中国LTE市场发展进程及技术演进研究报告.doc

2009-2010年中国LTE市场发展进程及技术演进研究报告3GPP提出3G长期演进计划(3G Long Term Evolution，简称LTE)的目的是进一步改进和增强现有3G技术的性能，以应对WiMAX等新兴无线宽带接入技术的竞争。目前几乎所用的电信运营商、设备商、芯片厂商以及测试商都加入到了LTE的开发大军中，使得LTE的发展速度大大加快。在业界积极的推动下，LTE在2008年里全面进步，从而为2009年的商用做好充分的准备。LTE技术可以为运营商、设备商等电信业企业带来更大的技术优势和经济优势。因此，LTE的发展状况受到各方关注。第一章 LTE基础知识介绍第一节 LTE市场背景和技术背景介绍伴随GSM等移动网络在过去的二十年中的广泛普及，全球语音通信业务获得了巨大的成功。目前，全球的移动语音用户已超过了18亿。 同时，我们的通信习惯也从以往的点到点（Place to Place）演进到人与人。个人通信的迅猛发展极大地促使了个人通信设备的微型化和多样化，结合多媒体消息、在线游戏、视频点播、音乐下载和移动电视等数据业务的能力，大大满足了个人通信和娱乐的需求。 另外，尽量利用网络来提供计算和存储能力，通过低成本的宽带无线传送到终端，将有利于个人通信娱乐设备的微型化和普及。GSM网络演进到GPRS/EDGE和WCDMA/HSDPA网络以提供更多样化的通信和娱乐业务，降低无线数据网络的运营成本，已成为GSM移动运营商的必经之路。但这也仅仅是往宽带无线技术演进的一个开始。WCDMA/ HSDPA与GPRS/EDGE相比，虽然无线性能大大提高，但是，在IPR的制肘、应对市场挑战和满足用户需求等领域，还是有很多局限。 由于CDMA通信系统形成的特定历史背景，3G所涉及的核心专利被少数公司持有，在IPR上形成了一家独大的局面。专利授权费用已成为厂家承重负担。可以说，3G厂商和运营商在专利问题上处处受到制肘，业界迫切需要改变这种不利局面。 面对高速发展的移动通信市场的巨大诱惑和大量低成本，高带宽的无线技术快速普及，众多非传统移动运营商也纷纷加入了移动通信市场，并引进了新的商业运营模式。例如，Google与互联网业务提供商（ISP）Earthlink合作，已在美国旧金山全市提供免费的无线接入服务，双方共享广告收入，并将广告收入作为其主要盈利途径，Google更将这种新的运营模式申请了专利。另外，大量的酒店、度假村、咖啡厅和饭馆等，由于本身业务激烈竞争的原因，提供免费WiFi无线接入方式，通过因特网可以轻易的查询到这类信息。最近，网络服务提供商“SKYPE”更在这些免费的无线宽带接入基础上，新增了几乎免费的语音及视频通信业务。这些新兴力量给传统移动运营商带来了前所未有的挑战，加快现有网络演进，满足用户需求，提供新型业务成为在激烈的竞争中处于不败之地的唯一选择。 与此同时，用户期望运营商提供任何时间任何地点不低于1Mbps的无线接入速度，小于20ms的低系统传输延迟，在高移动速率环境下的全网无缝覆盖。而最重要的一点是能被广大用户负担得起的廉价终端设备和网络服务。 这些要求已远远超出了现有网络的能力，寻找突破性的空中接口技术和网络结构看来是势在必行。与WiFi和WiMAX等无线接入方案相比，WCDMA/HSDPA空中接口和网络结构过于复杂，虽然在支持移动性和QoS方面有较大优势，但在每比特成本、无线频谱利用率和传输时延等能力方面明显落后。根据3GPP标准组织原先的时间表，4G最早要在2015年才能正式商用，在这期间传统电信设备商和运营商将面临前所未有的挑战。用户的需求、市场的挑战和IPR的制肘共同推动了3GPP组织在4G出现之前加速制定新的空中接口和无线接入网络标准。第二节 LTE项目介绍一、LTE项目内容介绍LTE(Long Term Evolution)项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。二、LTE项目计划和主要性能目标3GPP组织在LTE项目的工作，基本可以分为两个阶段：2005年3月到2006年6月为SI （Study Item）阶段，完成可行性研究报告；2006年6月到2007年6月为WI（Work Item）阶段，完成核心技术的规范工作。 