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面向商用未来3G无线技术加快发展

http://www.sina.com.cn  2006年06月22日 23:28  中国信息产业网-人民邮电报

  伴随着3G在全球商用步伐的加快,3G无线网络技术也在加速创新,3G无线接入设备在功能和性能方面也取得了较大提升。无线网络技术自身的演进和发展,为运营商更好地提供3G业务奠定了基础,满足了不断发展和变化着的3G商用服务提出的技术需求和网络需求。无线网络技术的发展为移动通信产业的发展提供了更为广阔的市场。

  3G基站加快部署步伐

  基站是无线网络部署中最为灵活的单位,其价值占网络设备总投资的60%以上。因此,为了部署一个高性能、易管理、低成本的3G无线网络,3G基站的合理部署就显得至关重要。截至2004年年底,全国的GSM和CDMA基站数超过30万;如果重新建设一个同样规模的3G基站群,大概需要150亿元到160亿元,是一笔相当可观的费用。因此,3G基站的部署一定要通过资源的共享,包括站址、机房、配套设施、室内综合布线系统等,以实现节约成本、减少重复建设的目的。

  为了帮助3G运营商节省基站建设成本,设备制造商目前正在积极进行基站技术和解决方案的研究,并取得了一定成果。例如,通过运用集成数字功放技术,大大提高基站的集成度和稳定性。集成度的提高,带来了基站占地面积的缩小和可容纳信道数的增多;通过分布式基站,可以解决基站共址的问题,节省大量的基站部署时间和空间;通过在TD-SCDMA基站中采用中频拉远技术,不仅可以将室外基站最远拉至300米,而且提高了基站选址的自由度,从而大大降低成本。

  目前,中国3G基站的部署正在掀起一股高潮。在中国台湾地区,中华电信将在台湾新增1500个基站,计划于2007年6月建设完成并投入运营;此前,中华电信已经投资120亿新台币在台湾新建了3000个3G基站。这样一来,中华电信的3G网络覆盖率将从目前的85%增至95%。此外,台湾另外一家3G运营商———亚太宽带无线通信公司,也开始新建1200个3G基站。

  在中国内地,3G试验网的建设对3G基站提出了很高的要求。由中国网通、中国电信和中国移动在北京、上海、厦门、保定、青岛等5地进行的TD-SCDMA标准的大规模试验,将在每个城市建立100个基站。基站的选址问题是3G网络建设中最难解决的问题。联通网络建设部表示,3G基站部署应以2G网络话务和数据分布情况为依据,基站应该选择数据业务密集的位置,这样能够提供更高速有效的数据服务。

  HSPA开启移动宽带时代

  HSPA技术的诞生,是为了满足用户不断增长的对于多媒体、流媒体等高移动带宽数据通信的需求,是现有3G技术后续演进道路上的一个里程碑。然而,以业务需求为发展导向的无线技术,必须根据需求的变化适时并不断地进行自身的演进和发展,于是,E-HSPA这一HSPA的继续演进项目浮出水面。

  HSDPA是WCDMA下行链路方向针对分组业务的优化和演进。HSDPA以其高速率、高频谱利用率和高可靠性为用户和运营商带来了实惠。与HSDPA类似,HSUPA是上行链路方向针对分组业务的优化和演进,是继HSDPA后WCDMA标准的又一次重要演进。利用HSUPA技术,上行用户的峰值传输速率可以提高2~5倍,它还可以使小区上行的吞吐量比R99的WCDMA多出20%~50%。

  HSPA已经成为3G运营商的必然选择,GSM/EDGE和WCDMA网络向HSPA的演进步伐已经迈出并开始大步前进。从2006年开始,HSDPA商用网络数量增加的速度明显加快。按照GSMA统计,截至2006年4月,已经商用的HSDPA网络已达18个,主要分布在欧洲。此外,还有47个国家和地区的94个HSDPA网络正在规划、部署或试商用之中。目前,HSDPA商用网络的速率已达到4.5Mbps左右,最大速率将达到14.4Mbps,HSUPA也已达1.8Mbps。与WCDMA相比,HSPA容量能提高4倍,时延减少30~50毫秒。

  从HSPA到LTE(长期演进项目),移动数据传输速率将实现大的飞跃,最终提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率。这一飞跃的跨度很大,LTE至少到2010年才能部署这一系统,HSPA很难一步到位地演进至LTE。因此,3GPP于今年3月成立了HSPA的继续演进项目,即E-HSPA(增强型高速数据接入)。从支持E-HSPA的提案中获悉,E-HSPA是基于WCDMA网络针对数据服务的增强技术,类似EDGE作为GSM/GPRS的增强版本。E-HSPA在5MHz内达到与LTE相同的频谱效率,实现与LTE相同的性能。E-HSPA的网络架构与LTE已确定的网络架构相似,可共享核心网,差别在于无线接入网。支持者认为这样可实现E-HSPA到LTE的平滑网络升级,充分利用已有资源,节省成本。E-HSPA技术只是UTRAN(UMTS地面无线接入网)的简单软件升级,不涉及到大的规模性的改动,也不影响LTE的网络架构。

  OFDMMIMO是面向未来的关键技术

  移动宽带应用是未来无线通信的重要特征。从2004年下半年启动的LTE,更是描绘出未来移动宽带的诱人前景。如何让下行100Mbps、上行50Mbps的高速移动数据传输成为现实?OFDM技术的主要思想是将信道分成许多正交子信道,在每个子信道上进行窄带调制和传输,这样减少了子信道之间的相互干扰,同时又提高了频谱利用率;但却会增加载波的数量,造成系统复杂度的增加,并增大系统的带宽。另外,MIMO技术能够在空间中产生独立并行信道的同时传输多路数据流,即在不增加系统带宽的情况下增加频谱效率。因此,如果将OFDM和MIMO两种技术相结合,则既能实现很高的传输速率,又能实现很强的可靠性。业界普遍认为,OFDM和MIMO技术的结合将成为移动宽带向前发展的重要推动力,已经成为无线网络技术领域的热点技术而倍受关注。

  为了实现LTE的高速数据传输速率,3GPP在无线接口方面,已经确定前向采用OFDMA技术、反向采用SC-FDMA技术,并在此基础上展开后续的研究工作。OFDM技术是LTE系统的技术基础与主要特点,OFDM系统参数设定对整个系统的性能会产生决定性的影响,其中载波间隔又是OFDM系统的最基本参数,经过理论分析与仿真比较最终确定为15kHz。MIMO是提高频率效率的最主要手段,LTE已确定MIMO天线个数的基本配置是下行2×2、上行1×2,但也在考虑4×4的高阶天线配置。另外,LTE正在考虑采用小区干扰抑制技术来改善小区边缘的数据速率和系统容量。

  (姚春鸽 人民邮电报)

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