摘要 3G技术的商用化进程正逐渐加快,面对无线宽带等接入技术对移动通信的竞争,3GPP和3GPP2分别启动了3G演进工作,以进一步改进和增强3G技术,提供更强的数据业务能力和更好的用户体验,保持3GPP和3GPP2在移动通信领域的竞争力和领导地位。新一轮标准之争,对我国的企业、大学和研究机构都是一个扩大国际影响力,输出研究成果的大好机会。
关键词 3G 3GPP LTE 3GPP2 AIE
1、引言
从2004年开始,3G技术的商用化进程逐渐加快。随着Vodafone于2005年6月3日在新西兰开通WCDMA(UMTS)商用网络,在全球范围内,67个国家共建成了150个3G商用网络,其中有64个WCDMA网络、17个cdma2000 1xEV-DO网络和69个cdma2000 1x网络。与此同时,3G用户也获得了持续增长,截止到2005年4月底,全球范围内共有1.78亿3G用户,WCDMA系统已经发展了2550万用户,cdma2000 1xEV-DO系统也拥有了1290万用户。
目前,全球无线通信正呈现出移动化、宽带化和IP化的趋势,在蜂窝移动通信技术快速发展,力争提供移动宽带服务的同时,一些无线宽带接入技术也开始提供部分的移动功能,通过宽带移动化,试图从移动通信市场分一杯羹,如IEEE802.16e技术。致力于推广802.16无线宽带技术的WiMAX论坛宣布,全球首款获得WiMAX论坛认证的802.16d(802.16-2004)产品将在2005年底前上市。同时,支持移动性的802.16e标准将于近期推出,支持802.16e标准的商用产品预计将于2007年推向市场。
在这种背景下,移动通信业界提出了新的市场需求,要求进一步改进和增强3G技术,提供更强的业务能力和更好的用户体验。因此,3GPP和3GPP2相应启动了3G技术长期演进工作,以保持3G技术的竞争力和在移动通信领域的领导地位。
2、3GPPLTE工作的进展
为了启动UTRA/UTRAN的长期演进(Long Term Evolution-LTE)工作,3GPP分别于2004年11月和2005年3月召开了两次Workshop进行讨论。
在2004年11月多伦多会议上,与会的运营商和厂家提交了40多篇关于3GLTE的需求和建议,各方对LTE工作的建议基本一致,会议就LTE工作的战略发展达成共识,即通过开展UTRA/UTRAN的长期演进工作显著提高UTRA/UTRAN的性能。随后,在2004年12月召开的TSG RAN(Technical Specification Group Radio Access Network)全会上确定了演进工作的总体计划:整个LTE工作分为Study Item(SI)和Work Item(WI)两个阶段,SI阶段从2005年3月-2006年6月,完成可行性研究,WI阶段从2006年6月-2007年6月,完成核心的技术规范。
在2005年3月东京会议上,根据之前确定的总体时间进度和工作方法,确定了详细的工作计划和技术需求。根据会议决议,SI阶段的工作将通过6次3GPP TSG RAN的全会完成,具体计划是:
(1)2005年3月TSGRAN#27次会议制定工作计划和技术报告的框架,并形成初步的技术需求;
(2)2005年6月TSGRAN#28次会议通过技术需求报告;
(3)2005年9月TSGRAN#29次会议确定核心网功能划分;
(4)2005年12月TSGRAN#30次会议确定接入网结构、空口协议结构、状态切换和物理层的基本概念(如多址接入方式、是否宏分集等);
(5)2006年3月TSGRAN#31次会议确定信道结构、MIMO、信号处理和移动性的具体定义;
(6)2006年6月TSGRAN#32次会议通过技术报告并制定WI阶段的工作计划。
UTRA/UTRAN演进的目标是开发具有更高数据速率、更低时延和优化的分组接入技术,涉及到的工作包括空口Layer1-Layer3、接入网结构和射频等几个方面,具体的技术目标是:
●提高峰值数据速率(下行100M,上行50M);
●在保持现有基站位置的同时提高小区边缘数据速率;
●提高频谱效率(Release6的2-4倍);
●接入网时延(用户平面UE-RNC-UE)小于10ms;
●减小控制平面时延(100ms,不包括下行寻呼延时);
●支持多种载波带宽(如1.25MHz,2.5MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHz);
●支持与现有的3G系统和非3GPP规范系统的协同工作;
●增强的MBMS;
