详解CDMA的长期演进之路

网络 无线技术
本文探讨了CDMA系统的可靠性能及灵活性,介绍了阿尔卡特朗讯的LTE解决方案。该方案将使运营商能更加无忧地制定LTE演进策略,并在竞争中立于不败之地。

1  引言

移动运营商今天正面临着曾驱动固网运营商网络转型的数据业务快速增长的趋势,而且这种趋势在越来越多年轻终端用户不断变化的业务使用模式下愈演愈烈。他们更喜欢使用即时消息类业务而非语音业务,即用户的业务使用正在从传统的电路域业务悄然向分组域业务转换。因此,无线运营商需要顺应用户需求,将网络向全IP方向转化以降低单位比特成本,下一代的LTE长期演进正好可以满足这种需求。

CDMA2000 1x与1x EV-DO都提供了向LTE灵活且无缝的演进方案,而无线运营商则需要根据自己特定的需求,综合考虑多种因素(如进入市场的时机,演进技术的选择,技术生态系统的成熟度,VoIP的可靠性,无缝互操作,可用的频谱及CAPEX投资等),来制定相应的演进路径。本文将对上述因素进行分析,探讨CDMA系统的可靠性能及灵活性,并介绍阿尔卡特朗讯LTE解决方案。该方案将使运营商能更加无忧地制定向LTE的演进策略,并在竞争中立于不败之地。

2  下一代无线网络的驱动力

在驱动无线网络向下一代网络演进,从倚重语音业务到更加重视数据业务的转型中,年轻的无线用户正扮演着越来越重要的角色。新兴的机器对机器(M2M)的应用需求及应用模式正在重新书写“无线用户”的定义。运营商一方面要不断演进其网络以适应这些新的需求,另一方面仍要考虑将运营成本最小化以保持健康发展。

2.1  终端用户的市场趋势

在未来的5年内,年龄在11~33岁左右的年轻人将对无线业务的发展产生深远的影响。目前,移动数据业务正以每年40%的增长率高速增长,其中年轻用户与大众用户的业务使用模式大相径庭。尽管年轻用户仍然使用语音业务,但他们更青睐诸如短信、电子邮件、即时消息、照片、视频以及在线游戏等业务,这些业务已经成为他们不可或缺的重要的补充通信模式。年轻用户们还对社交类网站(如Facebook,校园网,开心网等)以及点对点的通信业务(如音频、视频及在线游戏等)有着浓厚的兴趣。

如今,越来越多的IT部门及个人企业用户正越来越多地使用无线应用(如协同合作、视频会议、数据传送等应用)办公。根据工作需要,员工可以随时利用无线网络接入公司的数据库及公司内部网络。另外,在越来越多的行业领域,机器对机器(M2M)的应用(如视频监控、车队管理及公共安全方面的应用等)与日俱增。有数据表明,美国企业的M2M无线应用市场将在2011年达到2000万个连接,同时每年仍将以20%的增长率稳步增长(数据来源:Yankee集团,2008年7月)。

这些应用趋势揭开了无线应用广阔前景的一角。

2.2  运营商面临的挑战

到目前为止,运营商仍控制并在一定程度上限制着移动数据业务的增长,因为不断增长的互联网业务并未带来更多的收入。此外,为了避免移动数据业务可能带来的网络拥塞造成降低高价值用户服务质量的现象,运营商正尽量限制此类应用。由此可见,现在的3G网络虽足以承载目前的语音及数据业务,但是当要承载大量低价值的高速数据业务时,其经济性还远远不够。

从全球来看,运营商在竞争策略、技术发展趋势及相应的法规等方面都开始了一种新的改变,即支持开放的接入模式。很多运营商都宣布将支持开放的接入模式,使终端用户可以获得更加一致的接入体验。用户终端(如苹果的iPhone)也正在走向更加开放的应用生成环境,近50家公司已经加入了Android开放终端联盟(Andriod Open Handset Alliance)。因此,运营商需要转换其业务模式以应对这种新的变化,大力拓展用户付费收入和非用户付费收入(如广告类应用、额外特别定制的应用或者是融合了多种接入方式及终端的融合业务等),同时还需保证新的业务模式及应用所需的可扩展性、灵活性及QoS等要求。

