LTE的基本原理和業務發展前景

張劍　蘆海波

【摘要】 隨著LTE的迅速發展，其低時延、高帶寬等特性使用戶的移動業務體驗有效提升，從而使移動互聯網時代的業務需求得到了更好的滿足，進一步促進了移動通信市場的發展。本文筆者在介紹LTE基本原理的其礎上， 對LTE當前的業務發展現狀進行了分析，并結合LTE的技術優勢分析了其發展前景。

【關鍵詞】 LET 基本原理 業務發展

LTE技術主要采用了MIMO和OFDM作為技術標準，同時使用了64QAM這種高階調制編碼技術，可以說是新一代無線通信的演進技術，使數據傳輸速率得到有效提高。同時，LTE主要采用了扁平化的系統結構，使數據傳輸的時延大幅度降低。

一、LTE的基本原理

1.1 LTE 網絡結構

在3GPP的LTE項目中，對系統的時延需求更加嚴格，由LTE空閑模式將控制面時延轉移到激活模式，但并要求時延不能超過100ms，而當休眠模式轉移動激活模式的情況下時延不能超過5a0ms。在空載和小IP分組的條件下用戶面時延不能超過5ms，為達到上述要求，對于無線幀長度、空中接口TTI等變化，3GPP以縮短空中接口的時延，并優化和嚴謹了網絡結構，使通信路徑上的節點跳數盡量減少，從而使網絡中的傳輸時延盡量減少。從整體上來說，LTE系統與3GPP系統相似，無線接入網與核心網依然存在邏輯關系，其接口也依舊清楚，空中接口在無線接入網終止。將其系統架構主要分為了兩部分，即一是演進后的核心網EPC，二是演進后的接入網E-UTRAN，演進后的系統主要存在于分組交換域[1]。由于E-UTRAN的網元設備僅由eNB構成，以此形成了更扁平化的網絡結構。LTE網絡實現了全IP路由，各個網絡節點之間與Internet區別不大，網絡結構趨近于IP寬帶網絡結構，其最大優勢在于低時延、低成本及高帶寬等。

1.2 LTE 幀結構

LTE系統同時定義了兩種方式，即一是頻分雙工FDD，二是時分雙工TDD，LTE系統主要采用TDD模式，在同一頻率行上下行工作，所有幀結構對于上下行所占用資源的位置和時間等信息都要同時給出。LTE系統幀結構中，無線幀長度為10ms，將其分為兩個5ms的半幀，一個半幀主要由長度為1ms的5個子幀組成。長度為0.5ms的2個常規時隙會組成常規子幀，由DwPTS 、UpPTS及GP這3個長度共1ms的特殊時隙組成特殊子幀。

二、LTE的業務發展現狀

2.1 運營商力挺

目前，LTE技術已經得到了全球移動通信（GSM）協會的大力支持，同時很多運營商也紛紛選擇了LTE。最先采用LTE技術的是美國AT&T，對于AT&T來說，符合邏輯選擇的必然是LTE技術，投入LTE網路建設視情況就在未來幾年時間。英國沃達豐于2007年9月宣布LTE計劃。將會在之后的3～4年后部署LTE。2007年11月，LTE標準在GSM得到應用，并聲稱這一標準在全球將有諸多GSM運營商作為首選。2008年2月，在巴塞羅舉行的3GSM大會上，中國移動總裁王建宙表示，對于LTE的測試，中國移動將與美國Verizon、英國沃達豐共同加入。

2013年，中國移動于6月份啟動LTE網絡主設備招標工作，LTE組網采購規模約有20.7萬個基站，載扇共計55萬，投資紙頭為500億元，在全國100多個城市覆蓋。2014年計劃建成50萬LTE基站，中國聯通計劃每年投資100億元建設3.1萬個4G基站。LTE商用網絡截止2013年全球共11個，主要商用頻段包括2.6G、2.3G。對于LTE頻段，國內中國電信考慮使用1.9G、2.3G和2.6G。

當前，對于LTE的測試DoCoMo已經正式啟動，并對LTE的合作伙伴進行了選擇。LTE得到了諸多運營商的大力支持，目前LTE服務用戶達到了2400萬，在移動寬帶技術中LTE將成為長期的繼任者，可以預想到LTE美好的未來。

2.2 設備商跟進

LTE由于得到諸多運營商的普遍選擇，這為全球移動通信產業的發展指明了方向，在LTE領域中，設備制造商也紛紛投入，促進了LTE的不斷發展，與其他競爭技術相比，LTE的商用更讓人期待。

在商用產品的推出上，LTE根據3GPP所制定的計劃，商用產品于2008～2009年推出，與此對應，商用LTE產品計劃也有設備制造商紛紛推出。其中，多制式基站的LTE商用產品為華為在2009年推出，并將LTE商用網絡在全球進行了部署；LTE的相關產品由北電在2008年推出，這樣以來滿足了2010年后對LTE網絡的大規模商業部署；在2009～2010年NEC推出了LTE的有關服務，因而對相關網絡及終端產品有了積極的準備。愛立信與大唐在LTE領域展開了合作，重點研究了LTE/TDD技術，并在2010～2012年期間推出了TD-LTE，從而實現了熱點地區覆蓋[2]。

在LTE的應用測式上，因為有設備制造商的大力推動，早在2008年部署了試商用網絡，并且順利對LTE的應用進行了測試，對于LTE的呼叫測試已成功完成。這是LTE商業化進程中是一個非常重要的里程碑。之后，對諾基亞對于LTE的多用戶野外試驗在德國柏林首次完成，這也是世界上首例，證實對于LTE的性能要求3GPP標準技術能夠滿足，這表明從實驗室到商用LTE又進了一步。

