中国LTE市场发展进程及技术演进研究报告.doc

2009-2010年中国LTE市场发展进程及技术演进研究报告3GPP提出3G长期演进计划(3G Long Term Evolution，简称LTE)的目的是进一步改进和增强现有3G技术的性能，以应对WiMAX等新兴无线宽带接入技术的竞争目前几乎所用的电信运营商、设备商、芯片厂商以及测试商都加入到了LTE的开发大军中，使得LTE的发展速度大大加快在业界积极的推动下，LTE在2008年里全面进步，从而为2009年的商用做好充分的准备LTE技术可以为运营商、设备商等电信业企业带来更大的技术优势和经济优势因此，LTE的发展状况受到各方关注第一章 LTE基础知识介绍第一节 LTE市场背景和技术背景介绍伴随GSM等移动网络在过去的二十年中的广泛普及，全球语音通信业务获得了巨大的成功目前，全球的移动语音用户已超过了18亿 同时，我们的通信习惯也从以往的点到点（Place to Place）演进到人与人个人通信的迅猛发展极大地促使了个人通信设备的微型化和多样化，结合多媒体消息、游戏、视频点播、音乐下载和移动电视等数据业务的能力，大大满足了个人通信和娱乐的需求 另外，尽量利用网络来提供计算和存储能力，通过低成本的宽带无线传送到终端，将有利于个人通信娱乐设备的微型化和普及。

GSM网络演进到GPRS/EDGE和WCDMA/HSDPA网络以提供更多样化的通信和娱乐业务，降低无线数据网络的运营成本，已成为GSM移动运营商的必经之路但这也仅仅是往宽带无线技术演进的一个开始WCDMA/ HSDPA与GPRS/EDGE相比，虽然无线性能大大提高，但是，在IPR的制肘、应对市场挑战和满足用户需求等领域，还是有很多局限 由于CDMA通信系统形成的特定历史背景，3G所涉及的核心专利被少数公司持有，在IPR上形成了一家独大的局面专利授权费用已成为厂家承重负担可以说，3G厂商和运营商在专利问题上处处受到制肘，业界迫切需要改变这种不利局面 面对高速发展的移动通信市场的巨大诱惑和大量低成本，高带宽的无线技术快速普及，众多非传统移动运营商也纷纷加入了移动通信市场，并引进了新的商业运营模式例如，Google与互联网业务提供商（ISP）Earthlink合作，已在美国旧金山全市提供免费的无线接入服务，双方共享广告收入，并将广告收入作为其主要盈利途径，Google更将这种新的运营模式申请了专利另外，大量的酒店、度假村、咖啡厅和饭馆等，由于本身业务激烈竞争的原因，提供免费WiFi无线接入方式，通过因特网可以轻易的查询到这类信息。

最近，网络服务提供商“SKYPE”更在这些免费的无线宽带接入基础上，新增了几乎免费的语音及视频通信业务这些新兴力量给传统移动运营商带来了前所未有的挑战，加快现有网络演进，满足用户需求，提供新型业务成为在激烈的竞争中处于不败之地的唯一选择 与此同时，用户期望运营商提供任何时间任何地点不低于1Mbps的无线接入速度，小于20ms的低系统传输延迟，在高移动速率环境下的全网无缝覆盖而最重要的一点是能被广大用户负担得起的廉价终端设备和网络服务 这些要求已远远超出了现有网络的能力，寻找突破性的空中接口技术和网络结构看来是势在必行与WiFi和WiMAX等无线接入方案相比，WCDMA/HSDPA空中接口和网络结构过于复杂，虽然在支持移动性和QoS方面有较大优势，但在每比特成本、无线频谱利用率和传输时延等能力方面明显落后根据3GPP标准组织原先的时间表，4G最早要在2015年才能正式商用，在这期间传统电信设备商和运营商将面临前所未有的挑战用户的需求、市场的挑战和IPR的制肘共同推动了3GPP组织在4G出现之前加速制定新的空中接口和无线接入网络标准第二节 LTE项目介绍一、LTE项目内容介绍LTE(Long Term Evolution)项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。

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二、LTE项目计划和主要性能目标3GPP组织在LTE项目的工作，基本可以分为两个阶段：2005年3月到2006年6月为SI （Study Item）阶段，完成可行性研究报告；2006年6月到2007年6月为WI（Work Item）阶段，完成核心技术的规范工作 在2007年中期完成LTE相关标准制定（3GPP R7），在2008年或2009年推出商用产品到目前为止，LTE项目的研究工作取得了一系列的重大进展 3GPP LTE项目的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。