在2007年中期完成LTE相关标准制定（3GPP R7），在2008年或2009年推出商用产品。到目前为止，LTE项目的研究工作取得了一系列的重大进展。 3GPP LTE项目的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。 第三节 LTE的网络结构和核心技术3GPP对LTE项目的工作大体分为两个时间段：2005年3月到2006年6月为SI(StudyItem)阶段，完成可行性研究报告;2006年6月到2007年6月为WI(WorkItem)阶段，完成核心技术的规范工作。在2007年中期完成LTE相关标准制定(3GPPR7)，在2008年或2009年推出商用产品。就目前的进展来看，发展比计划滞后了大概3个月，但经过3GPP组织的努力，LTE的系统框架大部分已经完成。LTE采用由NodeB构成的单层结构，这种结构有利于简化网络和减小延迟，实现了低时延，低复杂度和低成本的要求。与传统的3GPP接入网相比，LTE减少了RNC节点。名义上LTE是对3G的演进，但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的变革，逐步趋近于典型的IP宽带网结构。3GPP初步确定的LTE的架构也叫演进型UTRAN结构(E-UTRAN)。接入网主要由演进型NodeB(eNB)和接入网关(aGW)两部分构成。aGW是一个边界节点，若将其视为核心网的一部分，则接入网主要由eNB一层构成。eNB不仅具有原来NodeB的功能外，还能完成原来RNC的大部分功能，包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之间将采用网格(Mesh)方式直接互连，这也是对原有UTRAN结构的重大修改。图表 LTE网络结构与协议结构资料来源：自动化在线第四节 LTE的营运发展按用户数量和市值计算，中国移动都是全球最大的移动运营商。此前，英国沃达丰、日本NTT DoCoMo、美国AT&T和Verizon等世界最主要电信运营商已经决定采用LTE技术，此次中国移动加入，将大力推动LTE技术的发展，LTE在后3G时代也将延续2G时期GSM的主流地位。沃达丰CEO阿伦·萨林(Arun Sarin)昨日在巴塞罗那的移动世界大会表示，该集团将与中国移动和Verizon携手推进LTE技术，LTE将成为行业未来发展的明确方向。目前，移动无线技术的演进路径主要有三条：一是WCDMA和TD-SCDMA，均从HSPA演进至HSPA+，进而到LTE；二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B，最终到UMB；三是802.16m的WiMAX路线。这其中LTE拥有最多的支持者，WiMAX次之。LTE是由爱立信、诺基亚西门子、华为等世界主要电信设备生产商开发的技术，CDMA阵营的阿尔卡特朗讯和北电网络也有投入。CDMA近年来日渐失势，阿尔卡特朗讯已经在上周冲减了37亿美元与CDMA技术标准相关的资产，并将和日本NEC建立研发LTE的合资公司。由于美国高通公司在3G时代占据了技术的核心专利，LTE阵营处心积虑搞OFDM绕开高通主要技术，可以肯定高通的地位会比3G时代有所削弱；同时，尽管高通的UMB技术乏有问津，该公司在巴塞罗那也宣布将于2009年推出多模LTE芯片组，高通在该领域仍将保持收益。3GPP长期演进(LTE)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。LTE的研究，包含了一些普遍认为很重要的部分，如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。 为了达到这些目标，无线接口和无线网络架构的演进同样重要。考虑到需要提供比3G更高的数据速率，和未来可能分配的频谱，LTE需要支持高于5MHz的传输带宽。