HSDPA與WiMAX的技術(shù)綜合比較

摘要　本文首先介紹了HSDPA和WiMAX兩種技術(shù)的特點(diǎn)，然后對(duì)其進(jìn)行了比較，前者技術(shù)較為成熟，也容易實(shí)現(xiàn)，設(shè)備成本相對(duì)低廉；后者在數(shù)據(jù)傳輸速率和覆蓋范圍方面具有優(yōu)勢(shì)，但升級(jí)的成本較高。

1、HSDPA的技術(shù)特點(diǎn)

在3G應(yīng)用里，運(yùn)營(yíng)商的主要業(yè)務(wù)和收入都將來自數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，大家尤其看好視頻流媒體和背景下載類業(yè)務(wù)，但這些業(yè)務(wù)對(duì)下行傳輸速率的要求非常高。而現(xiàn)在的WCDMA網(wǎng)絡(luò)下行傳輸速率理論上是384kbit/s，實(shí)際環(huán)境中的速率為150～250kbit/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。運(yùn)營(yíng)商迫切需要提高傳輸速率，HSDPA（High Speed Downlink Packet Access，高速下行分組接入）作為3GPP的Release5中提出的無線解決方案，理論傳輸速率可達(dá)到14Mbit/s。HSDPA是在3GPPR99/R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上自然演進(jìn)，旨在滿足上/下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不對(duì)稱的需求而提出的。

2、WiMAX的技術(shù)特點(diǎn)

WiMAX（Worldwide Interoperability for Mi-crowave Access）以IEEE 802.16d（e）標(biāo)準(zhǔn)為載體，使用10～66GHz頻段，是針對(duì)微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。WiMAX是一項(xiàng)無線城域網(wǎng)（WMAN）技術(shù)，作為線纜和DSL的無線擴(kuò)展技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無線寬帶接入。

3、HSDPA與WiMAX的綜合比較

盡管WiMAX的理論傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于HSDPA，理論覆蓋范圍比HSDPA更大，但實(shí)際上如果只是簡(jiǎn)單地將傳輸速率和覆蓋范圍做比較是很片面和主觀的，其實(shí)兩者在根本上存在巨大的差異。

3.1　數(shù)據(jù)傳輸速率和覆蓋范圍

HSDPA技術(shù)最終將能夠在5MHz頻帶上，為采用MIMO智能天線技術(shù)的系統(tǒng)提供14Mbit/s左右的傳輸速率。802.16d/e的技術(shù)特征（2/3）在雙工方式方面，802.16d/e支持FDD和TDD兩種方式。在數(shù)據(jù)傳輸速率方面，802.16d/e在5MHz頻帶上可以實(shí)現(xiàn)約15Mbit/s的速率，頻譜效率為3bit/s/Hz，與HSDPA相似。但802.16d/e在固定或低速環(huán)境下可以使用更大帶寬（20MHz），實(shí)現(xiàn)高達(dá)75Mbit/s的峰值速率。在多址方法方面，802.16d/e在上行采用TDMA，下行采用TDM（時(shí)分復(fù)用）支持多用戶傳輸。另一種多址方式是OFDMA，以2048個(gè)子載波的情況為例，系統(tǒng)將所有可用的子載波分為32個(gè)子信道，每個(gè)子信道包含若干子載波。