无线运营商既要顺应无线用户对下一代无线网络的需求,同时还要在不断变化的环境中维持网络的经济性。只有如此,才能使得无线运营商在飞速变化、难以预测的市场环境中始终保持竞争力。无线运营商需要制定明确的网络演进策略,平衡当前收入要求和未来长期策略之间的关系,引入后端收费模式,拓展非用户收入流。这些对于无线运营商提高年轻用户的忠诚度并降低其离网率也是至关重要的。

几乎所有的GSM,WCDMA及CDMA运营商都已将LTE作为他们未来无线网络演进的终极归宿,这将确保包括芯片、终端及网络设备在内的LTE产业链健康有序发展。 #p#

3  CDMA无线网络演进路径的选择

如图1所示,CDMA网络运营商在决定其演进到LTE的路径时有多种选择,并非所有的运营商都要走完全一样的演进道路。

 
图1

阿尔卡特朗讯可以支持无线运营商沿着以上任何路径演进,配合运营商一起分析考虑其欲采用的技术、进入市场的时间以及演进的步骤。另外,阿尔卡特朗讯还可以分析运营商对VoIP业务需求的急迫性,既支持基于EV-DO网络快速部署VoIP业务的方式,也支持以3G-1x提供语音业务同时以EVDO及LTE提供数据业务的方式。

3.1  进入市场的时间

许多运营商的演进策略主要是基于其进入市场的时机及其可用的频谱资源而定的。有些运营商希望能成为打破壁垒的业界领袖,故采取激进的网络演进及部署策略,如美国最大的无线运营商Verizon。而另外一些运营商则希望采取更加稳健的演进策略,一方面保持并完善现有EV-DO网络的竞争力,另一方面等待LTE产业链的真正成熟,在终端成本及风险都大大降低且已有多种吸引终端用户的应用后再行部署LTE网络。

Verizon积极推进FDD LTE部署的主要原因如下:Verizon与Vodafone是战略伙伴关系,Vodafone拥有Verizon wireless 45%的股份,Verizon在700MHz频段的拍卖中获得了其中10MHz的频谱,因此一方面Verizon期望更好地利用这10MHz频谱,与其竞争对手Sprint部署的WiMAX网络抗衡,另一方面也配合Vodafone全力推进FDD LTE的产业链发展,使其能尽快达到商用的成熟度。对于那些频率资源有限,且希望能分享LTE产业链成熟后规模经济带来的成本降低的CDMA运营商,或许会更多地考虑尽量增加现有CDMA/EV-DO网络的竞争性,如在近期先将网络演进到EV-DO Rev.B,待日后LTE成熟后,终端成本降低到终端用户可接受的价格水准后,再将网络进一步演进到LTE。

不管运营商采用哪种演进策略,cdma2000 1x与EV-DO都将与LTE长期共存,并持续发展。

3.2  产业链的发展情况

被业界广泛认可的演进策略可以促进产业链的快速发展乃至成熟。从过往经验上看,新部署的网络需要假以时日才能吸引终端用户加入并达到一定规模。而且,通常需要几年的时间,终端设备的价格才能下降到一个合理的、大众用户可以接受的水平。LTE网络开始部署时,通常只会集中在热点地区及室内覆盖环境下的业务提供,这就要求终端必须是能同时支持CDMA及LTE的多模终端,以保证用户在LTE的网络部署尚未达到完全覆盖(通常需要几年的时间)时,能够在CDMA网络和LTE网络间实现无缝漫游和切换,而这将进一步提高LTE的终端成本。因此,LTE产业链的发展尚待时日。 #p#

4  CDMA向LTE平滑演进的有力保证

CDMA技术为运营商提供了成熟、稳定及无缝的LTE演进路径。也为运营商在选择演进的技术及时机时提供了极大的灵活性。

由于CDMA采用的是窄带技术(见图2),理论上运营商可以不断减少留给CDMA的带宽,从而扩大分配给LTE的带宽,以配合终端用户的不断迁移。当然,是否采用与CDMA共频段部署LTE网络,则完全依赖于运营商有哪些可用的频段。如果运营商现有CDMA频段资源紧张且有其他空闲的频段,则可以考虑采取LTE叠加部署在新频段上的方式。