1.Lightware Terminal Equipment - 光端机2.Line Terminatinig Equipment - 线路终接设备 3.Long Term Evolution - 3GPP长期演进第二章 LTE标准第一节 3GPP介绍一、3GPP含义第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，即3GPP）是一个成立于1998年12月的标准化机构。目前其成员包括欧洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、中国的CCSA、韩国的TTA和北美的ATIS。3GPP的目标是在ITU的IMT-2000计划范围内制订和实现全球性的(第三代) 移动电话系统规范。它致力于GSM到UMTS(WCDMA)的演化，虽然GSM到WCDMA空中接口差别很大，但是其核心网采用了GPRS的框架，因此仍然保持一定的延续性。3GPP和3GPP2两者实际上存在一定竞争关系，有看法认为3GPP组织的存在很大程度上是为了避开高通公司在CDMA标准方面的专利。3GPP2致力于以IS-95(在北美和韩国应用广泛的CDMA标准，联通CDMA与之兼容)向3G过渡，和高通公司关系更加紧密。二、3GPP网络架构演进分析随着通信技术的不断发展，各种新的宽带无线接入技术不断涌现，对3G系统形成了挑战。为了保证3GPP在10年内甚至10年后的竞争力，考虑3GPP接入技术的长期演进（LTE），3GPP系统能力的增强，3GPP系统的持续演进和优化以及提高3GPP系统的性能，降低成本，3GPP提出了系统架构演进（SAE）项目。长期演进的目的是减少时延，提供更高的用户数据速率、更高的系统容量和更好的覆盖，减少运营商的成本。此外，基于IP的3GPP业务将通过不同的接入技术提供，因此要支持不同接入技术之间的无缝移动性，如WLAN（无线局域网）和非3GPP接入系统。网络架构涉及端到端的系统、核心网和不同的接入系统。网络架构的演进应该考虑到空口的演进，包括是否需要修改网络结构，在网络节点之间不同功能如何划分；怎样在整个网络提供较低的时延；怎样有效地支持各种PS域的业务（如VoIP、呈现业务等）。SAE考虑了对全IP网络的影响，如何支持不同接入系统（现有的和将来的）基于运营商策略、用户喜好和接入网条件组合的接入选择；怎样实现基本系统性能的改善，如通信时延、通信质量和建立时间；怎么维持整个系统协商的QoS，特别是域间和不同网络之间、从网络链路到基站的QoS等。SAE支持不同接入系统之间的移动性，包括业务连续性（如I-WLAN和3GPP PS域的业务连续性）；支持多种接入技术和终端（UE）在不同接入技术中的移动性；当终端在不同的接入技术之间移动时，支持和维持同样的接入控制能力、保密和计费功能等。在确定SAE架构的同时，3GPP也在进行SAE中关键技术的研究，主要包括：PCC；本地疏导的漫游（用户漫游到拜访地，用户的业务流直接从拜访地出去，不回到归属地）；跟踪区域、无线接入网核心网功能划分；3GPP接入系统之间在空闲状态的移动性；限制信令（在SAE和GPRS相互覆盖的区域，由于空闲模式时用户在E-UTRA和UTRA/GSM间移动，造成了用户在不同接入系统内来回登记，产生了大量的空口信令，如果采用限制信令，则可以减少空口信令）；LTE-IDLE状态时LTE接入系统的移动性；接入系统间的切换；缺省IP接入业务；与多个PDN的IP连接性；分组核心的功能发展；QoS；网络附着；寻呼和C平台建立（用户在Idle情况下，当下行数据到达的时候，需要寻呼用户并建立控制面）；激活模式时LTE接入系统内用户在MME/UPE间的切换；网络冗余；负载共享和网络共享等。现在，一些发起并参与LTE/SAE标准制定和技术研究工作的3GPP成员，比如Nokia、Eriesson、Alcatel、中兴通讯、华为、Samsung等设备厂商，正在积极研究和开发符合3G LTE/SAE技术标准的系统和设备，目标是在保证技术和系统性能领先的同时，最大程度地利用并兼容现有的系统平台，保持系统的平滑演进，以提供最优的无线通信解决方案。而各大运营商也在研究各种网络架构演进方案以及新技术的引入对现在网络的影响。