北電CDMA網(wǎng)絡向LTE的演進方案
1 引言
在過去的20年里，移動通信產(chǎn)業(yè)在全球飛速發(fā)展，移動運營商成為電信行業(yè)的主導者，向用戶提供與固網(wǎng)質量相媲美的移動、語音和數(shù)據(jù)業(yè)務。其中，CDMA網(wǎng)絡以其先進的技術為移動網(wǎng)絡的繁榮作出了巨大貢獻。然而，隨著寬帶網(wǎng)絡在Cable，xDSL和WiFi領域的成功和用戶需求的改變，固網(wǎng)和無線網(wǎng)絡中的競爭格局再次發(fā)生了變化。由于無線新技術的不斷出現(xiàn)，新的運營商也隨之涌現(xiàn)出來，加入到高速發(fā)展的無線寬帶市場競爭中。因此，移動運營商也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。面對激烈的競爭局面，CDMA運營商憑借其傳統(tǒng)運營商的優(yōu)勢，利用現(xiàn)有的CDMA網(wǎng)絡基礎設施，平滑地向下一代網(wǎng)絡演進，抓住時機，進一步擴大市場份額。能夠超越3G而實現(xiàn)個人通信“超級鏈接”的網(wǎng)絡技術——3G長期演進技術LTE（簡稱LTE）應運而生。
LTE解決方案是3GPP組織發(fā)布的下一代網(wǎng)絡技術標準。與3G相比，具有更高容量、更高頻譜效率和低時延的特點，并完全支持與3GPP2組織的CDMA網(wǎng)絡的互通。采用LTE技術，CDMA運營商可以融入到3GPP部署的移動網(wǎng)絡中，獲取規(guī)?；б?，支持LTE終端的全球漫游。由于LTE和CDMA兩種技術之間完全支持無縫移動管理功能，實現(xiàn)了在LTE網(wǎng)絡部署初期，運營商繼續(xù)使用CDMA網(wǎng)絡服務于用戶的目標，保證了CDMA運營商的投資回報。
2 北電CDMA網(wǎng)絡向LTE的演進
2.1 突出貢獻和取得的成績
北電與CDMA運營商密切合作，大力開展基于CDMA網(wǎng)絡向LTE的標準化演進，制定了最佳的演進方案，加速了產(chǎn)品的研發(fā)，以確保向市場提供LTE網(wǎng)絡，保證端到端系統(tǒng)的到位。北電的解決方案凝聚了北電在OFDM-MIMO無線技術領域9年多深入研究的專利、最大限度挖掘投資回報方面的豐富經(jīng)驗。
（1）北電是LTE—CDMA互通標準的領導者。在LTE技術上，提供了超過230個標準的貢獻。這些標準建議上的貢獻，得到業(yè)界最大的CDMA運營商Verizon的認可，具有極高的商用價值。
（2）CDMA向LTE平滑演進。北電在IS95→1xRTT→EV-DO提供了業(yè)界最平滑、最經(jīng)濟的的演進。作為CDMA和EV-DO的領導者和最大市場份額的廠商，北電與CDMA最大運營商Verizon積極合作，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡設備，提供降低投資的最佳LTE演進方案。
（3）產(chǎn)品的領先性。LTE先期產(chǎn)品的成功演示，證明了北電在LTE領域的技術領先已經(jīng)轉換到了產(chǎn)品和方案中，為業(yè)界向LTE演進提供了先導條件，增強了商用的信心。
（4）提供良性的產(chǎn)業(yè)鏈。與終端廠商、芯片廠商、微軟、IBM合作，形成產(chǎn)業(yè)鏈。
2.2 北電LTE方面的領先成績
北電在LTE方面進行了大量的前期工作，成功地演示了OFDM/MIMO峰值比特率。進行了廣泛的外場測試，驗證了該技術在網(wǎng)絡容量方面的巨大增加。表1列出了北電自1998年以來在OFDM-MIMO領域取得的領先成績。
表1 北電在OFDM-MIMO的發(fā)展歷程
北電在LTE方面也展示了其領先的成績：
（1）2007年第一季度，與LGE終端廠商合作，展示LTE的空口技術，成功地在2007 3GSM World Congress和CTIA上演示了世界上第一個UL多用戶MIMO LTE。
