HSDPA、WiMAX和LTE关键技术比较与分析

归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AuC）和设备标识寄存器（EIR）为电路域和分组域共用网元。无线接入网络的网络单元包括无线网络控制中心（RNC）和WCDMA的收发信基站（Node B）两部分。此外核心网PS域通过Gi、Gp接口接入其它PLMN网络或PDN网络，CS域通过PSTN接入固定网络或其它PLMN。RNS（无线网络子系统）通过无线接口（Uu）直接与移动台相接，负责无线信号的发送接收和无线资源管理。另一方面，RNS与MSC、SGSN相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。RNS子系统包括RNC和Node B两部分。

图3　UMTS网络结构示意图

LTE相比WCDMA（HSDPA）网络采用了更为扁平化的网络架构，这一方面减少了设备的数量，同时也大大的降低了业务时延。LTE网络架构如图4所示。

图4　LTE网络结构示意图

其中：eNode B主要功能包括无线资源管理、无线承载控制、无线接纳控制、连接移动性控制和动态资源分配（调度）。

而aGW包括原来3G网络中GGSN和SGSN中的所有功能和RNC中的一部分功能。其中新增加的MME功能主要用于向eNode B的寻呼消息的分发，而UPE功能用于IP头压缩和用户数据加密，用户面数据包的终结和支持UE移动性的用户面数据的交换。关于RNC功能在aGW和eNode B中功能的划分，一直存在很大的争论，截至到2007年，最新的LTE标准进展为未来的3GPP系统采用两层网络架构，原来位于RNC的头压缩和加密功能上移到接入网关，Outer ARQ和RRC功能则下移到eNodeB，具体如图5所示。

图5　RNC功能在未来eNodeB和接入网关（AGW）设备中的分配

5、结束语

本文从多种关键技术对HSDPA，WiMAX和LTE进行了对比和分析。为了在移动的环境下提供高速数据业务，三者都采用了一些关键技术，使用了多种调制方式，同时可以根据无线信道质量的变化来调整调制方式。相比HSDPA的160AM，WiMAX和LTE最高可以支持64QAM，还支持OFDM。在网络结构上，WiMAX的组网方式显得更为灵活，每个ASN可以同时为属于不同NSP的CSN服务。而HSDPA在具体的技术上定义的更加细致，例如在重选机制上使用HARQ来提高传输的效率，同时移动性管理做的更好。LTE则采用了更为扁平化的网络架构，在减少系统设备降低业务时延方面有很大的提高。在系统性能上，在5Mbit/s的带宽情况下，HSDPA最高可达到15Mbit/s左右的速率，而WiMAX和LTE允许使用更大的带宽，同时由于采用了OFDM技术，两者的频谱利用率更高。

在产品成熟度方面，HSDPA技术成熟度最高，已经有超过100个商用网络。WiMAX中802.16D的设备已经可以实现商用，802.16E设备08年基本可以实现商用，截止到2006年6月，进行WiMAX试验和提供商用的运营商全球已超过150个，进入商用的网络超过20个。而LTE距离商用还需要一段时间。目前WiMAX已经被纳入3G标准，同时高速无线接入方面有一定的优势，但HSDPA基于现有的3G网络架构，在移动性、用户管理和网络管理等考虑更加全面。综上所述，HSDPA与WiMAX均采用了多种先进技术，大幅度提高了移动通信数据业务的接入速率，而LTE吸取了HSDPA和WiMAX的技术优点，同时符合3GPP标准，是未来移动通信网络发展的方向，所以应当积极跟踪LTE标准的发展，为未来网络的发展打下良好基础。