三、LTE的發展前景

3.1 運營商決定技術路線發展方向

長期以來，在3G向4G的演進過程中，基于4大3G標準，即WiMAX、WCDMA、CDMA2000及TD-SCDMA，演進過程中分別形成了WiMAX、UMB及LTE這三條路徑。全球的移動通信產業在這三條演進路徑清晰之后開始從3G邁向4G，未多種移動通信技術標準中移動運營商的選擇決定著LTE未來的發展前景。

從設備商到運營商決定的變化，是移動通信技術路線選擇的必經之路。2G時代，發展為2G標準的PDC、GSM、IS-95及IS-136，在很大程度上都取決于設備商。設備商在技術路線選擇上因其強大的研發實力使其具備了絕對的話語權，由很多設備商形成了一個聯盟陣營，他們共同一個通信標準。而運營商在雙方的博弈中由于研發實力不強，不得不聽從由其他設備商所提出一建議，并且對于其他設備商諸多的解決方案都必須接受。當前，對于3G時代的情況依然改觀不大，以GSM系統為主的歐洲國家是WCDMA的主要支持者，美國高通北美公司主導提出了CDMA2000，美國廠商提出了WiMAX，我國大唐提出了TD-SCDMA。設備商聯盟的研發實力較強，在所提供的幾種標準中運營商只能進行選擇，主要由政治方面的博弈或設備商聯盟依靠技術實力來決定各種技術標準的發展態勢，各種標準在最后會達到一種均衡狀態，并共同存在[3]。對此，可以看出，設備制造商在2G和3G時代成為技術路線選擇和技術發展走勢的主要推動力量。endprint

當前，在全球移動通信業的快速發展的環境下，運營商的用戶規模不斷增加，同時也大大增強了資金實力，從而促使了國際交往合作的不斷加深，有了更多基于自身利益的現實問題可以在未來技術標準的選擇中進行考慮。首先是互聯互通，在實現國際漫游與互聯互通上不同的技術制式會存在著很多障礙。目前，CDMA主導著Verizon的網絡，UMB是未來平滑過渡的方向。但是，其所選擇的是LTE，與沃達豐網絡的兼容漫游是其選擇中主要考慮的因素。其次是規模經濟的影響，諸多運營商共同選擇了一項標準，對該主流標準的產業鏈集中力量做大，這在網絡建設設資、業務終端種類等方面都有極大的好處。

3.2 4G時代的主流標準

雖然，UMB數據傳輸率最高可達280Mbps，但目前對于該技術還沒有任何一位運營商家表示愿意進行測試，在市場中幾乎是沒有需求量。而美國Verizon公司宣布支持的LTE，對于UMB及高通公司來說是一個重大的打擊，Verizon作為北美最大的CDMA網絡運營商，其所支持的LTE，對全球其他地區CDMA運營商的選擇將會產生一定的影響，導致在UMB的研發投入中設備商不斷縮減，進而促使UMB出現衰退。而中國電信LTE的商用化以R9為起點，4G是LTE，LTE不一定是4G。

由于WiMAX是一個全新的技術，其產品、標準化及終端等方面還有待進一步提升，而已經開始領跑4G的其他兩大標準先入先發有明顯的優勢，WiMAX與之前比已明顯滯后。另外，由于WiMAX與TD-SCDMA之間的競爭激烈，除了面臨用戶市場的競爭外，在頻譜資源上還存在著較大的競爭，WiMAX是TD-SCDMA走出國門的主要對手，得到中國政府的支持很難。對于LTE演進方向的態度中國移動有明確宣布，這為兩者建設持續合作關系增加了難度。目前，根據中國的形勢，未來3G市場將會采用CDMA2000、WCDMA等技術，WCDMA網絡運營商在其中最為成熟，必然會經LTE演進至4G；而對于C網的運營商來說，由于對數據業務支撐CDMA網絡較強，使其難以與WiMAX建立合作關系，未來將在LTE和UMB中選擇其演進的路徑。總之，WiMAX在全球最大的移動通信市場上將很難再有發展市場。

總之，面對未來移動通信技術的發展方向，需要我國政府引起高度重視，在發展過程中做出科學規劃。同時，組織相關科研機構在研發是加大投入，在涉及國家利益博弈是做出對策，在戰略策略上及早做出規劃，確保在4G時代我國贏得更多的話語權。而對于我國移動運營商來說，應注重與價值鏈相關方的合作，雙方聯合研發才能實現合作共贏，這樣一來，我國在將來才能爭取得更大的知識產權比例，從而進一步提高了國際競爭力。

參 考 文 獻

[1] 楊光. 國際領先運營商LTE業務發展策略綜述與展望[J]. 移動通信. 2013，15（12）

[2] 王建明，于翔. 從DOCOMO的成功看LTE業務發展策略[J]. 科技創新導報. 2012，21（7）

[3] 段群麗. TD-LTE宏蜂窩網絡規劃研究[J]. 華南理工大學. 2012，11（1）

作者簡介：

張劍，出生年月：1975年11月 性別： 女 民族：漢 籍貫：湖北襄陽 學歷：本科 職稱：通信工程師 研究方向：光纖通信。

蘆海波，（1978.2—），男，湖北襄陽人，中共黨員，通信工程師，本科，研究方向：互聯網技術。endprint