LTE与WiMAX、HSPA的比较

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,LTE,与,WiMAX,、,HSPA,的比较及其投资价值,曾剑秋,英国剑桥大学博士,北京邮电大学教授,博士生导师,LTE,的内涵,3,G LTE,which stands for 3G Long Term Evolution,is being standardized by 3GPP and 3GPP2 and is often described as“3.9G”.,It is a technology that will enable cellular networks to support up to

2、 10 times higher data rate and more users than existing HSxPA networks.,LTE,的研究首先需要准确把握其内涵，并对,LTE,的提出者,欧洲电信标准协会推进的,UMTS,有所了解。,LTE,的内涵,It will employ OFDM and MIMO technologies which will allow mobile operators to offer true“quad play”services,i.e.,voice,high-speed,IPTV and full mobility.,3G LTE is d

3、esigned to provide a simple evolutionary path for UMTS operators as they migrate from UMTS to HSDPA to HSUPA and then onto 3G LTE,also called HSOPA.,UMTS,什么是,UMTS：,上世纪90,年代初，欧洲电信标准协会,(,ETSI),开始为,3,G,标准征求技术方案并把,3,G,技术统称之,UMTS(Universal Mobile Telecommunications System),，,即通用移动通信系统。,ETSI,利用,UMTS,做了些什么

4、事：,（1）,选择,FDD(,频分双工)频段作为空中接口技术方案，称为,WCDMA，W,即宽带，以有别于北美,CDMA,（2）,引入了,TD-SCDMA,和,HSDPA,技术,（3）核心网引入,IMS(IP Multimedia Service,，,IP,多媒体服务,),WiMAX,灵活性强：可以轻松快速地在任何临时站点建立。根据用户需求和信道状况动态分配系统资源。,应用范围广：在不便于部署有线宽带接入技术的区域，,WiMAX,具有更强的适应能力。,成本低：适用于城郊和农村等部署传统宽带接入成本较高的地区。,在城市等适宜有线宽带接入的地区，,WiMAX,用户接入成本仍然比较高。,虽然,WiMA

5、X,信号的最远传播距离可达,50km,但通常只有5,-8km,范围内才可以真正实现,75Mbps,的速度，超过这一范围，数据传输速率会下降。,HSPA,技术发展,HSPA,的特点,充分利用分组交换技术，,HSDPA,在移动和漫游情况下能够提供下行14.4,Mbps,峰值速率，,HSUPA,能提供上行5.8,Mbps,的峰值速率，有利于运营商开展移动宽带数据业务。,1,与现有的,W-CDMA,技术相比，,HSPA,能在同一个无线载频上为更多的高速率用户提供服务。,HSPA,不仅支持高速不对称数据服务，而且在增加网络容量的同时实现运营投入成本最小。,HSPA,对运营商和移动用户具有双重意义：提供更

6、快的速率、更大的系统容量、更低的延迟，提升了企业的业务能力和服务水平。,2,3,3G LTE,3G LTE 3G Long Term Evolution 3.9G,目标：,极大地提高峰值比特率,改善用户吞吐量,提高小区边缘比特率,提高频谱利用率,可变带宽,最优化低移动速率性能，支持对高移动速率的高性能,与,R6,等以前版本和其他系统的兼容性,移动通信技术的演进,移动通信技术的发展是一个循序渐进、不断,演进的过程。,三种方式的比较,LTE,HSPA,WiMAX,HSDPA,HSUPA,无线方式,OFDM,CDMA,OFDM,技术,OFDMA/SC-FDMA,、多入多出天线处理,(MIMO),自适

7、应编码调制,(AMC),、,H-ARQ,、快速蜂窝选择,(FCS),、空时编码技术,(STC),、,MIMO,OFDMA,MIMO,商用时间,2009 2010,2005/12,20072008,2007 2008,指标比较,LTE,HSPA,WiMAX,HSDPA,HSUPA,峰值数据率,上行50Mb/s，下行100Mb/s,上行：,1.46Mbps,下行：,7.2Mbps,在一个10MHz信道中，假设DL/UL比为3:1，峰值下行数据率可达46Mbps；假设DL/UL比为1:1，峰值上行数据率可达14Mbps。理论速度可达75 Mbps,频谱效率,5km,小区中，在网络满载的情况下，下行链

8、路频谱效率下行链路,5(bit/s)/Hz,，为,Release 6,中,HSDPA,的,3,4,倍；上行链路频谱效率,2.5(bit/s)/Hz,，为,HSUPA,的,2,3,倍。,3G LTE,的,1/21/4,5bps/Hz,移动性,最优化低移动速率性能，即 015km/h;支持对高移动速率的高性能，即15120 km/h；支持120350km/h 穿越小区速率,较高,中等,支持漫游和切换，移动速度可以达到，50km/h,覆盖,支持高达,100km,的小区。,广域网范围,一般可达,2 5Km,三种技术的适用性对比,比较项,无线数据市场的需求,适宜的无线技术,固定,Vs,移动,固定,1.,

