浅谈UMTS演进之路

UMTS|0">UMTS是目前最具影响力的3G标准，文章介绍了UMTS的两个演进版本--长期演进（LTE）和HSPA演进（HSPA+）的标准化现状，展望了UMTS标准向更远期的IMT-Advanced技术演进的可能路线，分析了多种演进路线，以及不同类型运营商可能的选择。

1、UMTS演进之路

"第三代移动通信"（3G）技术是当前主流的无线通信技术。在诸多3G技术标准中，又以3GPP制定的UMTS技术标准最具影响力。3G正在全世界范围逐步部署，增强型UMTS技术--高速下行分组接入（HSDPA）和高速上行分组接入（HSUPA）技术的标准化工作也接近完成。同时，为了使3GPP标准相对其他无线标准保持长期优势，UMTS技术的演进版本的标准化工作也正在紧锣密鼓地进行。

为UMTS标准设计演进之路时，不同公司的考虑也不尽相同。在2004年WiMAX技术对UMTS技术（尤其是HSDPA技术）时，3GPP急于开发和WiMAX抗衡的以OFDM/FDMA为核心技术、支持20MHz系统带宽的、具有相似甚至更高性能的技术，此即长期演进（LTE）。

为了实现LTE所需的大系统带宽，3GPP不得不选择放弃长期采用的CDMA|0">CDMA技术，选用新的核心传输技术，即OFDM/FDMA技术。在无线接入网（RAN）结构层面，为了降低用户面延迟，LTE取消了重要的网元--无线网络控制器（RNC）。在核心网（CN）层面，和LTE相对应的SAE（系统框架演进）项目正在大大改变系统框架。由LTE/SAE为标志的这次变革，与其说是Evolution（演进），不如说是Revolution（革命）。这场"革命"是系统不可避免的丧失了大部分后向兼容性，也就是说，从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此很多公司实际上将LTE干脆看作B3G技术范畴。

由于LTE系统缺乏和3G系统的后向兼容性，因此LTE系统更适合于在较早阶段（如2000年左右）部署了3G系统，在2010年左右希望大规模更新网络的那些运营商。对于那些近几年刚部署了3G系统，在2015年左右之前不希望进行"革命性"换代的运营商，LTE可能不是在近几年内保持市场竞争性的最佳选择。因此3GPP又启动了HSPA（包括HSDPA和HSUPA）的演进项目，又称为"HSPA+"。HSPA+技术的宗旨是要保持和UMTS第6版本（Rel6）的后向兼容性，同时在5MHz带宽下要达到和LTE相仿的性能。这样，希望在近期内以较小的代价改进系统，提高系统性能的UMTS运营商就可以采用HSPA+技术进行演进。

从更长期的演进的角度，B3G技术的标准化工作，已经"近在眼前"。最近，国际电信联盟（ITU）将超3G（B3G）技术命名为IMT-Advanced技术，并初步决定在2008年2月开始IMT-Advanced的技术提案征集工作。从延续3GPP现有的市场地位的角度考虑，欧洲公司可能会在LTE标准基础上，补充欧洲B3G研究项目（如WINNER项目）的研究成果，形成欧洲的IMT-Advanced提案，因此LTE技术和HSPA+技术的进一步演进版本很可能就是IMT-Advanced技术之一。

而对于尚未部署3G系统的2G运营商，由于IMT-Advanced系统大约在10年后就可以成熟并用于市场部署。在这10年的间隙内或者部署3G系统（包括HSPA和HSPA+），或者部署LTE系统，两者可择其一。但在短短10年时间内进行两次大规模升级，先后部署3G和LTE系统，似乎代价过大，无法及时收回前一次升级的投资。

综上所述，UMTS的演进之路将不是单一的演进方向，而是根据不同运营商的不同需求和系统部署时间表可以灵活选择的多条演进路线。依笔者看来，运营商的演进路线可能分为如下4种情形：

◆最早部署了3G系统的UMTS运营商：3G→LTE→IMT-Advanced。

◆刚刚部署了3G系统的UMTS运营商：3G→HSPA+→IMT-Advanced。

◆近期即将部署3G系统的2G运营商：3G（包括HSPA+）→IMT-Advanced。

◆近期不会部署3G系统的2G运营商：2G→LTE→IMT-Advanced。

2、3GPP长期演进（LTE）标准化现状

2.1LTE系统需求

LTE项目首先从定义需求开始。主要需求指标包括：

◆支持1.25MHz～20MHz带宽。

◆峰值数据率：上行50Mb/s，下行100Mb/s。频谱效率达到3GPPR6的2～4倍。

◆提高小区边缘的比特率。

◆用户面延迟（单向）小于5ms，控制面延迟小于100ms。

◆支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作。

◆支持增强型的广播多播业务。

◆降低建网成本，实现从R6的低成本演进。

◆实现合理的终端复杂度、成本和耗电。

◆支持增强的IMS（IP多媒体子系统）和核心网。

◆追求后向兼容，但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡。

◆取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（包交换）域实现，如采用VoIP。

◆对低速移动优化系统，同时支持高速移动。

◆以尽