HSPA+/LTE引入策略探讨

从茶马古道到高速公路，从钻木取火到太阳能的利用，从飞鸽传书到即时通信技术的出现，科技一直在服务着人类的生活。当互联网的使用深入人心，当人们不再满足于简单的语音通信时，互联网与移动网络的结合，就成了无线通信科技发展的新动力。

随着手机上网用户数迅速增长，移动运营商也在不断开发新的数据业务：在线多媒体（如在线音乐、在线阅读、在线流媒体）、移动即时通讯和信息推送业务（如手机报、手机邮箱、便民服务）等。运营商试图通过宽带数据业务与移动通信网络的完美结合，将PC上成功的数据业务应用植入移动终端，挖掘数据业务应用的新市场，吸引互联网用户向移动宽带用户转型，从而提升移动运营商的市场份额。

随着HSPA网络在世界各地的部署与商用，宽带数据业务在全球移动市场得到规模应用。但是高速数据服务，尤其是视频、音乐、游戏等业务源的引入对移动网络不断提出新的要求，因此，如何获得更高的速率，更大的系统容量，更完美的用户体验，如今则更成为焦点。随着移动宽带市场的发展，HSPA+与LTE越来越成为业界关注的焦点，其商业化进程也在日益加速，下面就中国3G网络引入HSPA+/LTE的相关策略进行初步探讨。

HSPA+和LTE带来的技术革命

HSPA+是HSPA的增强与演进，从技术角度看，“+”意味着调制、天线等多种无线技术的改进。而LTE作为向第四代移动网络演进的技术，则引入了更多新的技术革新。

自然而然，首先考虑的新技术就是如何提升网络容量，提高业务下载速率，HSPA+和LTE在提高速率上有共同之处，也有制式不同带来的差异之处，但他们都使得无线移动网络带宽有了质的提升，特别是LTE已经能达到和固网宽带相媲美的程度。

提升系统容量的关键技术

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是HSPA+和LTE都采用的关键技术，其基本原理是在发射端和接收端均采用多天线技术，利用多天线来抑制信道衰落，在不增加带宽和天线发送功率前提下，提高无线信道容量和频谱利用率，改善信道可靠性，降低误码率。因此，MIMO技术可以通过信道复用来提高系统容量，也可以通过分集增益来改善信道传输质量，在3GPP中规范了多种MIMO应用方案，对于不同的应用场景，系统可根据用户应用环境的改变在不同的MIMO方案之间进行灵活切换。

提升容量的另一个有效方法就是采用高效的调制模式。HSPA+下行链路可采用64QAM调制，上行支持16QAM调制。就下行而言，64QAM的调制效率比16QAM提高了50%，单用户峰值速率可达到21.6Mbps，当64QAM和MIMO技术同时使用时，小区峰值速率可以达到43.2Mbps。为了使上行速率与下行数据速率相匹配，HSPA+系统针对HSUPA引入了16QAM调制，采用16QAM技术后上行峰值速率可达11.5Mbps。而LTE采用了OFMD调制技术，支持灵活的带宽配置与频谱分配机制，带来更高的峰值速率，在20M带宽2×2 MIMO情况下，下行峰值速率达到150Mbps，上行达到50Mbps。

此外，还有多种提升系统容量的技术，如MC HSPA（Multi-Carrier HSPA）多载波技术，使得基站可以在上/下行双小区（甚至多小区）中并行接收/发送数据，再与16QAM、64QAM、MIMO等技术耦合，可支持上行23Mbps/下行86Mbps的峰值速率，为用户提供更高速的体验。对于分组数据业务的大量应用，连续性分组连接（CPC）技术则可以减少在线用户占用系统资源，支持更多的用户长期在线，提升系统利用率。

扁平化架构和智能化网络

HSPA+为了更好的兼容性，基本是沿袭了HSPA的网络架构，而在LTE系统中，则有了全新的变化。首先是无线接入系统只有一种网络结点：eNode B，替代了3G网络中Node B和RNC的功能，eNode B和eNode B之间引入了X2接口，一部分业务流量可直接在基站之间直接处理，而不用再发往核心网络，大大提高数据处理效率。而LTE的核心网节点也进行了简化，通过网络扁平化进一步提升网络性能。

大家都知道，无线网络站点分散，数量众多，因此网络开通、网络配置、网络优化以及网络维护工作非常繁复，成为运营商运营成本和管理成本的主要组成。而且网络覆盖越广泛，成本上升急剧增加。因此在LTE中引入了SON技术，即“自组织网络”，它具有四大功能：自配置、自优化、自愈合以及多运营商共享管理，能够实现无线邻区自动配置，快速恢复故障，网络设备的实时检测与KPI上报，用户和设备的跟踪等网络自我管理功能，大大减轻人工配置维护网络的工作量，降低运营商的OPEX成本。

无线接入网，如何面对HSPA+/LTE时代的到来？

网络IP化，应对数据激增

随着HSPA市场发展，将基于PC的数据业务引入移动终端已成为移动宽带业务发展的一大趋势；广告、搜索服务这些固定数据网络中的经典应用，将成为移动宽带市场的潜力收益业务。而HSPA+，乃至下个阶段的LTE技术，将为移动宽带市场注入更强劲的驱动力——更快的业务速率、更优质的QoS表现，以及支持用户长期在线的特性，为系统承载宽带业务创造了得天独厚的优势。这也决定了HSPA+、LTE的无线接入网络须具有极高的数据吞吐能力，以满足宽带业务大规模应用的需求。

首先，不论HSPA+，还是LTE，其无线接入网应实现“网元IP化”，即要求RNC、Node B，以及eNode B基于全IP硬件平台构建、对外提供IP接口，同时软件支持IP/ATM全协议栈，以实现从ATM传输、ATM/IP混合传输，到全IP传输的平滑过渡，最终在全IP网络上承载高速无线数据业务。

其次，HSPA+、LTE要求传输网络IP化。不仅如此，LTE要求IP传输网络架构更加扁平化；同时，LTE系统X2接口引入后，传输网络架构也需要相应调整，以适应LTE的Mesh状组网结构。LTE对于传输网络端到端时延提出更高的要求，IP传输网需提供更高的QoS指标；在安全方面，由于IP网络的开放性，以及LTE在S1接口上的明文传输特点，要求IP传输网提供相应的安全保障，这些都对传输网络的设计和部署提出了新的要求。