3.2　移動(dòng)性和網(wǎng)絡(luò)漫游

雖然WiMAX提供的傳輸速率高，但更傾向于固定位置的游牧式使用，移動(dòng)性差，欠缺切換/漫游能力。但802.16e是移動(dòng)WiMAX標(biāo)準(zhǔn)，增加了一定的移動(dòng)功能。由于3G/HSDPA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)從設(shè)計(jì)之初就是要支持快速切換/漫游，因此實(shí)際部署的無線網(wǎng)絡(luò)能夠滿足高質(zhì)量的無縫覆蓋。WiMAX論壇給出WiMAX技術(shù)的5種應(yīng)用場(chǎng)景定義，即固定、游牧、便攜、簡(jiǎn)單移動(dòng)和全移動(dòng)。游牧式業(yè)務(wù)是固定接入方式發(fā)展的下一個(gè)階段。在便攜應(yīng)用場(chǎng)景下，用戶可以步行連接到網(wǎng)絡(luò)，除了進(jìn)行小區(qū)切換外，連接不會(huì)發(fā)生中斷。在簡(jiǎn)單移動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景下，用戶在使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)中能夠步行、駕駛或者乘坐公共汽車等，但當(dāng)終端移動(dòng)速度達(dá)到60～l20km/h時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速度將有所下降。全移動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景下，用戶可以在移動(dòng)速度為120km/h甚至更高的情況下無中斷地使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)，當(dāng)沒有網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，用戶終端模塊將處于低功耗模式。但是從技術(shù)自身的角度來看，WiMAX還不具備像3G/HSDPA這樣的公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的廣域漫游、安全特性、終端便攜等移動(dòng)特性，最終將限制其作為公眾移動(dòng)通信的應(yīng)用。

3.3　技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成熟度

盡管WiMAX技術(shù)已經(jīng)成為新的熱點(diǎn)，但兼容WiMAX的設(shè)備卻還沒有在市場(chǎng)上出現(xiàn)。2005年12月7日，IEEE宣布正式批準(zhǔn)IEEE 802.16e（TM）移動(dòng)無線MAN（R）標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)將促進(jìn)移動(dòng)寬帶無線接入（BWA）系統(tǒng)的全球發(fā)展，而正式產(chǎn)品問世可能要到2007年，將會(huì)在2008年后成熟。據(jù)市場(chǎng)分析人士和設(shè)備供應(yīng)商分析預(yù)測(cè)，從移動(dòng)WiMAX芯片問世到變成廉價(jià)產(chǎn)品而嵌入筆記本電腦等將需要數(shù)年時(shí)間。而HSDPA標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在R5中確定，基本標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)凍結(jié)，尤其在最近，各通信設(shè)備制造廠商，包括北電、愛立信和諾基亞等完成了一些在HSDPA上的業(yè)務(wù)演示，隨著終端的陸續(xù)推出，在運(yùn)營(yíng)商的配合下，HSDPA的商用時(shí)間已在2006年年前實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，成熟期也將在2007年之后。

3.4　無線頻譜

目前已經(jīng)認(rèn)可的頻率為3.4～3.8GHz，許可證頻率（ETSI，國(guó)際MMDS），5.725～5.85GHz免許可證。很多國(guó)家允許使用更高的頻率，將其當(dāng)做5GHz免許可證頻段的一部分，目的是室外應(yīng)用。國(guó)外的運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)進(jìn)行了3G牌照的拍賣，國(guó)內(nèi)的運(yùn)營(yíng)商為了得到3G網(wǎng)絡(luò)的頻率營(yíng)運(yùn)執(zhí)照，也已經(jīng)投入了大量人力、財(cái)力用于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的前期工作。而WiMAX無線頻譜可能是免費(fèi)的，對(duì)于申請(qǐng)不到3G頻率的運(yùn)營(yíng)商，這是他們青睞WiMAX的理由之一。然而，目前WiMAX最主要的問題是沒有一個(gè)統(tǒng)一的全球頻段范圍，所以目前整個(gè)業(yè)內(nèi)都致力于實(shí)現(xiàn)WiMAX頻段的統(tǒng)一化，最起碼形成幾個(gè)有限的選擇，以避免出現(xiàn)傳統(tǒng)無線寬帶市場(chǎng)各種頻譜、各樣結(jié)構(gòu)充斥的局面，否則會(huì)導(dǎo)致市場(chǎng)的規(guī)模小、成本高，影響應(yīng)用的普及。HSDPA是在WCDMA R99/R4網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的無線增強(qiáng)技術(shù)，采用的仍然是WCDMA的頻譜，無需額外的頻譜資源，初期高速數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)量要求不高時(shí)，也可以與R99共載波。