9、高带宽要求,2.,不需要连续的覆盖,固定,WiMAX,移动,1.,高吞吐量是必要的，但是没有必要达到电缆通信的要求,2.,覆盖区的连续覆盖,3.,提供全国范围的服务,ARPU,值高的地区采用,3G,，其他地区采用,2.5G,城市,Vs,农村,城市,1.为大量用户准备的大容量,2.宽带的速度,1.3G,和,WiMAX,都有大容量和宽带能力，但是覆盖面积有限,2.Wi-Fi,在某些城市地区是很好的选择,农村,1.通过大半径小区实现低密度地区的良好覆盖,2.不要求高的数据吞吐量,近期使用2.5G，但将逐渐转为3G,企业用户,Vs,个人用户,企业用户,1.,提供全国范围的服务,2.,设备可选,3.,智

10、能电话，可进行数据处理的移动电话,1.ARPU,值高的地区采用,3G,，其他地区采用,2.5G,2.,移动,WiMAX,可以在高人口密度的地区提供服务,3.,各技术都有可能成为顶级业务策划的组成部分,4.3G,技术有最广的设备选择余地和相当的规模经济性,个人用户,多样化的具有多媒体功能的个性手机,3G,技术可以使用更多更广的多媒体手机终端,三种技术的适用性对比(续),比较项,无线数据市场的需求,适宜的无线技术,成熟市场,Vs,新兴市场,成熟市场,宽带数据业务和无线email等增值服务,1.3G网络提供宽带数据服务。移动WiMAX网络也将逐渐可以提供宽带服务,2.3G,运营商将提供最多的增值服务

11、,新兴市场,用基本的电话服务支撑高人口密度。数据服务不是当务之急,各技术均可以提供基本的电话服务，数据业务可以有选择地提供,终端,笔记本电脑,高数据吞吐量,1.3G,有高数据吞吐能力,2.,移动,WiMAX,在某些地区也将逐渐具有这一能力,智能电话,1.,中数据吞吐量,2.,广覆盖区域,2.5/3G,是最佳选择,因为它们具有数据支持和广覆盖区域特性,多媒体手机,1.,高数据吞吐量,2.,广覆盖区域,2.5/3G,是最佳选择,因为它们具有数据支持和广覆盖区域特性,主要无线技术的竞争现状,技术,HSPA/LTE,IEEE 802.16e WiMAX,用户数,1.,目前超过,20,亿,2.,预计,2

12、010,年将达到,30,亿,预计,2010,年将达到约,1600,万,成熟度,很成熟,形成期，不成熟,采纳情况,全球,严格时间限制,覆盖,全球,无,设备,有广泛的设备选择余地,目前无，初始设备可能强调数据功能,无线技术,HSPA,采用高度优化的,CDMA,技术,LTE,采用高度优化的,OFDMA,技术,第一阶段采用优化的,OFDMA,技术,第二阶段采用高度优化的,OFDMA,技术,频谱利用率,HSPA,频谱利用率高,很高，未充分证明,主要无线技术的竞争现状,技术,HSPA/LTE,WiMAX,吞吐量,实际的峰值下行吞吐量目前可以超过,1Mbps,，将来会更高,实际的峰值下行吞吐量取决于网络的设

13、计,延迟,HSDPA,可以低于,70msec,有待测算,音频处理能力,1.,目前已具备到相当高效的音频能力,2.,可最平滑地过渡到采用,VoIP,的科技,1.VoIP,效率较低，有待提高,2.,音频覆盖相对蜂窝技术受限,音频和数据同时发送,目前,UMTS,可行,有潜在的可行性,频谱利用率,整个,UMTS,信道都可以传送混合的音频和高速数据,高频谱利用率,选择各技术的理由,选择,WiMAX,固定和移动两种接入方式,高频谱利用率,支持,VoIP,等实时业务并保证,QoS,IP,核心网络,低成本的基础设施,选择,3G,提供音频与数据两种业务,为移动运营商量身定做的标准和规范,定义了端到端结构,已经有

14、大量基础设施正在使用中,标准托管,国外的比较,摩尔定理与成本,主要结论,3G,与,WiMAX,的本质区别在于它们的无线数据传输的实现方法：,3G,是一项声音的技术，向数据方向演进；,WiMAX,是一项数据的技术，向移动化演进。,3G,和,WiMAX,都能适应无线宽带的需要，,3G,和,WiMAX,互为补充、相互竞争并共存。,由于技术进步，,LTE,能够实现降低资本支出,(CAPEX,，,Capital Expenditure),和运营支出,(OPEX,，,Operation Expenditure),的成本。,在,3G,演进到4,G,过程中，投资还应当考虑长期演进（,LTE,）,和,HSPA,演进方式，如果初期投资比较大，需要采用内部报酬率(,IRR),和年成本方法（,AC）,进行比较研究。,