4G移动通信网络近期发展概况

14G移动通信网络近期发展概况22TD-LTE是什么？TD-LTE怎么样？TD-LTE怎么做？主要内容33TD-LTE是什么？1、LTE的产生2、TD-LTE与TD-SCDMA的异同3、TD-LTE带来的变化TD-LTE怎么样？TD-LTE怎么做？主要内容44引言——移动通信技术变革周期从1G至今移动通信大约每十年出现一次技术升级838485868788899091929394959697989900010203040506070809101112131415161718192021222324252627281G–AMPS/TACS话音为主2G–GSM/CDMA话音+低速数据业务(~10kbps)LTE/LTE-Advanced移动宽带互联网(100Mbps以上)9年9年3G/HSPA话音+中高速数据(384kbps-14Mbps)10年822G标准开始制定963G标准开始制定05LTE标准开始制定92芬兰GSM商用83美国AMPS商用01日本WCDMA商用09瑞典、丹麦LTE商用当前，移动互联网业务的爆发式增长催生了移动通信的又一次升级换代与TD-S的异同带来的变化LTE的产生55LTE的产生-移动互联网发展带来的技术挑战GAPMobileDataTrafficGrowth131%PerYearMobileBroadbandDataRatesGrowth55%PerYearUMTS2MbpsHSDPA14.4MbpsLTE100MbpsLTE-A1GbpsMbpsPB/mo200015001600140012001000800600400200003000025000200001500010000500020022004200620082010200420122016数据流量增速远高于无线带宽增速•据预测从2008年到2013年无线流量以每年131%的复合增长率增长66倍(Source:Cisco)•无线通信系统的峰值速率从UMTS到LTE-A以每年55%的复合增长率增加与TD-S的异同带来的变化LTE的产生66LTE的产生-移动互联网发展对网络运营的挑战6降低每比特成本，快速提供各类无线业务满足客户需求•语音流量增加缓慢，数据流量迅速增长，但运营商的ARPU值逐渐下降，整体收益受到冲击•运营商需不断降低带宽的成本，此外还要建设高容量的网络来满足日益增长的无线业务需求与TD-S的异同带来的变化LTE的产生77LTE的产生-市场竞争发展的结果-WiMAXWirelessTechnologyPositioningMobility/RangeDatarates10Mbps0.11100WLAN(IEEE802.11x)GSMGPRSDECTBluetoothEDGEFixedWalkVehicleIndoorPedestrianHighSpeedVehicularRuralPersonalAreaVehicularUrbanFixedurbanNomadicFlash-OFDMUMTSWiMAXforwireless-DSLwithlimitedmobilityIEEE802.16dIEEE802.16eHSDPA3GPP被迫迎战，开始LTE标准的制定欧洲、美洲和亚洲的近400家公司参与3GPP标准化监管机构、主要运营商、网络和终端设备商、测试和服务提供商均积极参与中国积极进行TDD两种帧结构的标准融合，提出了TD-LTE标准。与TD-S的异同带来的变化LTE的产生88(包括FDD和TDD)峰值速率：500M~1Gbps欧洲中国美国2G3G(CDMA)4G(OFDM)标准形成时间19851998-20002005-2009HCRTDDGSMLTE-AdvancedCDMALCRTDDLTE的概念WCDMA小规模试验TD-SCDMACDMA2000LTETDD1LTETDD2TDD融合B3G(OFDM)FDD-LTE峰值速率(20MHz)：10M/110MbpsTD-LTE(时分双工）FDDLTE(频分双工)10kbps200kbps300kbps-10Mbps50Mbps50Mbps-1Gbps峰值速率(20MHz)：50M/150Mbps在分离的两个对称频率信道(间隔190MHz)上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道对称业务：可充分利用上下行的频谱；非对称业务：频谱利用率将大大降低共用一个频率信道进行接收和发送，用保护时间来分离接收和发送可灵活配置频率及上下行时隙比例，高效支持非对称业务;覆盖范围、速率支撑及抗干扰要弱于FDD-LTE国际电联，把LTE称为3.9G;媒体及民间，把LTE称为4G，以示与3G的区别。速率：与TD-S的异同带来的变化LTE的产生99LTE的概念•LTE是以OFDM为核心的技术，取消了无线网络控制器（RNC），采用了扁平网络架构。是无线技术的“革命”（revolution），而非“演进”（evolution）。SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPSServiceServingGWPDNGWS5/8SAEGWS6dS10BOSSCGS4S3AFRxUEE-UTRANEPCEPS负责无线资源管理负责移动性管理功能负责用户面接入功能提供承载控制、计费、地址分配和非3GPP接入等功能根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控提供鉴权和签约等功能用户设备(UE)接入网(E-UTRAN)核心网(EPC)整个TD-LTE系统由3部分组成与TD-S的异同带来的变化LTE的产生1010TD-LTE是什么？