由于SAE涉及到运营商、设备商的利益，因此，各方在此问题上的争论非常激烈。现在，中国信息产业部电信研究院，中国移动、中国联通等运营商，华为、中兴通讯、大唐等设备制造商都是3GPP的正式会员，并积极向3GPP提交文稿，通过的文稿数量也在逐年增多，但是，SAE中核心的技术大部分还是在国外设备商和运营商的手中。对于中国来说，只有积极主动地将自己的技术推入到SAE标准的制定中，才能更好地维护中国运营商和设备商的利益。第二节 LTE标准现状一、TD-LTE 或将成为4G惟一标准以沃达丰等企业为主的WCDMA标准阵营，在全球大规模进行产业化的过程中，最初对于其演进技术定位于LTEFDD。此后，相关企业发现LTEFDD对于宽带应用有一定困难，还需要加入TDD技术，才能提高带宽的利用率，沃达丰等企业便牵头开始了对LTETDD1技术的研发。 另一方面，以中国移动为主进入试商用阶段的TD-SCDMA标准是基于LCRTDD的，其下一步演进方向是LTETDD2，目前，中国移动、沃达丰等企业发现了LTETDD1与LTE TDD2的未来很有可能会在TD-LTE方面进行融合，从而使TD-LTE成为全球惟一的4G标准。 在对4G标准达成共识的基础上，中国移动与沃达丰、Verizon三大运营巨头宣布要共同努力，将TD-LTE打造成为极具竞争力的国际标准。在这三大运营商的带动下，其它国家的一些电信运营商以及爱立信、诺基亚、三星、高通、华为、中兴等中外具有相当实力的设备制造商也宣布加盟其中。 困扰设备企业多年的标准多、投入大的问题，有望通过制定一个4G标准得到解决，但是，未来谁将会在其中占据更为主动的地位，却无人能够预测。 在4G标准的制定方面，中国移动主动与北美、欧洲的运营商进行合作，并与沃达丰等企业结成联盟，在建立4G标准中发挥了自己应有的作用，这一举措在通信发展史上具有里程碑的作用。 在1G和2G的移动通信发展过程中，标准一直是由设备厂商所主导的，运营商没有进行过多的参与。3G时代到来的时候，运营商们意识到了标准的制定对于一个产业的发展而言具有至关重要的作用，因此，在4G标准的制定方面，运营商表现出了强烈的主导意识。由于沃达丰是中国移动的股东之一，约占有其2%的股份，而沃达丰又同时占有Verizon45%的股份，因此，共同的利益使他们走到了一起，为争取一个标准而努力。同时，由于这三家实力雄厚的运营商拥有着全球7亿多的用户，因此，他们的举措受到了设备厂商的广泛关注和跟随。 作为国际四大3G标准之一，TD因为发展时间较短，因此在全球产业价值链上规模较小。目前，从全球的市场份额上看，WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA这三大技术标准的产业链规模有所不同，欧洲的3G市场主要以WCDMA为主；美国是一半是WCDMA、一半是cdma2000；日本70%是WCDMA网络；韩国70%是cdma2000，30%是WCDMA网络。在这样一个格局下，TD的后续演进技术至关重要，一旦TD-LTE标准成为全球4G标准，而中国移动又在其中扮演着重要角色，那么TD的国际化道路将会十分广阔。二、首个LTE标准有望年底问世 各方携手助推TDD图表 LTE标准发展情况Text in here微基站市场前景看好标准有望年底出炉TDD频率优势显著资料来源：中国产业竞争情报网三、GMS协会选择LTE标准为4G无线电提供服务2007年底在澳门举行的GSM协会(GSMA)的移动亚洲大会(Mobile Asia Congress)上，GSMA首席执行官Rob Conway宣布协会经投票决定支持LTE标准。此举正如许多服务及设备提供商所预期的那样，他们已经为在全球占主导地位的GSM网络上实现LTE而进行了研究和开发。四、运营商主导TD-LTE标准 中国4G战略轮廓渐清目前，业界普遍认为，TD-SCDMA演进路线是，从TD-SCDMA基本版本到TD-SCDMA增强版本(HSPA/HSPA+/MBMS)，再到TD-SCDMA长期演进版本(TD-LTE)，最后演进到TD-SCDMA的4G版本。而演进路线的每一步，我国企业都拥有核心专利。