LTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)承載優(yōu)勢(shì)及實(shí)際應(yīng)用探討

一、前言

隨著3G在全球的規(guī)模商用，用戶數(shù)量在不斷的快速增加，導(dǎo)致對(duì)帶寬的占用激增，用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)開始下降。為此，大部分運(yùn)營(yíng)商開始全力推動(dòng)新一代寬帶無線通信技術(shù)的發(fā)展。相較于3G，LTE在系統(tǒng)性能上有跨越式提高，LTE是滿足用戶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)需求的重要解決方案，能夠?yàn)橛脩籼峁└迂S富的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

二、LTE業(yè)務(wù)特點(diǎn)

與3G網(wǎng)絡(luò)相比，LTE網(wǎng)絡(luò)有以下顯著特點(diǎn)：數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)寬帶化，全網(wǎng)IP化，網(wǎng)絡(luò)扁平化，新增S1、X2接口，低時(shí)延，高QoS保障。

ALL IP化：不再有CS域，ALL IP的EPC支持3GPP、非3GPP各類技術(shù)統(tǒng)一接入，實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)和移動(dòng)融合。扁平化：使得RNC/BSC消失，無線只有eNB，而核

心網(wǎng)SGW和PGW可以合一實(shí)現(xiàn)。這種扁平化使網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化，減少時(shí)延。

S1/X2接口：如圖1，eNB之間底層采用IP傳輸，在邏輯上通過X2接口互相連接，即Mesh型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這樣的設(shè)計(jì)主要用于支持UE在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)性，保證用戶無縫切換。每個(gè)eNB通過S1-C接口和核心網(wǎng)MME相連，通過S1-U和SGW連接。S1-C和S1-U可以分別看作S1接口的控制和用戶平面。對(duì)S1接口，支持eNB和MME/SGW之間的多對(duì)多連接。

QoS保障：LTE將業(yè)務(wù)質(zhì)量標(biāo)識(shí)分為9類，分別對(duì)應(yīng)承載網(wǎng)的不同優(yōu)先級(jí)和報(bào)文時(shí)延。

三、LTE業(yè)務(wù)承載需求

LTE網(wǎng)絡(luò)如上特點(diǎn)，促使承載網(wǎng)絡(luò)要有更強(qiáng)的承載能力。下一代承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備的能力如下：網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到LTE后，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將比3G有量的提升。據(jù)推算，LTE基站傳輸帶寬是3G基站帶寬的10～20倍，這就要求LTE承載網(wǎng)要有較高的帶寬。S1和X2接口的引入使得LTE不同于原有2G/3G匯聚型組網(wǎng)架構(gòu)，承載網(wǎng)的業(yè)務(wù)調(diào)度能力在原有基礎(chǔ)上更加靈活。3GPP TR R3.018定義X2業(yè)務(wù)面理想

傳輸時(shí)延約10ms～20ms，S1用戶面5ms時(shí)延，對(duì)LTE承載網(wǎng)有較高時(shí)延要求。

LTE將催生更多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如流媒體、視頻類、交互類等業(yè)務(wù)，QoS等級(jí)劃分也

會(huì)更加細(xì)化，這就要求LTE承載網(wǎng)具備較強(qiáng)的QoS調(diào)度能力。LTE存在對(duì)時(shí)間同步的需求，目前只有GPS或者IEEE1588v2可以滿足要求。由于LTE接入受頻點(diǎn)影響，在覆蓋能力上小于2G/3G，也就是說將來需要建更多基站來補(bǔ)充覆蓋。與GPS相比，全網(wǎng)采用IEEE1588v2地面同步技術(shù)可以降低成本，也可作為GPS

失效時(shí)的同步保護(hù)方案。IEEE1588v2地面同步方案對(duì)LTE承載網(wǎng)提出了頻率和時(shí)間同步要求。

四、LTE與2G/3G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)承載能力對(duì)比的優(yōu)勢(shì)

3G、LTE乃至4G宣傳和公布的速率都是系統(tǒng)的峰值速率，而用戶使用業(yè)務(wù)需要的是網(wǎng)絡(luò)能夠提供給每個(gè)用戶的平均速率。3G的HSPA峰值速率可以達(dá)到14.4Mbps，而實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的單載波平均吞吐量是2.5Mbps。而這2.5Mbps也不是一個(gè)用戶獨(dú)享的，而是由本小區(qū)的用戶所共享。因此，再按照典型的網(wǎng)絡(luò)配置和用戶規(guī)模計(jì)算，平均每用戶能夠使用的帶寬是200kbps～300kbps。LTE和WiMAX同樣有峰值速率和實(shí)際平均速率問題。目前，LTE第一階段版本的下行峰值速率能達(dá)到100Mbps仿真結(jié)果，平均的小區(qū)吞吐量一般在30Mbps左右。將2G/3G與正在產(chǎn)業(yè)化的LTE對(duì)比，兩者網(wǎng)絡(luò)能力和業(yè)務(wù)承載能力上的區(qū)別如表1所示：

