CDMA2000向LTE演进需考虑的问题

摘要：目前，移动通信高速发展，全球4G竞争激烈。本文首先对4G的演进方向进行简单介绍，对4G的关键技术的优越性进行了分析，然后提出了CDMA2000向LTE演进的升级过渡方案，对CDMA2000向LTE演进应考虑的问题提出了一些自己的看法。

关键字：演进、关键技术、4G

中图分类号： TN929.5 文献标识码： A 文章编号：

一、引言

据相关媒体报道，在2012年9月期间，工信部部长接受媒体采访时表示，4G移动牌照将在一年左右的时间内发放。原来预计3年左右才会发放牌照的时间点提前，三大电信运营商开始全面关注LTE，组织技术人员开展LTE技术论证、产品测试、分析组网商用经验等，并相继与电信设备商交流获取最新信息，为即将到来的LTE运营做各种准备。

二、4G通信系统的演进方向

4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像且图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

同属3GPP阵营的TD-SCDMA和WCDMA的演进方向为LTE，而属于3GPP2阵营的CDMA2000则向着UMB的方向演进。由于UMB提前出局，CDMA向LTE演进。

三、4G通信系统的优越性

目前对4G通信系统的描述主要有以下几方面：

(1)建立在新频段上的无线通信系统，基于分组数据的高速率传输，承载大量的多媒体信息，具有非对称的上下行链路速率、地区的连续覆盖、QoS机制、很低的比特开销等功能；

(2)真正的全球统一通信系统，基于全新网络体制的系，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝”连接，使得用户能够自由的在各种网络环境间无缝漫游；

(3)融合数字通信、数字音/视频接收和因特网接入的崭新的系统，用户能够自由的选择协议、应用和网络，让ASP及内容提供商能提供独立于操作的业务及内容。

下面将分别介绍几种4G通信系统中的关键技术。

3.1OFDM技术

第四代移动通信系统以OFDM为核心技术。OFDM是基于物理层的一种多载波调制技术。其核心思想是将信道分成若干个正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样减少了子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的，大大消除了符号间干扰。

另外，由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。通过加入循环前缀可以增加其抗多径衰落的能力。

3.2MIMO技术

多天线收发技术(MIMO)可以大大增加无线通信系统的性能，它利用空间中增建的传输信道，在发送端和接收端能够多天线(或天线阵列)同时发送信号。由于各发射天线同时发送的信号占用同一频带，所以并未增加带宽，因而能成倍的地提高系统的容量和频谱利用率。

3.3智能天线技术

自适应阵列智能天线，利用基带数字信号处理技术，通过先进的算法处理对基站的接收和发射波束进行自适应赋形，从而降低干扰。智能天线有如下的优点：能够提高输入信号的信噪比能识别不同入射方向的直射波和发射波，具有较强的抗多径衰落和同信道干扰的能力；增强了系统抗频率选择性衰落的能力；智能天线自适应调节天线增益，可以很好地解决远近效应的问题。同时可以降低系统的整体造价，具有一定经济效益，它将会广泛应用到未来的移动通信系统中。

3.4软件无线电技术

所谓的软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用的硬件平台，利用软件加载的方式来实现各种类型的无线电通信系统，是一种具有开放式结构的新技术，使得无线通信系统具有软件可移植性和功能可编程性，使系统互联和功能升级非常方便。

3.5切换技术

切换技术应用于移动终端在不同移动小区，不同频率之间的通信或者信号降低信道选择等情况，切换技术是提高移动通信可靠性的关键技术。切换技术主要有软切换和硬切换。在4G中，软切换将广泛使用，并朝着软硬切换结合的方向发展。

3.6多用户检测技术

4G移动通信系统是基于码分多址的CDMA技术，多址干扰问题是宽带CDMA通信系统的一个主要干扰。多用户检测技术是充分利用造成多址干扰的所有信号信息对单个用户的信号进行检测，从而具有很强的抗干扰性能，解决了远近效应的问题。这样就更加有效地利用了链路频谱资源。

3.7高性能的接收技术

为了实现4G移动通信系统性能指标，需要高性能的接收机。根据Shannon定理，对于现有的3G系统，如果信道带宽5MHz，数据速率为2Mb／s，所需要的信噪比为1。2dB；如果是4G系统，在5MHZ的带宽上传输20Mb／s的数据，则要求的信噪比是12dB，由于4G系统的数据速率较高，对接收机的性能也是一个挑战。

3.8移动IPV6

4G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。选择IPv6协议主要基于两点的考虑，一点是足够的地址空间，另外一点是支持移动性管理，这两点是IPv4不具备的。除此以外，IPv6还能够提供较IPv4更好QoS保证及更好的安全性。

四、CDMA2000向4G升级过渡方案分析

由于LTE网络与CDMA2000网络技术体制完全不同，无线网设备无法通过软件升级来完成，两张网络需要通过各自的核心网进行互联，从而实现支持LTE和CDMA2000的双模终端在两张网络之间的切换。

初期：在热点地区、密集城区、数据业务需求大的一般城区引入LTE无线网络。LTE的分组核心网EPC（EvolvedPackageCore）将通过叠加建设的方式加入到CDMA2000的分组域核心网中，并能够和CDMA2000的分组核心网进行互通操作；无线侧设备使用CDMA2000原站址。

中后期：随着LTE网络用户不断增加，每年扩容LTE无线网络以及核心网络，并实现两网融合。由于LTE的覆盖特性差异，在CDMA2000原站点的基础上，LTE需要新增站点以满足LTE高速率等级（如50Mbit/s、100Mbit/s）的全覆盖。

五、CDMA2000向LTE演进应考虑的问题

在CDMA2000网络演进过程中，需要引起关注和面临的一些主要问题如下。

5.1频段问题

鉴于三大电信运营商目前所有的室内分布系统元器件仅支持800~2500MHz，为了这些设备的有效利用，建议政府在确定FDD频段时，在800~2500MHz范围内至少选择2个以上的频段（每个频段至少20MHz）用于室内分布系统。

5.2电源配套问题

新建机房应综合考虑LTE和CDMA2000设备耗电情况，共享电源系统，并决定开关电源和蓄电池等电源设备的容量。

5.3土建配套问题

为了更好地发挥BBU+RRU的优势，减少馈线损耗，尽量扩大基站的覆盖范围，目前部分国外电信运营商采取RRU上塔靠近天线安装，RRU与天线通过跳线连接。这种安装方式如果是利旧已有铁塔，那么需要测算铁塔的EPA等结构性指标，以确保工程安全。

5.4传输配套解决方案

LTE的全IP化网络结构需要更好的IP承载网络，以尽量减少网络延迟。同时从LTE网络架构来看，无线侧设备去除BSC/RNC节点，那么LTE无线网络的速率自动调整、自组织管理（SON）等重要功能希望在eNodeB侧实现，这样就要求基站之间尽量互连，即尽早实现基站之间成环，并根据LTE实际速率测算传输带宽需求，根据工程经验，无线网络的实际峰值速率一般为理论峰值速率的1/3.目前电信运营商主要倾向于IPRAN和PTN两种技术。

参考文献：

[1]张克平，LTE—B3G/4G移动通信系统无线技术，电子工业出版社，2008

[2]田艳中，CDMA2000向LTE演进的网络方案，通信世界周刊，总第588期

[3]赵训，3GPP长期演进(LTE)系统架构与技术规范，人民邮电出版社，2010