图表 我国TD-LTE发展趋势Text in here运营商成主导力量加速终端发展产业话语权逐步提升资料来源：中国产业竞争情报网五、安捷伦推出符合最新LTE标准的解决方案安捷伦科技公司2008年8月宣布推出符合2008年3月公布的3GPP长期演进(LTE)标准的解决方案，该标准属于3GPPv8.2.0标准的一部分。用于设计验证、检验、接收机测试、信号分析和原型生产的AgilentLTE测试解决方案全部支持2008年3月发布的LTE标准。安捷伦将继续更新这些解决方案，以适应未来的LTE标准。这些解决方案将灵活的测量、更快的测量速度和卓越的性能集于一身，旨在加快下一代移动通讯产品的LTE设计。尽管LTE标准预计在2008年12月才能得到正式批准，但是安捷伦早在2006年起就开始推出LTE测试设备。安捷伦致力于为整个开发周期从早期协议开发到一致性测试提供符合LTE标准的解决方案。推出的解决方案符合2008年3月发布的LTE标准规定，进一步证明了安捷伦在此方面的努力，同时也使工程师能够在标准获得正式批准之前进行硬件开发，始终站在这种快速演进技术的前沿。符合2008年3月版LTE标准的AgilentLTE测试解决方案包括：·89600VSA软件，LTE选件(89601A-BHD)：Agilent89600矢量信号分析(VSA)软件和LTE调制分析软件为射频和基带工程师提供了一套完整的LTE信号分析工具。该工具可依据最新的3GPPTS36系列标准，对LTE收发信机和器件进行LTE物理层测试和故障诊断。它可与安捷伦的30多种产品配合使用，借助频谱和信号分析仪、示波器和逻辑分析仪，在方框图的任何环节(从基带到天线)对数字或模拟信号进行LTE测量。最新版本的软件包括以下新特性：支持2008年3月版LTE标准，支持Tx分集MIMO分析;完全支持多种上行链路和下行链路通道和信号;增强上行链路自动探测;增加了图形用户界面，便于用户手动进行定位。·N9080ALTE测量应用软件：用于X系列信号分析仪的AgilentN9080ALTE测量应用软件使工程师可以在测试台上对上行链路和下行链路LTE信号进行物理层测试。它提供了业界最全面的嵌入式解决方案，以及硬键/功能键和SCPI编程用户界面;当与业界速度领先的AgilentX系列分析仪配合使用时，可提供市场上最快的LTE测量，因而特别适用于设计验证和原型制造中的自动测试。·3GPPLTE无线程序库(E8895)：AgilentE88953GPPLTE无线程序库为ADS软件提供信号处理模型和预先配置的仿真设置。它支持设计人员设计符合2008年3月版LTE标准的频谱校正测试波形。这些波形可用于接收机测试和3GPPLTE系统射频元器件的EVM、PAPR、CCDF和ACLR性能的测量。LTE无线程序库目前支持LTE标准36.211v8.3.0版，以及完全编码的FDD和TDD上行链路/下行链路、下行链路的MIMO。此产品包括在ADS2008UR1中。·N7624BSignalStudiofor3GPPLTE：N7624B是一款功能强大的基于PC运行的软件，可使用AgilentN5182A/62AMXG和E4438CESG矢量信号发生器以及16800/16900逻辑分析仪生成标准的LTE信号。它还具有灵活的功能，使工程师能够验证LTE用户设备、基站元器件或接收机的性能。此外，它还能够对经传输层编码的标准(基于HARQ进程)LTE信号进行配置，以便使用BLER进行早期接收机测试;或对经物理层编码的标准LTE信号进行配置，以验证上行链路/下行链路的射频性能。这个最新版本的软件支持2008年3月版LTE标准，包括PRACH、探测参考信号、上行链路的PUCCH编码，以及下行链路的PHICH和PCFICH编码。六、安立推出符合新3GPP LTE标准的测量方案安立公司2008年11月推出2008年3月版LTE标准的基于MS269xA信号分析仪与MG3700A矢量信号发生器的3GPP LTE测量软件解决方案。