（2）從2007年底開始，北電為外場試驗和互通測試提供端到端LTE系統(tǒng)。
（3）北電成功實現(xiàn)了業(yè)界第一個LTE呼叫的切換。該測試在加拿大Ottwa的外場進行，時速達到100km/h，在穿越不同基站的覆蓋區(qū)時切換成功，測試中采用了LG電子的LTE終端。#p#
2.3 最優(yōu)的產(chǎn)品設計和最平滑的產(chǎn)品演進
（1）基站產(chǎn)品
北電為LTE網(wǎng)絡設計了優(yōu)化的產(chǎn)品系列，通過采用完全相同的射頻模塊和數(shù)字模塊，組成滿足各種需求的、不同種類的基站，比如室內/室外型基站、緊湊型基站、節(jié)省占地面積的墻掛和桿掛基站，配置靈活，共用配件。為了保護CDMA運營商現(xiàn)有設備的投資，北電在現(xiàn)有設備上可以平滑地演進到LTE，基站設備可以實現(xiàn)CDMA1xRTT，1xEV-DO和LTE在同一個基站/機柜中共存。還可以利用現(xiàn)有的機房資源，如機房房間、電源、天線塔、天饋和傳輸?shù)?，降低配套成本，與運營商的網(wǎng)絡演進計劃和方案完全吻合。
◆模塊化方案，配置靈活
北電LTE基站采用模塊化結構，配置靈活。主要模塊有數(shù)字模塊(UDM)和射頻模塊（URM），數(shù)字模塊主要完成數(shù)字處理、資源和移動性管理功能，提供與接入網(wǎng)關連接的傳輸物理接口，包括T1/E1和以太網(wǎng)接口。射頻模塊具有高功率、高功放效率、支持扇區(qū)化、優(yōu)化OFDM/MIMO的特點，可以在1.4~20MHz帶寬內靈活配置信道。通過這兩種模塊的靈活配置，可以組成不同類型的LTE基站，如緊湊型室外eNodeB解決方案，可安裝在立柱/墻上，適應各種環(huán)境，采用AC電源，不占用地面空間，可支持三個扇區(qū)，每個扇區(qū)高達10MHz帶寬載波和2×2 MIMO。
◆利用現(xiàn)網(wǎng)設備平滑升級
北電的CDMA產(chǎn)品從CDMA IS95演進到cdma2000 1xRTT，直至1xEV-DO，均采用了非常平滑的演進方式，均可通過插入信道卡的方式，演進到下一代的無線技術。這種優(yōu)化的設計理念，完全引入進從CDMA演進到LTE的產(chǎn)品方案中，盡管CDMA技術與LTE技術的差異遠遠大于前面幾種技術之間的不同，但是北電根據(jù)多年無線產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗和OFDM/MIMO的突出貢獻，制定了CDMA基站下LTE基站的平滑演進方案，即在現(xiàn)有MetroCell基站中插入數(shù)字模塊單元UDM升級支持LTE技術?，F(xiàn)網(wǎng)用于支持CDMA1xRTT和EV-DO的射頻模塊MFRM-3通過軟件升級即可在5MHz帶寬內實現(xiàn)LTE，也可以通過在現(xiàn)網(wǎng)的MetrolCell基站中，插入LTE的射頻模塊URM實現(xiàn)寬頻帶LTE部署，具體實現(xiàn)方式參見圖1。Metrocell基站是業(yè)界使用廣泛、成本較低的產(chǎn)品，這種演進方式降低了CDMA基站中引入LTE的集成復雜度和網(wǎng)絡部署成本。
圖1 北電CDMA Metrocell基站向LTE平滑演進示意圖
為了部署的靈活性，北電還提供射頻拉遠（RRH）解決方案，改善了覆蓋和解決的部分容量問題。
（2）基站產(chǎn)品IP化能力
北電CDMA現(xiàn)網(wǎng)部署的產(chǎn)品已經(jīng)支持和使用了全IP化結構，既可以通過E1的方式，也可以通過IP以太網(wǎng)的方式與網(wǎng)絡設備連接，基站的傳輸可同時承載cdma20001xRTT 和1xEV-DO的業(yè)務。根據(jù)上面的描述，基站設備平滑演進支持LTE時，其傳輸能力已經(jīng)完全滿足LTE寬帶高容量的傳輸要求，節(jié)省了運營商的投資。LTE的新數(shù)字模塊UDM設計支持IP傳輸能力。