3.5　市場(chǎng)應(yīng)用定位

3G/HSDPA網(wǎng)絡(luò)的基本市場(chǎng)定位是提供公眾語音及多媒體業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)人手機(jī)終端全球、區(qū)域和國(guó)家漫游。HSDPA的典型應(yīng)用是Internet瀏覽和視頻點(diǎn)播。WiMAX市場(chǎng)定位從長(zhǎng)期而言，可以支持“最后1km”以及攜帶式寬帶無線，有效延伸WLAN的連接，也更加適合部署在城郊、農(nóng)村和邊緣一類xDSL以及CableModem不能有效覆蓋的區(qū)域。在802.16d基礎(chǔ)上增強(qiáng)改進(jìn)的802.16e標(biāo)準(zhǔn)更有助于有效延伸WLAN的連接，實(shí)現(xiàn)步行速度具有有限的切換能力，主要面向家庭接入和企業(yè)市場(chǎng)，容量較大總之，HSDPA旨在覆蓋廣域，而WiMAX更多針對(duì)核心城市地區(qū)。

3.6　市場(chǎng)發(fā)展

HSDPA的商用率先在亞洲實(shí)現(xiàn)，美國(guó)、歐洲的運(yùn)營(yíng)商也在商討HSDPA從2006年開始進(jìn)入商業(yè)建設(shè)階段。相對(duì)而言，作為WiMAX領(lǐng)頭羊的英特爾認(rèn)為移動(dòng)802.16e問世還需要一段時(shí)間，2006年下半年將進(jìn)行技術(shù)測(cè)試，因此802.16e版本的商用將明顯晚于HSDPA。另據(jù)悉，韓國(guó)固定電話運(yùn)營(yíng)商KT已經(jīng)決定在2006年4月啟動(dòng)WiBro計(jì)劃，即基于802.16e的商用網(wǎng)絡(luò)，并計(jì)劃到2006年年底覆蓋漢城、釜山等10個(gè)城市，到2008年計(jì)劃完全覆蓋全國(guó)84個(gè)主要城市；韓國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商SKT也計(jì)劃在2006年6月啟動(dòng)WiBro計(jì)劃，用4年的時(shí)間使網(wǎng)絡(luò)覆蓋到全國(guó)84個(gè)城市。這無疑對(duì)WiMAX陣營(yíng)是個(gè)好消息。

另外，兩種技術(shù)設(shè)備在成本方面也有較大的區(qū)別，包括NOKIA在內(nèi)的設(shè)備商已經(jīng)宣布可以基本不需要新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就可以在現(xiàn)有的WCDMAR99版本的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上平滑地軟件升級(jí)到HSDPA；WiMAX則需要全新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

4、兩種技術(shù)相互的關(guān)系和展望

近來關(guān)于WCDMA和WiMAX之爭(zhēng)的討論日益激烈，有的認(rèn)為兩者是冤家聚頭，必然有競(jìng)爭(zhēng)；有的則認(rèn)為兩者是各自不同領(lǐng)域的技術(shù)，在應(yīng)用市場(chǎng)相互補(bǔ)充。

持有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系觀點(diǎn)的人認(rèn)為：雖然目前兩者之間還沒有直接的沖突，HSDPA側(cè)重在移動(dòng)性數(shù)據(jù)和語音服務(wù)方面，WiMAX側(cè)重于企業(yè)用戶無線寬帶數(shù)據(jù)接入，為企業(yè)和業(yè)務(wù)達(dá)不到的區(qū)域提供寬帶業(yè)務(wù)。但著重于無線寬帶接入市場(chǎng)的HSDPA會(huì)對(duì)WiMAX陣地有所沖擊，源于IP技術(shù)的WiMAX在數(shù)據(jù)速率和業(yè)務(wù)上的優(yōu)勢(shì)又是HSDPA所不能及的，伴隨移動(dòng)終端用戶數(shù)據(jù)需求的日益增長(zhǎng)，兩者必然與對(duì)方形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。雖然WiMAX需要新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，前期的投資和時(shí)間相對(duì)HSDPA較長(zhǎng)，但是一旦網(wǎng)絡(luò)實(shí)施，WiMAX能提供更高的速率。最重要的是，WiMAX基于IEEE 802.16的標(biāo)準(zhǔn)，采取的是開放模式，與采用傳統(tǒng)專有路線發(fā)展的3G/HSDPA具備明顯的成本優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又因?yàn)閃iMAX產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入門檻低，可以迅速引入競(jìng)爭(zhēng)。終究?jī)煞N技術(shù)爭(zhēng)奪的是同樣的用戶群，WiMAX一定會(huì)對(duì)3G/HSDPA形成威脅，因?yàn)閮烧叨际敲嫦蛭磥砬叶际翘峁└咚僖苿?dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的。