增强的解决方案包括：MX269020A LTE下行测量软件，MX269021A LTE上行测量软件，与适用于MS269xA系列信号分析仪的MX269908A LTE IQproducer信号波形生成软件，以及适用于MG3700A矢量信号发生器的MX370108A LTE IQproducer信号波形生成软件。MX269020A，MX269021A与MX269908A是适用于MS269xA系列信号分析仪的软件。在MS269xA系列信号分析仪中安装MX269020A或MX269021A后，可以支持符合2008年3月3GPP标准的LTE发射特性的评估。此外，当在MS269xA信号分析仪中安装矢量信号发生器选件及MX269908A后，可以编辑与输出LTE信号，进行LTE接收特性的评估。因此，单台MS269xA就可以提供强大、经济的LTE移动终端、基站及元器件的收发特性评估解决方案。MX370108A是适用于MG3700A矢量信号发生器的软件，将其安装在PC后，可以编辑并通过MG3700A输出LTE信号，进行符合2008年3月3GPP标准的LTE接收特性的评估。MS269xA是具有行业最高水平的测试能力和测试速度的信号分析仪。在50 Hz 6GHz的频率范围，实现了行业最高水平的综合电平精度和调制精度。标准配置了以良好的RF性能为基础可以进行31.25MHz宽带信号的捕捉和FFT分析的矢量信号分析功能、可以精确地获取信号波形的数字化功能，高效率地进行下一代无线通信系统的研发与制造所需要的设备基站的性能试验。通过安装频率最高到6GHz，120MHz RF调制带宽的内置矢量信号发生器选件，单台仪表就能够实现收发特性的测试。 MG3700A信号发生器可以输出多种类型的无线信号，包括3GPP LTE，W-CDMA/HSDPA， Mobile WiMAX，W-LAN，Bluetooth，ISDB-T，One-Segment/BS/CS/CATV，DVB-T/H等。 双通道波形存储器可以同时输出需要信号和干扰/AWGN信号，避免了过去评估接收特性时需要两台信号发生器的情况。第三节 LTE规范列表第三章 4G发展概述第一节 4G基本知识介绍一、定义4G是fourth generation的缩写,是第四代移动通信。 第四代与第三代移动通信系统都是为未来无线通信服务的，将多媒体包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，我们暂且将第四代移动通信系统称之为“多媒体移动通信(Multi-Mobile Communication)”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求，当然还包括通信品质的要求。总结来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。 从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps，最高可达32Kbps，如PHS；而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps；专家则预估，第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps，这些议题未来也将会逐渐在电信标准组织中提出来讨论。虽然第三代移动通信可以比现有传输速率快上千倍，但是未来仍无法满足多媒体的通信需求，第四代移动通信系统的提出便是希望能满足提供更大的频宽需求。 首先，它应该比第三代移动通信更接近于个人通信。即在任何人、任何时间和任何地点的基础上实现任何形式的通信。这就要求通信的内容除话音外，其他多种媒体的通信均能很好的实现。 其次，在技术上应比第三代上更高的台阶。例如，在无线技术方面，蜂窝组网的概念将被突破，以达到更完美的覆盖；在容量方面，将可能在FDMA、TDMA、CDMA的基础上引入空分多址(SDMA)。这里的空分多址将会采取自适应波束，如同无线电波一样连接到每一个用户，从而使无线系统容量比现在提高1-2个数量级；核心网将全面采用分组交换(信元交换)，使得网络根据用户的需要分配带宽。 第三，在应用上，第四代移动通信的终端将不仅仅是手机，甚至不只是用来“听”、“说”和“看”，还可以用作诸如定位、告警等。