LTE新業(yè)務(wù)發(fā)展探討

1  引言

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)作為增加用戶收入的一種重要方式，其發(fā)展受到了移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的熱切關(guān)注，特別是某些業(yè)務(wù)能從更高的數(shù)據(jù)速率中獲益（如鈴聲下載、音樂(lè)下載、視頻電話和電視業(yè)務(wù)）。當(dāng)然，目前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)仍為主要業(yè)務(wù)，只有部分用戶在使用除短信業(yè)務(wù)（SMS）外的其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的“實(shí)際”使用率可能比統(tǒng)計(jì)結(jié)果更低，因?yàn)榇蠖鄶?shù)運(yùn)營(yíng)商都把SMS包含在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)之內(nèi)）。

究其原因，早期2G提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率太低，時(shí)延太長(zhǎng)，無(wú)法提供舒適的使用體驗(yàn)，令人失望。手機(jī)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)在支持IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)頻譜效率低，其面向連接固定帶寬的結(jié)構(gòu)不適應(yīng)突發(fā)式IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。因此，用戶對(duì)手機(jī)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)抱有懷疑態(tài)度。

為此，3GPP和3GPP2都認(rèn)識(shí)到目前的系統(tǒng)在提供互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)上的局限性，試圖在原來(lái)的體系框架內(nèi)，在下行鏈路中采用分組接入技術(shù)，大幅度提高IP數(shù)據(jù)下載和流媒體速率。同時(shí)，核心網(wǎng)也在向全I(xiàn)P網(wǎng)演化。目前，以EGPRS和cdma2000 1x為代表的2.75G設(shè)備以及以HSPA和EV-DO為代表的3G設(shè)備已經(jīng)投放中國(guó)市場(chǎng)，目標(biāo)是將用戶下載速度提高到1~10Mbit/s。除了數(shù)據(jù)傳輸率的問(wèn)題外，運(yùn)營(yíng)商還面臨著如何使單位比特的網(wǎng)絡(luò)建造和運(yùn)營(yíng)成本盡可能低，從而降低業(yè)務(wù)費(fèi)用這一永恒課題。

3GPP Release8中提出的長(zhǎng)期演進(jìn)方案（LTE）旨在利用當(dāng)前的3G實(shí)施框架，在100M范圍，將網(wǎng)元的數(shù)據(jù)容量提高至少5倍。LTE將支持更多用戶，其更高的速率可以與目前應(yīng)用于家庭的DSL（數(shù)字用戶線）速率相媲美。簡(jiǎn)化的協(xié)議結(jié)構(gòu)＋簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)＋基站網(wǎng)絡(luò)間的功能分離和功能重定義，作為L(zhǎng)TE提高網(wǎng)絡(luò)效率的手段，使運(yùn)營(yíng)商有機(jī)會(huì)將傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)移植到手機(jī)平臺(tái)，向手機(jī)提供高數(shù)據(jù)率業(yè)務(wù)、融合語(yǔ)音業(yè)務(wù)（VoIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)）。

運(yùn)營(yíng)商從語(yǔ)音時(shí)代到數(shù)據(jù)時(shí)代運(yùn)營(yíng)的演化如圖1所示。

圖1  從語(yǔ)音時(shí)代到數(shù)據(jù)時(shí)代的運(yùn)營(yíng)演化

2  未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的業(yè)務(wù)需求分析

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)需求方面，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，用戶已經(jīng)習(xí)慣了“隨時(shí)在線”這種保持與外界聯(lián)系的感覺(jué)，用戶注重的是在互聯(lián)網(wǎng)上得到的體驗(yàn)。當(dāng)這些互聯(lián)網(wǎng)上的使用習(xí)慣遷移到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上，卻不一定會(huì)給用戶帶來(lái)好的感受，這主要與網(wǎng)速、終端和使用場(chǎng)景這3方面因素有關(guān)：

● 網(wǎng)速

目前普遍使用的GPRS平均速度只有60~80k，即使是峰值能達(dá)到384k的EDGE平均使用速度也只能達(dá)到160k左右，對(duì)于習(xí)慣固定互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的用戶來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足大量頻繁的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。對(duì)現(xiàn)網(wǎng)2G用戶調(diào)查顯示，用戶最看重的第一是速度，第二是覆蓋，第三才是價(jià)格。因此，網(wǎng)速對(duì)用戶的體驗(yàn)起著至關(guān)重要的作用。

● 終端

傳統(tǒng)的手機(jī)從功能、界面到操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都不是針對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的，這種狀況隨著iPhone，GPhone的推出才有所改變。雖然這些高端機(jī)離普通用戶比較遠(yuǎn)，但隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及以及大尺寸觸摸屏技術(shù)的完善，相應(yīng)的智能終端／無(wú)線上網(wǎng)本必將逐漸普及，這其中蘊(yùn)含著巨大的業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)力。

● 使用場(chǎng)景

用戶使用傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)處于相對(duì)穩(wěn)定、比較安逸的環(huán)境，但移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的使用場(chǎng)景很多是像車站、餐館、交通工具等地方，會(huì)受到很多干擾。因此，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶需要在短小零碎的時(shí)間里快速獲取自己想要的信息和服務(wù)，這種長(zhǎng)時(shí)間在線和突發(fā)性請(qǐng)求的特點(diǎn)對(duì)上網(wǎng)的速率和帶寬要求很高�？梢赃@樣看，高速率和大帶寬的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，是疊加在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)之上的一層獨(dú)立空間，基于家庭用戶閑散舒適的追求、工作用戶商機(jī)保障的追求和個(gè)人用戶私密安全的追求，業(yè)務(wù)需求廣泛且必要，亟待挖掘。