北電不僅平滑演進CDMA基站產(chǎn)品，同時也積極促進其他接入平臺的平滑演進，如OAM設備，就可以完全利用CDMA的OAM機柜和機框，支持LTE的硬件板卡完全與CDMA的OAM硬件板卡相同，只要通過軟件升級就可以支持LTE，節(jié)省了投資、占地面積和新系統(tǒng)安裝的過程，也節(jié)省了OPEX。
2.4 北電在CDMA/LTE互通中的領導作用
（1）北電在LTE/SAE架構定制和標準化活動中，投入了大量的人力和物力，是3GPP MIMO技術（包括上行多用戶MIMO）的主要推動者。開展了廣泛的4G標準研究和跟蹤（LTE，3GPP2 UMB和WiMAX），從運營商網(wǎng)絡演進、發(fā)展的角度引領著3GPP標準的制定工作。
（2）3GPP在LTE標準定制時，沒有考慮與任何非3GPP技術的無縫移動性。北電在3GPP標準組織中推出了一個重要的工作項目，即定制LTE-CDMA之間移動性的標準。此項目提供了合適的框架結構，在無線接入網(wǎng)絡（RAN）（即3GPP RAN工作組）和系統(tǒng)方面(SA) (即3GPP SA)引入不同的子項目。北電作為該工作項目的領導者，提供了大量的建議和研究成果，起到了關鍵的作用。北電將繼續(xù)以專案形式，制定高水平的服務框架，為3GPP的規(guī)范作出更大的貢獻。
北電在3GPP2組織中，領導著更新1xRTT和1xEV-DO網(wǎng)絡的架構，支持CDMA和LTE間的無縫移動性。
2.5 北電LTE產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)
北電正在致力于建立一個良好的LTE產(chǎn)業(yè)鏈，保證3GPP LTE在全球的成功。成功的產(chǎn)業(yè)鏈主要包括便攜電腦的LTE(OFDM/MIMO)芯片、智能電話/其它用戶終端，以及必要的應用框架。產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)將利用北電與世界領先的無線運營商現(xiàn)有的合作關系、與各行業(yè)頂級供應商（如LG電子，IBM等）的戰(zhàn)略合作、并通過行業(yè)中的領導地位推動開放合作，加快技術的實現(xiàn)。
北電不僅在大力推動高端LTE數(shù)據(jù)卡和專業(yè)終端的盡早面世，為運營商提供增值的移動寬帶數(shù)據(jù)服務，而且還要加快低成本、面向大眾市場的LTE終端的早日問世，實現(xiàn)語音業(yè)務向PS域的移植，推動LTE被大眾市場所接受。
此次，北電在渥太華進行的外場測試，采用LG電子的LTE終端，實現(xiàn)了高速100km/h移動環(huán)境下穿越不同基站覆蓋區(qū)的第一個LTE呼叫切換，見證了北電良性產(chǎn)業(yè)鏈成功實施。
2.6 北電在LTE的地位
（1）被業(yè)界公認的最平滑的演進方案。作為全球CDMA/EV-DO領先地位和市場份額，其一貫的平滑演進方案（從IS95→1xRTT→EV-DO Rel0→1xEV-DO RelA）在商用部署中被業(yè)界認可和追隨，并得到一致的好評。
（2）被業(yè)界領先運營商認可的多達230個標準貢獻。
（3）突出的CDMA和LTE互通貢獻和標準制定、領導地位。
（4）良性產(chǎn)業(yè)鏈的形成。
3 結束語
憑借其雄厚的研發(fā)實力和長期的經(jīng)驗與專長，北電正在致力于融合CDMA和LTE網(wǎng)絡的端到端商用方案。降低成本是北電LTE產(chǎn)品的策略。北電在3GPP和3GPP2標準化組織中主導開發(fā)了CDMA/LTE互通規(guī)范，確?，F(xiàn)有CDMA客戶的平滑演進，廣泛的終端和應用合作伙伴網(wǎng)，是良好產(chǎn)業(yè)鏈的基礎保證。北電將使移動運營商在未來的通信市場中脫穎而出，以經(jīng)濟、高度個性化的移動寬帶服務進入超級連接時代。
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