更有甚者，移动终端很可能成为人们身体的一部分，用于监测体温、心跳、血压等等。二、核心技术从4G的发展前景看，除0FDM和智能天线等核心技术外还包含一些相关技术。（1）交互干扰抑制和多用户识别：待开发的交互干扰抑制和多用户识别技术应成为4G的组成部分。它们以交互干扰抑制的方式引入到基站和移动电话系统，消除不必要的邻近和共信道用户的交互干扰，确保接收高质量信号。这种组合将满足更大用户容量和覆盖范围，大大减少网络基础设施的部署，确保服务质量。（2）可重构性自愈网络：4G无线网络中将采用智能处理器，可处理节点故障或基站超载。网络各部分采用基于知识解答装置，可纠正网络故障。（3）微微无线电接收器：未来4G 中要研究的另一重点，它是嵌入式无线电。采用此技术，功耗是采用现有技术的l/101/100。（4）无线接入网（RAN）：4G系统高速度、大容量，低比特成本。4G系统RAN的发展趋势是电路交换向基于IP分组交换发展，设备分集向网络分集发展。这种基于IP技术的网络架构使得在3G、4G、W-LAN、固定网之间漫游得以实现，并支持下一代因特网。第二节 4G发展现状一、国外4G发展世界发达国家都正在积极进行4G技术规格的研究制定，以期在全球4G规格制定中享有发言权。4G的各项运行标准将由国际电信联盟（ITU）电信标准局决定。新一代无线通信技术在美国及日本等发达国家已经进入密集的研发和市场化阶段。新的研究包括网络结构、用户切换和漫游等移动环境下的系统实现方案，从而实现用户的大范围移动，这种技术路线是当前国际上设计第四代移动通信系统的主要思路。阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子已共同建立了旨在推动4G技术开发的世界无线研究论坛。1、美国美国AT&T公司已在实验室中研究第四代移动通信技术，其研究目的是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问因特网的速率，这项技术约需五年才能发布。AT&T已推出了4G Access网络，它能配合目前的EDGE技术进行上传，并利用宽带OFDM技术进行下载。目前AT&T的4G Access网络升级分为两个阶段，第一阶段是移动电话基地台的软件构建，第二阶段则估计在两年后进行智能型天线的硬件构建。北电网络则努力使IP的4G网络传输速度达到20Mbps，因此必须进行Software Radio、宽带接收器、新型功率放大器等相关行动技术的开发。2、日本日本的DoCoMo移动通信公司也已在日本进行第四代移动通信的研究，力图成为第四代移动通信领头羊。DoCoMo计划在2010年左右首度推出4G业务，并企图使它成为全球的标准。日本政府从2002年财政预算中拨款12亿日元，支持速度更快、功能更齐备的“第四代移动通信系统”的研究与开发，使它成为全球的标准。日本政府与主要的移动通信业企业已为超高速移动通信技术拟定了基础计划，这项4G移动通信技术于2005年成形。为了能够抢占未来移动电话技术的先机，日本邮电部已向日本电气通信技术审议会提交制定第四代（4G）移动电话规格的提案。日本电气通信技术审议会负责审核4G技术的相关规格，决定其使用频率、系统技术、开发日程等。日本已完成了继第三代移动通信系统“IMT-2000”之后的第四代移动通信系统标准提案，该提案将4G的实用期定在2010年。4G将速率提高到了100Mbit/秒，对4G的目标是2010年之前达到实用化水平。日本电气通信技术审议会估计，20012010年日本3G市场规模将达到42兆日元，仅2010年的营收就将达到9300亿日元，而4G移动电话的市场潜力更远胜于3G。日本和韩国在IMT-2000之后的第四代移动通信领域也进行合作，两国将共同建立因特网网络、例行两国之间的有线无线通讯结合环境，并进行超高速卫星通信实验。3、韩国2007年10月14日，韩国电子通信研究院(ETRI)于周四展示了4G无线系统，在低速移动状态下实现了3.6Gbps的传输速率。ETRI实现了对80个高清电视频道同时进行实时传输，还利用FTP文件传输展示了高速传送移动数据。