 
图2  CDMA为运营商提供有效的向LTE频谱/用户迁移方案

中国电信现有的CDMA频段共有10Mhz带宽,可支持7个CDMA载波。此外,中国电信还在2.1GHz频段获得了15MHz的带宽作为3G频段(见图3)。考虑到1x平滑演进到EV-DO Rev.A的能力及EV-DO Rev.B与Rev.A独有的前向兼容优势,建议中国电信首先考虑在现有850Mhz的频段上继续部署cdma2000 1x和EV-DO Rev.A,并尽快将网络升级到EV-DO Rev.B,以增强CDMA网络竞争能力,实现与HSPA的长期竞争。

 
图3  中国电信频率资源情况

对于网络的长期演进策略,中国电信则可以考虑在LTE产业链真正成熟后,在2.1GHz频段上部署LTE。只有在5Mhz以上的带宽内部署LTE,才能更好地体现LTE的高频谱效率优势。因此,除非有频谱带宽的限制,否则阿尔卡特朗讯建议运营商从10Mhz带宽开始部署LTE。

相比Rev.A,Rev.B的用户体验有显著的改善。Rev.B的移动终端都支持多载波,使得用户可以体验需要更高速率的数据应用,其不对称的前向/反向频率分配更适应用户的应用需求。Rev.B在现有的Rev.A载频上提高了宽带数据的吞吐量及覆盖,大大提高了网络中数据业务的使用率以及运营商的数据收入,并为运营商提供了进一步细分市场的可能及手段。对不同市场制定更有针对性的市场策略可以获得更高的数据收入。

作为全球CDMA首要的设备供应商,阿尔卡特朗讯支持通过软件升级或基站芯片升级的方式将网络进一步升级到EV-DO Rev.B,以支持更高的峰值数据速率(软件升级:DL 9.3Mbit/s, UL 5.4Mbit/s;硬件升级:DL 14.7Mbit/s, UL 5.4Mbit/s)及网络容量,使CDMA网络在与WCDMA及TD-SCDMA提供的HSPA高速数据能力相比时,仍能先拔头筹。阿尔卡特朗讯于2009年下半年即可通过软件升级支持EV-DO Rev.B,支持更高的峰值速率及吞吐量,并前向兼容EV-DO Rev.A的终端。

对于已有的CDMA系统,阿尔卡特朗讯还提供最平滑的LTE演进路线。阿尔卡特朗讯的LTE解决方案能够借助于SDR等技术将CDMA系统平滑演进到LTE阶段,演进过程将尽可能利用原有站址和基站设备,保护运营商前期投资,同时保证LTE系统与CDMA等其它系统良好的互操作及无缝切换。此外,阿尔卡特朗讯依靠在DSL和IP接入领域全球绝对领先的产业经验和技术积累,可以针对运营商的具体情况提供完善的传输解决方案。为了促进LTE产业的健康发展,阿尔卡特朗讯还致力于终端互操作测试IOT,内容及应用的开发,终端用户测试等包括电信及非电信的广泛而开放的产业伙伴间的合作。

2009年2月18日,美国最大的移动运营商Verizon宣布,已选定阿尔卡特朗讯和爱立信两家公司作为在美国初步部署LTE网络的设备供应商。而Verizon在过去一年中使用了来自6家设备商的产品进行了测试。Verizon同时宣布,阿尔卡特朗讯成为Verizon LTE网络IP多媒体子系统(IMS)的主要供应商,主要用于使LTE网络支持各种多媒体应用。阿尔卡特朗讯是惟一一家为Verizon Wireless提供包括无线接入e Node B,核心网EPC及IMS业务平台的端到端解决方案的厂家。Verizon素以网络质量高、用户离网率低而著称,与阿尔卡特朗讯多年的良好合作使得Verizon坚信阿尔卡特朗讯仍是其网络演进到LTE的最佳忠实伙伴。在未来10年内,Verizon的CDMA/EV-DO网络将与LTE长期共存,相互补充,阿尔卡特朗讯是保证这两个网络实现良好互操作性能的不二之选。

5  结束语

立足3G,放眼4G,阿尔卡特朗讯积极参与全球最早的端到端LTE网络的试商用部署,其积累的3G网络平滑升级到4G的第一手经验不可多得,而这些经验对中国市场及中国运营商都是弥足珍贵的。

【编辑推荐】

  1. 北电CDMA网络向LTE的演进方案
  2. CDMA 1x EV-DO无线网络规划和建设分析
责任编辑:许凤丽 来源: 电信网技术
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