——关键技术异同DwPTSUpPTSGP0123456789Subframe=1msRadioFrame=10ms02341msType1FDDType2TDD57891msSlot=0.5msHalfFrame=5msUpPTSGPDwPTS0.675msGP#1#2#0#3#4#5#6DwPTSUpPTS特殊时隙总长:0.275msTD-SCDMA半帧:5ms继承TD-SCDMA核心关键：TDD技术继承TD-SCDMA特殊时隙设计及应用，保证基本专利的继承、资源的优化使用及与TD-S的共存继承可最大化利用TDD优势的智能天线技术，保证性能借鉴TD-SCDMA经验，TD-LTE进一步优化设计优化单路数据发送智能天线技术实现多路数据并发，提升整体性能优化特殊时隙降低系统内干扰引领TD-LTE技术成为4G国际主流标准18%20%22%22%0%5%10%15%20%25%占3GPP总文稿数的比例中国企业近两年提交文稿数达4605份，占国际总文稿超20%，在TDD方面近50%主导TD-LTE升级技术,成为4G标准与TD-S的异同带来的变化LTE的产生1111标准融合TD-LTE已建立全球化端到端产业链融合全球传统FDD、TD-S、WiMAX等各方的产业研发力量系统设备共平台：共硬件平台，软件部分可复用，复用度85%以上终端共基带芯片：单芯片同时支持FDD和TDD模式，通过软件自适应工作在不同模式上LTEFDD/TDD标准高度融合，在同一组织、同一项目、同一流程中进行，形成了同一规范，核心网设备完全一样，无线网设备层二及以上一样，差异仅在物理层TD-LTE是什么？——与FDD实现全面融合产品融合网络融合产业融合一张网络同时支持FDD和TDDLTE，为运营商带来最高效的宽带网络，实现业务的连续性，为用户提供最佳体验与TD-S的异同带来的变化LTE的产生1212TD-LTE是什么？——从用户角度看3G时代，国际标准可兼容SIM卡和USIM卡；LTE时代，因SIM卡的安全性弱，单向鉴权等缺陷，标准不再允许SIM卡接入用户体验的变化其背后原因LTE终端模式更多、形态更丰富LTE终端大多可支持GSM\TD-S\WCDMA\TD-LTE\LTEFDD\WLAN等多种制式用户除了LTE手机、LTE数据卡可供使用外，还可选择CPE、MIFI、平板电脑等多种类型终端真正的宽带移动通信用户可体验到更高的带宽和冲浪感受，上行峰值速率达50Mbps、下行峰值速率达100Mbps用户“永远在线”用户开机即获取IP地址，保持与网络的长连接，可实现网络永远在线，提升用户双向交互业务体验LTE同步支持IPv6，用户可分到永久的可达地址，网络可支持更多用户同时在线时延大幅降低，业务种类更丰富用户的基础通信业务将发生根本改变，可体验高清语音、高清视频等业务用户可享受类型更丰富的移动宽带多媒体、实时交互、Push等新业务LTE时代，无法实现“三不”用户可以不换号，但必须将SIM卡更换为USIM卡用户需重新登记为LTE签约用户（用户不一定感知）与TD-S的异同带来的变化LTE的产生1313TD-LTE是什么？——从网络建设角度看需引入融合的用户数据网元HSS/HLR需同步引入PCC，保证业务质量需构建新的LTEDiameter信令网引入全新的核心网EPC，控制承载分离EPC（EvolvedPacketCorenetwork，LTE核心网）不仅承载数据类业务，未来还要承载话音、高清视频等基础通信业务，对承载网的QoS要求和安全性要求高LTE回传网络对带宽(几十兆到几百兆)和时延要求更高(S1接口10ms)，且引入点到多点流量模型LTE引入全新的无线网，网络扁平化，用户面和信令面实现低时延、高效率省际/省内干线IP专网CMNETPTN城域网业务网核心网承载网传送网接入网终端/卡TD-LTEeNodeB基本语音业务补充业务增值业务视频类业务高清视频电话高清视频会议点击拨号业务第三方业务自有数据业务TD-LTEeNodeB2G/TD电路域EPC网络LTE信令网CM-IMS网络7号信令网2G/TD分组域数据中心HLR/HSS网络建设的变化与TD-S的异同带来的变化LTE的产生1414TD-LTE是什么？——从网络运营角度看带来集中化运营契机LTE是中国移动网络集中化部署的新契机，集中化部署有利于降低运营成本，提高资源利用率，降低网络复杂度，重点考虑EPC、信令网、用户数据、支撑系统等集中化对流量经营提出了更高要求LTE流量激增，网络资源不均衡使用问题更加突出，用户实时流量查询提醒的诉求将更加强烈，要求我们做好流量管控、资费设计、差异化服务、流量提醒等服务省际/省内干线IP专网CMNETPTN城域网业务网核心网承载网传送网接入网终端/卡TD-LTEeNodeB基本语音业务补充业务增值业务视频类业务高清视频电话高清视频会议点击拨号业务第三方业务自有数据业务TD-LTEeNodeB2G/TD电路域EPC网络LTE信令网CM-IMS网络7号信令网2G/TD分组域数据中心HLR/HSS需同步引入PCC，保证业务质量同步引入PCC，可实现差异化的QoS业务质量保证和流量管控，提升流量价值网络运营的变化与TD-S的异同带来的变化LTE的产生1515TD-LTE是什么？TD-LTE怎么样？1、性能2、两个关键问题3、产业进展4、全球市场进展TD-LTE怎么做？主要内容1616案例1:下载3MB音乐到手机TD-HSPA24秒EDGE1分3秒案例2:上传8MB视频到YouTube网站TD-HSPA36秒EDGE7分24秒LTE(2x2MIMO,10MHzch)1秒LTE(2x2MIMO,10MHzch)2.6秒TD-LTE怎么样？——高速率带来的极致体验产业进展全球市场进展两个关键问题性能1717TD-LTE怎么样？——基本性能与FDD基本相当70%加扰、3:1配置下的小区吞吐量为28-51Mbps）部分厂家仍有优化提高空间小区吞吐量全网速率分布典型示意图时延业务面时延（影响实时业务）：端到端业务面时延大部分在20~30ms之间，控制面时延（影响接入感受）：测试结果基本均好于或接近指标要求(100ms)，验证了LTE技术在时延方面的改进峰值速率采用等