表1 、2G/3G與LTE的對(duì)比

峰值速率（下行） 平均吞吐量（實(shí)測(cè)和仿真） 每用戶平均速率（典型的網(wǎng)絡(luò)配置模型）

2G（EDGE） 480kbps 150kbps 50kbps

3G（HSPA） 14.4mbps 2.5mbps 300kbps

LTE（TD-LTE） 100mbps 30mbps 3mbps

通過研究多媒體業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求，我們發(fā)現(xiàn)，承載在iPhone等大屏幕移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端上的高清視頻業(yè)務(wù)，需要平均800kbps的網(wǎng)絡(luò)速率才能夠有較好的用戶體驗(yàn)；即使是移動(dòng)數(shù)據(jù)卡和上網(wǎng)本的無線寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，用戶也期待能夠有和ADSL相當(dāng)?shù)乃俾剩辽龠_(dá)到1Mbps～2Mbps。從表1可以看出，要想實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有固定寬帶網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)?shù)母惺埽挥械絃TE時(shí)才能夠?qū)崿F(xiàn)。

五、LTE移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)的實(shí)際應(yīng)用

通過前邊的對(duì)比分析，LTE能夠滿足未來四大趨勢(shì)業(yè)務(wù)的需求，全面承載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、視頻類、家庭和企業(yè)類以及物聯(lián)網(wǎng)類業(yè)務(wù)應(yīng)用。

（1）高智能終端4G手機(jī)的功能，現(xiàn)在4G手機(jī)應(yīng)該算得上是一只小型電腦。4G通信將使人們不僅可以隨時(shí)隨地通信，更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像，當(dāng)然更可以和從未謀面的陌生人網(wǎng)上聯(lián)線對(duì)打游戲。4G通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，例如對(duì)菜單和滾動(dòng)操作的依賴程度將大大降低，更重要的4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。例如4G手機(jī)將能根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他設(shè)定的因素來適時(shí)地提醒手機(jī)的主人此時(shí)該做什么事，或者不該做什么事，4G手機(jī)可以將電影院票房資料，直接下載到PDA之上，這些資料能夠把目前的售票情況、座位情況顯示得清清楚楚，大家可以根據(jù)這些信息來進(jìn)行在線購(gòu)買自己滿意的電影票；4G手機(jī)可以被看作是一臺(tái)手提電視，用來看體育比賽之類的各種現(xiàn)場(chǎng)直播。

（2）高質(zhì)量的多媒體通信。4G通信系統(tǒng)提供的無線多媒體通信服務(wù)將包括語音、數(shù)據(jù)、影像等大量信息透過寬頻的信道傳送出去。人們下載一部65分鐘的高清片，只要10秒鐘；在網(wǎng)上看高清視頻，不用擔(dān)心畫面卡或聲像不同步；與互聯(lián)網(wǎng)對(duì)手同玩賽車，幾乎感覺不到時(shí)延。還有4G時(shí)代的多屏業(yè)務(wù)，可以根據(jù)用戶偏好推送節(jié)目，通過專業(yè)的技術(shù)使視頻自動(dòng)適應(yīng)不同屏幕大小和分辨率，在切換屏幕時(shí)也不用重新登陸，實(shí)現(xiàn)無縫鏈接。無論在什么地方，無論使用何種屏幕，都能夠得到同樣、無縫地體驗(yàn)和服務(wù)，回家路上用手機(jī)觀看球賽，進(jìn)家門便可直接轉(zhuǎn)到電視上觀看。

六、結(jié)語

總之，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的大趨勢(shì)下，移動(dòng)通信技術(shù)已全面進(jìn)入LTE時(shí)代。LTE對(duì)于移動(dòng)業(yè)務(wù)的強(qiáng)大承載能力，將會(huì)使移動(dòng)通信滲透到生活、工作的方方面面，全面推動(dòng)社會(huì)信息化的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]TD-LTE規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)-六城市測(cè)試-承載功能測(cè)試規(guī)范.2011年7月.

[2]鄭有強(qiáng)，徐兆吉.TD-LTE業(yè)務(wù)承載能力及應(yīng)用分析[J].移動(dòng)通信，2010（5）：30-34.

（作者單位：中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司東莞分公司）