX的竞争能力。

wimax采用的OFDMA技术在IP速率上远远优于WCDMA。WCDMA要获得比较好的覆盖,距离需要有一个处理增益在里面,涨宽来实现的,但是在今后高速的速率支持情况下,如果支持一个70MBPS的速率,至少需要200M以上的处理增益在里面,这实现起来不太现实的。而OFDMA,由于子心脏的特性可以很好处理一些问题。所以802.16e比较突出的特性就是在反向吞吐量上能够极大优于HSDPA。

由于wimax有反向的很强的吞吐量,达到4M或3M情况下,现在手机基本上带摄像头的,它应用广泛得多了。举一个简单的例子,安全性应用,比如在奥运场馆里,奥运场馆部门地方,保安人员可以带一个手机,由于反向电路速度非常快可以当一个小摄像机使,对进入场馆的人监视,它图象或影像直接传到保安中心,可以很快查到这个人是足球流氓还是恐怖分子,可以很快得到一个查证,这也是一个应用。这些应用都是基于需要一个很宽的上行通道,像可视电话就更加需要。

频谱问题被认为是WiMAX的最大挑战。在中国,主流的看法是WiMAX频谱可能有两种解决方法:一是收回目前供专有宽带无线接入使用的3.5GHz频段,改为供WiMAX专用;二是发放3.3GHz频段供WiMAX使用。

中国主要大中城市的3.5GHz频段已经被电信、网通、移动、联通、铁通、卫通等六大运营商瓜分完毕,用于专有无线接入。如果重选择3.5GHz用于WiMAX,那么会造成的一个局面是:拿到3G牌照的运营商将把持3.5GHz频段,但不进行大规模部署,最多只会将WiMAX作为3G的补充;而没有3G牌照的运营商(例如铁通)可能将把WiMAX视为机会,与3G运营商进行竞争。在3.5GHz招标中,中国铁通占有东、中、西部城市分别为57个、72个和21个。从绝对数量看,获得的东部城市3.5GHz资源最多,这有利于铁通抢占东部发达地区宽带市场。如果铁通获得WiMAX牌照,将尽快构建WiMAX网络和运营平台,与3G运营商在宽带无线数据领域展开竞争。但3.5G的Wimax穿透率以及性能是一个问题。

WiMAX叫的很凶,很多用户都误认为WiMAX插上卡就可以工作,实际上不能。今天WiMAX能够提供的商品化产品全部是室外天线的,3.5G赫兹的宽带固定接入系统,这个系统目前由于中国城市地楼房密集,3.5G频率穿透能力很差,实际上在中国使用会有一定的困难。如果都是平坦地区,一两个小房子,接一个天线就可以。在WiMAX之前,运营商已经部署了一些基于专有技术的3.5GHz、5.8GHz和26GHz无线接入系统,但并不成功。这些专有系统是基于视距传输技术,因而导致基站选址困难,并给用户接入带来不便。由于安装系统需要专业人员以及用户和物业的配合,致使用户满意度低。另外,非统一标准导致设备不兼容和成本高。受诸多因素影响,联通3.5GHz无线接入系统原计划开展视讯、互联网、语音、虚拟专用网、数据专线、村村通、移动基站互联、应急通信等业务,但最后仅局限在IP超市和基站互联业务。联通得出的结论是采用目前的技术在城市做宽带接入既没有比较优势,也没有好的赢利模式。

目前已经认可的频率是3.4-3.8GHz许可证频率和5.725-5.85GHz免许可证频率。很多国家允许使用更高的频率,将其当作5GHz免许可证频段的一部分,目的是室外应用。由于其穿透力差,使用这些频率的WiMAX系统不可能和LTE竞争。正待批准的频率是2.3-2.7GHz许可证频率,韩国政府很有远见,2.3、2.4都一下子给了韩国的WiMAX,全世界一致努力想争取2.5到2.6G的频段。这些频率仍然偏高,与3G移动通信频率相比性能较差。也就是说,3.5G甚至2.3G的wimax在LTE面前仍然没有竞争力。

使用空白地面电视频率(UHF)的WiMAX系统将具有优异的性能和极强的竞争力,尤其是在农村边远地区,将成为消除“数字鸿沟”的有效手段。这种系统可以看作是空中的“电缆调制解调器”与地面数字电视广播融合形成网络新媒体。在频率重新分配上,美国Wimax是走的比较快的,两个策略,一个是把698到794称为700频段,重新分配,安排许可证。这是所谓的下700兆,仍然保持为电视频段,还是按照电视频段来划分。上700兆,就打散了,原来的电视频段重新分了,分成5兆、10兆,下700兆在美国已经拍卖了,上700兆还没有。这是第一件事。因此700兆频率已经被移动通信所争取的,包括3GPPLTE里面有一个工作组,也是想要700兆,700兆是一个肥肉,谁都想要。美国第二个措施,所谓二级市场倡议,电视在51频道以下,这是电视频段,如果电视没有用,这就是属于空白,那么数据就可以用,条件是无线电。在我们国内这一步还没有走到,国内已经把原来的属于广电总局管,这个频段并不是广播专用的。798以下现行的是做广播业务,而不是做别的业务。中国无线电管理委员会已经收回798-862MHz的广播频段,可以供宽带无线通信使用,但798MHz以下的广播频段仍由广电总局使用。