在電信業(yè)務(wù)方面，3GPP定義了4種基本業(yè)務(wù)類型：會(huì)話類業(yè)務(wù)、流媒體業(yè)務(wù)、交互類業(yè)務(wù)和后臺(tái)類業(yè)務(wù)。

● 會(huì)話類業(yè)務(wù)：在4種類型中對(duì)時(shí)延是最敏感的，因此對(duì)時(shí)延及丟包率等服務(wù)質(zhì)量有嚴(yán)格的要求。

● 流媒體業(yè)務(wù)：最基本的特征是保護(hù)數(shù)據(jù)流中各信息實(shí)體傳送的連續(xù)性，抖動(dòng)是其重要的QoS指標(biāo)，其典型例子是流媒體視頻。

● 交互類：Web瀏覽是這類業(yè)務(wù)的典型例子。在瀏覽過(guò)程中，用戶向遠(yuǎn)程實(shí)體（如服務(wù)器）請(qǐng)求數(shù)據(jù)，同時(shí)服務(wù)器進(jìn)行回應(yīng)。

● 后臺(tái)類：短消息、文件傳送等屬于后臺(tái)類業(yè)務(wù)，另外幾乎所有不在前3類的話務(wù)量都包含在后臺(tái)類中，例如E-mail。

3G業(yè)務(wù)的主要特征，應(yīng)該是提供移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)，并保證可靠的高服務(wù)質(zhì)量。3G應(yīng)用的核心是實(shí)時(shí)性應(yīng)用，這些應(yīng)用包括視頻電話（視頻會(huì)議）、視頻流、遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)視、多媒體實(shí)時(shí)游戲、視頻點(diǎn)播等。這些“殺手級(jí)應(yīng)用”將驅(qū)動(dòng)3G的推廣，并提高運(yùn)營(yíng)商“基于流量＋基于提供服務(wù)”的收入。然而，事實(shí)上3G很難真正做到這些。這主要是由于實(shí)時(shí)類業(yè)務(wù)（如可視電話）對(duì)QoS要求較高，尤其是時(shí)延——IP通信對(duì)高比特誤碼率(BER)非常敏感，而在整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中這種高誤碼率很常見(jiàn)。對(duì)此，現(xiàn)有的3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還不能很好地適應(yīng)處理，需要新的技術(shù)突破，為各種對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用提供足夠高的通信質(zhì)量。另外還需要強(qiáng)調(diào)的是，未來(lái)多媒體業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的速率和帶寬要求較高，比如IPTV業(yè)務(wù)需要8M帶寬才能開(kāi)展，其他家庭業(yè)務(wù)也至少需要1M帶寬。這樣的需求如果在用戶量很少的時(shí)候是可以承載的，但是當(dāng)用戶量達(dá)到一定規(guī)模的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)就難以承載，因?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是大家共享頻譜資源，而頻譜資源是很有限的，大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并發(fā)的時(shí)候現(xiàn)有3G技術(shù)就難以承受。

隨著OFDM，MIMO，F(xiàn)LAT IP等技術(shù)的應(yīng)用，LTE使得整個(gè)頻譜利用率得到很大提高，按照20M頻譜帶寬能夠?qū)崿F(xiàn)峰值下行100M左右、上行50M左右的速率。當(dāng)然，隨著業(yè)務(wù)和用戶的規(guī)模增長(zhǎng)，LTE也將面臨人均帶寬下降的問(wèn)題，但是根據(jù)測(cè)算，應(yīng)該能夠達(dá)到人均2M帶寬左右，基本跟現(xiàn)在的ADSL相當(dāng)，這就能夠?yàn)楦鞣N多媒體業(yè)務(wù)提供良好的支持了。理論上，目前沒(méi)有比OFDM＋MIMO（同時(shí)綜合了1碼分多址，2空分多址，3頻分多址接入技術(shù)）更有效的無(wú)線技術(shù)。圖2展示了各類無(wú)線技術(shù)歸結(jié)到LTE的演進(jìn)。

圖2  各類無(wú)線技術(shù)歸結(jié)到LTE的演進(jìn)

可以看出，上升的用戶需求和運(yùn)營(yíng)商的贏利壓力在不斷推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，而快速進(jìn)步的技術(shù)又反過(guò)來(lái)激發(fā)出更多的用戶需求，阿爾卡特朗訊LTE技術(shù)和LTE業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)正是這樣發(fā)展起來(lái)的。

3  LTE IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）

在2009巴塞羅那舉行的世界移動(dòng)大會(huì)上，Verizon公司執(zhí)行副總裁兼首席技術(shù)官Dick Lynch宣布，由Verizon Communications與沃達(dá)豐公司共同組建的Verizon Wireless公司已選定阿爾卡特朗訊作為首要網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商之一，支持其在美國(guó)啟動(dòng)LTE網(wǎng)絡(luò)部署。此前，Verizon已與沃達(dá)豐攜手在美國(guó)及歐洲進(jìn)行業(yè)界領(lǐng)先的LTE網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)。這兩家入選的設(shè)備廠商將為Verizon Wireless部署網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，使其能夠自2010年起率先在美國(guó)推出商用LTE服務(wù)。

此外，Verizon還宣布選定阿爾卡特朗訊作為其IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）網(wǎng)絡(luò)的核心供應(yīng)商。無(wú)論采用何種接入技術(shù)，該系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)豐富的多媒體應(yīng)用。IMS將在Verizon服務(wù)架構(gòu)的演進(jìn)過(guò)程中扮演核心技術(shù)的角色。Verizon計(jì)劃在其無(wú)線和固定寬帶網(wǎng)絡(luò)上提供基于IMS的IP融合應(yīng)用和服務(wù)。LTE將成為采用IMS技術(shù)的重要無(wú)線接入網(wǎng)之一。