但多數(shù)人認(rèn)為：兩者的市場(chǎng)定位不同，各有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，互相補(bǔ)充的關(guān)系更加恰如其分。HSDPA完全可以支持與WiMAX相當(dāng)?shù)膸�寬，同時(shí)具有WiMAX無法比擬的完全移動(dòng)性，以及廣泛的產(chǎn)業(yè)鏈和終端用戶基礎(chǔ)。因此，WiMAX將主要作為固定寬帶接入的補(bǔ)充和替代，兩者的補(bǔ)充關(guān)系可以細(xì)化到服務(wù)覆蓋區(qū)域、終端和移動(dòng)性等方面。HSDPA實(shí)施的是宏蜂窩廣泛覆蓋，滿足用戶在各種移動(dòng)環(huán)境下享受服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全球漫游；WiMAX是MAN無線城域網(wǎng)，基于互聯(lián)網(wǎng)通過多點(diǎn)基站游牧式的移動(dòng)接入，在低速環(huán)境下提供應(yīng)用服務(wù)，如步行和在辦公室中等，它的優(yōu)勢(shì)在于更高帶寬、更好的穩(wěn)定性，用以銜接Wi-Fi熱點(diǎn)區(qū)域。在終端方面，HSDPA主要是移動(dòng)電話，以支持話音業(yè)務(wù)為主；WiMAX則是PDA和便攜式計(jì)算機(jī)，以支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主。在移動(dòng)性方面，HSDPA可以支持用戶快速移動(dòng)，而WiMAX在802.16e后續(xù)版本才支持有限的低速移動(dòng)。

雖然兩者可以互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，但不容樂觀的事實(shí)是，現(xiàn)在預(yù)測(cè)WiMAX的成功可能還為時(shí)過早。在標(biāo)準(zhǔn)方面，802.16e標(biāo)準(zhǔn)目前剛獲得通過不久，距離真正商用還有較長(zhǎng)的路要走。WiMAX標(biāo)準(zhǔn)未定義核心網(wǎng)規(guī)范，各廠商設(shè)備之間的互操作性測(cè)試需要時(shí)間。另外，商業(yè)運(yùn)作方面也有很多不確定性因素，同時(shí)，WiMAX還需要完整的解決方案以及相對(duì)于Wi-Fi新的建設(shè)性的商業(yè)模式。如果雙模終端（支持HSDPA和WiMAX）出現(xiàn)，也要考慮兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的互連以及聯(lián)合計(jì)費(fèi)問題。

5、總結(jié)

總而言之，由于WCDMA/HSDPA早已具備了移動(dòng)通信所需的移動(dòng)性、安全性以及付費(fèi)基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)考慮到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本、用戶成本以及將技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)的成本，HSDPA具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，所以HSDPA更適合大范圍、全移動(dòng)性的無線高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，WiMAX適于低速環(huán)境下提供高速和高穩(wěn)定性的接入。兩種技術(shù)的著眼點(diǎn)不同，服務(wù)的用戶群、業(yè)務(wù)類別、移動(dòng)范圍都存在差異，但兩者可以相互補(bǔ)充、和諧發(fā)展。雖然在覆蓋、業(yè)務(wù)上難免有重疊和競(jìng)爭(zhēng)，但是正因?yàn)橹丿B交叉的存在，才能夠保證用戶在任何地方都能實(shí)現(xiàn)有效通信。