第三节 LTE的网络结构和核心技术3GPP对LTE项目的工作大体分为两个时间段：2005年3月到2006年6月为SI(StudyItem)阶段，完成可行性研究报告;2006年6月到2007年6月为WI(WorkItem)阶段，完成核心技术的规范工作在2007年中期完成LTE相关标准制定(3GPPR7)，在2008年或2009年推出商用产品就目前的进展来看，发展比计划滞后了大概3个月，但经过3GPP组织的努力，LTE的系统框架大部分已经完成　LTE采用由NodeB构成的单层结构，这种结构有利于简化网络和减小延迟，实现了低时延，低复杂度和低成本的要求与传统的3GPP接入网相比，LTE减少了RNC节点名义上LTE是对3G的演进，但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的变革，逐步趋近于典型的IP宽带网结构3GPP初步确定的LTE的架构也叫演进型UTRAN结构(E-UTRAN)接入网主要由演进型NodeB(eNB)和接入网关(aGW)两部分构成aGW是一个边界节点，若将其视为核心网的一部分，则接入网主要由eNB一层构成eNB不仅具有原来NodeB的功能外，还能完成原来RNC的大部分功能，包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cellRRM等。

Node B和Node B之间将采用网格(Mesh)方式直接互连，这也是对原有UTRAN结构的重大修改图表 LTE网络结构与协议结构资料来源：自动化第四节 LTE的营运发展按用户数量和市值计算，中国移动都是全球最大的移动运营商此前，英国沃达丰、日本NTT DoCoMo、美国AT&T和Verizon等世界最主要电信运营商已经决定采用LTE技术，此次中国移动加入，将大力推动LTE技术的发展，LTE在后3G时代也将延续2G时期GSM的主流地位　　沃达丰CEO阿伦·萨林(Arun Sarin)昨日在巴塞罗那的移动世界大会表示，该集团将与中国移动和Verizon携手推进LTE技术，LTE将成为行业未来发展的明确方向　　目前，移动无线技术的演进路径主要有三条：一是WCDMA和TD-SCDMA，均从HSPA演进至HSPA+，进而到LTE；二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B，最终到UMB；三是802.16m的WiMAX路线这其中LTE拥有最多的支持者，WiMAX次之　　LTE是由爱立信、诺基亚西门子、华为等世界主要电信设备生产商开发的技术，CDMA阵营的阿尔卡特朗讯和北电网络也有投入。

CDMA近年来日渐失势，阿尔卡特朗讯已经在上周冲减了37亿美元与CDMA技术标准相关的资产，并将和日本NEC建立研发LTE的合资公司　　由于美国高通公司在3G时代占据了技术的核心专利，LTE阵营处心积虑搞OFDM绕开高通主要技术，可以肯定高通的地位会比3G时代有所削弱；同时，尽管高通的UMB技术乏有问津，该公司在巴塞罗那也宣布将于2009年推出多模LTE芯片组，高通在该领域仍将保持收益　　3GPP长期演进(LTE)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术3GPP LTE项目的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽　　LTE的研究，包含了一些普遍认为很重要的部分，如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。

　　为了达到这些目标，无线接口和无线网络架构的演进同样重要考虑到需要提供比3G更高的数据速率，和未来可能分配的频谱，LTE需要支持高于5MHz的传输带宽　　1.Lightware Terminal Equipment -- 光端机　　2.Line Terminatinig Equipment -- 线路终接设备 　　3.Long Term Evolution -- 3GPP长期演进第二章 LTE标准第一节 3GPP介绍一、3GPP含义第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，即3GPP）是一个成立于1998年12月的标准化机构目前其成员包括欧洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、中国的CCSA、韩国的TTA和北美的ATIS3GPP的目标是在ITU的IMT-2000计划范围内制订和实现全球性的(第三代) 移动系统规范它致力于GSM到UMTS(WCDMA)的演化，虽然GSM到WCDMA空中接口差别很大，但是其核心网采用了GPRS的框架，因此仍然保持一定的延续性3GPP和3GPP2两者实际上存在一定竞争关系，有看法认为3GPP组织的存在很大程度上是为了避开高通公司在CDMA标准方面的专利。

3GPP2致力于以IS-95(在北美和韩国应用广泛的CDMA标准，联通CDMA与之兼容)向3G过渡，和高通公司关系更加紧密二、3GPP网络架构演进分析随着通信技术的不断发展，各种新的宽带无线接入技术不断涌现，对3G系统形成了挑战为了保证3GPP在10年内甚至10年后的竞争力，考虑3GPP接入技术的长期演进（LTE），3GPP系统能力的增强，3GPP系统的持续演进和优化以及提高3GPP系统的性能，降低成本，3GPP提出了系统架构演进（SAE）项目长期演进的目的是减少时延，提供更高的用户数据速率、更高的系统容量和更好的覆盖，减少运营商的成本此外，基于IP的3GPP业务将通过不同的接入技术提供，因此要支持不同接入技术之间的无缝移动性，如WLAN（无线局域网）和非3GPP接入系统网络架构涉及端到端的系统、核心网和不同的接入系统网络架构的演进应该考虑到空口的演进，包括是否需要修改网络结构，在网络节点之间不同功能如何划分；怎样在整个网络提供较低的时延；怎样有效地支持各种PS域的业务（如VoIP、呈现业务等）SAE考虑了对全IP网络的影响，如何支持不同接入系统（现有的和将来的）基于运营商策略、用户喜好和接入网条件组合的接入选择；怎样实现基本系统性能的改善，如通信时延、通信质量和建立时间；怎么维持整个系统协商的Qo。