●降低CAPEX(资本支出,Capital Expenditure)和OPEX(运营支出,Operation Expenditure)的成本;
●降低从Rel-6UTRA空口和网络架构演进的成本;
●系统和终端具有合理的复杂性、成本和功耗;
●支持增强的IMS和核心网;
●尽可能保证后向兼容,当与系统性能或容量的提高矛盾时可以考虑适当的折衷;
●有效的支持多种业务类型,特别是分组域业务(如VoIP等);
●系统应能为低移动速度终端提供最优服务,同时也应支持高移动速度终端;
●系统应能工作在对称和非对称频段;
●应支持多运营商的邻频共存。
3GPP LTE工作正按照工作计划逐步进行.2005年6月3日刚刚结束的RAN#28会议上通过了演进需求技术报告,对于接入技术的评估方法也初步达成了共识,并将于2005年底确定上下行的多址接入技术。
3、3GPP2AIE工作的进展
面对3GPP和IEEE 802.16的竞争压力,3GPP2也相应启动了cdma2000 AIE(Air Interface Evolution)的相关工作。
根据目前的工作计划,3GPP2预计通过两次Workshop确定未来cdma2000技术演进的总体方向。其中,第一次会议于2005年3月在丹佛举行,主要讨论了cdma2000空中接口短期和长期演进的需求和技术方法。第二次会议将于2005年6月下旬在韩国汉城举行,除了需求和技术之外,会议还将讨论RAN结构和安全、语音编码、IMS端到端支持、OMA/应用层和新的空中接口技术等。
在2005年3月丹佛会议之后,分别于2005年4月在达拉斯和2005年5月在波特兰举行的3GPP2TSG-C会议上,已经开始了关于需求和技术演进的讨论。
目前,初步确定的cdma2000演进的主要目标是提高数据速率、减小系统时延以保持3GPP2在移动通信市场的领导地位,并尽量保持后向兼容。经过几次会议讨论,形成的主要建议包括:
(1)cdma2000演进工作的主要技术目标
提供增强的宽带无线用户体验;支持演进的MMD/IMS业务;提供更好的端到端QoS保证;相对于cdma2000 1x,提高语音业务容量;支持多载波,单个载波1.25MHz,总带宽应达到20MHz;提高峰值数据速率和系统容量;提高频谱效率;降低系统时延;提高小区覆盖和传输距离;在当前的小区结构下提高小区边缘的性能;支持频谱的灵活分配;支持动态信道分配;最小化控制和信令开销;降低终端功耗;降低CAPEX和OPEX的每比特成本;支持向其他无线接入技术的无缝切换;短期演进应支持后向兼容。
(2)cdma2000演进工作的工作计划
cdma2000的演进工作目前计划分为两个阶段:第一阶段为多载波cdma2000,应保持后向兼容并能尽快推向市场。多载波cdma2000应支持对称和非对称的上下行信道分配,并能在非连续载波上工作。目标的峰值数据速率为下行47.9M,上行27M。第二阶段为增强的cdma2000,致力于显著提高系统性能以保持相对于其他技术的竞争力和市场领先地位。增强的cdma2000包括已有的多载波cdma2000技术的增强和新的空口技术。新的空口技术应能在不同的载波带宽上工作,并能在频率选择性信道有优越的性能,同时降低终端的复杂性。目标的峰值数据速率为下行100M-1G,上行50-100M。对于新的空口技术主要建议包括OFDM,MC-CDMA,高码片速率DS-CDMA,Spread OFDM等。
目前,对于第一阶段的详细技术需求已经达成共识,正在制定具体的工作计划。与此同时,TSG-S和TSG-C已开始起草第二阶段的系统需求报告,以指导增强的cdma2000的研究工作。
4、结束语
从目前的国际发展形势来看,随着3GPP和3GPP2相继启动3G演进的工作,各国主要的企业、研究机构和标准化组织都已经或者正在制定相应的工作计划,以尽快加入到3G演进的工作中去。同时,众多面向B3G的研究机构和组织也正在争取将已有的研究成果输出到3GPP和3GPP2当前的工作中,在实现研究成果输出和标准化的同时,也为将来B3G的发展奠定基础。
在新的移动通信技术领域,我国的科研院校和设备制造商都已经做了大量的工作,积累了很多的基础研究成果,部分研究成果已经形成了专利。在通信领域,研究成果如果不能以标准的形式确认下来,就无法体现技术真正的价值。我国的TD-SCDMA技术标准已经成功地加入到了3G国际标准中,3G演进的新一轮标准之争,对我国的企业、大学和研究机构都是一个很好的机会,我们应该通过在国际上开展交流与合作积极地参与到标准化工作当中去,争取通过国际标准的形式确认我们的研究成果。