2006年8月，韩国三星电子利用高传输率的MIMO技术，通过8个收发天线同时收发信号，在静止时实现了3.5Gbps、60千米时速下100Mbps传输速率的实验结果。ETRI从2006年初开始研究低速移动的3Gbps级无线系统在通信技术领域，韩国从2G的CDMA起步进行二次开发，随后在WiMAX和DMB技术领域布局取得了更多的核心专利，但在3.5G(HSPA)以及3.9G(LTE)话语权依然乏善可陈。因此，提前抢占4G的话语权十分重要。由于在实时传输方面存在许多困难，目前欧洲、美国和日本也只开发出1Gbps水平的系统，韩国比发达国家至少领先1至3年。4、欧洲欧洲向4G演进过程中将采用的一些技术：图表 未来新一代移动/无线系统所面临的技术挑战B3G的网络移动性1增强B3G性能的热点无线局域网2超宽带无线技术3航空通信技术的演进45位置可知的无线网络资料来源：中国产业竞争情报网二、我国4G发展情况介绍我国在4G领域也取得得大成果。汉网公司研制出的汉网“宽带无线IP通信系统”要用了4G技术和IP网络技术，以汉网特有的包分多址（PDMA）接入技术为核心，上下行数据速率采用不对称设计，可为无线用户提供高达近2Mbps的高速无线互联网业务，同时提供高速率的文字、图像、视频、话音等不同类型数据业务。可实现手机、PDA、PC之间的自由通信和组播、多点通信等扩展业务。三、4G发展面临的问题要使第四代移动通信系统能投入实际应用，就需要对现有的移动通信基础设施进行更新改造，首先需要解决无线系统中的移动性管理和核心网的移动IP技术等问题，当然还有4G的标准问题。网络层移动性是4G移动性管理的关键，移动性通常涉及到在不同网段间漫游的移动用户，数据链路层的移动性支持通常限制在同类网络之间。移动IP代表了一种简单而且可以升级的全球移动性方案。但是，对于第四代移动通信系统而言，它缺乏实时位置管理和快速无缝切换机制的支持。要解决这些问题，必须采用新的网络结构和管理路由优化方案，需要采用高效的发送和切换协议，这些协议必须能很好地解决数据丢失和延迟的问题。另外，移动IP环境下的QoS所使用的综合业务/RSVP技术（IntSev/RSVP）和区别型业务技术(DifServ)也需解决。在4G系统中，要开发新的频谱资源，提供频谱利用率并选择合适的传输技术，如多载波传输方式以及自适应均衡等技术来对抗频率选择性衰。利用RAKE接收、跳频以及Turbo码等技术来增强系统的性能，提高信干比；提高检测可用的资源以及信号质量、动态分配频率资源和信号发射功率、增加移动通信系统容量、降低信号发射功率；提高通信的覆盖范围，并支持多媒体通信、无线接入宽带固定网以及在不同系统之间的漫游等。第三节 4G发展预测一、市场规模随着越来越多的手机、笔记本电脑用户使用移动宽带业务，无疑对3G移动通信网络的需求日益攀升，最终，对4G移动网络的需求也将提升日程。 与此同时，削减对移动通信网络带宽压力的另一个办法是通过FMC技术，当用户在家时将其流量通过有线宽带网络进行疏通。预计2013年，全球移动运营商在4G和FMC相关设备上的投资将达到8.5亿美元，8.5亿美元的开支主要集中在FMC平台、4G基站以及4G网关设备。我国即将启动的国家4G科研方案正是国家“新一代宽带无线移动通信网”的重要组成部分。 国家对此重大专项非常重视，除了国家财政投入的200多亿元人民币之外，还计划组织参与专项的企业投入资金500多亿元，总投入规模将达到700亿-800亿元人民币之多。这一数字将远远超过中国过去在3G标准TD-SCDMA上的投入。 二、用户预测图表 2013-2015年全球4G用户预测资料来源：中国产业竞争情报网我们预计到2013年全球4G用户（包括LTE和WIMAX）将有望超过9000万。2014、2015年用户将分别达到10800和13500万户，增速达20%之多。三、商用时间根据国际电信联盟(ITU)为4G制定的时间表：2006年至2007年完成频谱规划，2008至2009年征集4G方案，2010年左右完成全球统一的标准化工作。国际4G通信标准的制定已经相当紧迫，从目前的情况看，中国已经做好了全方位的准备。 第四章 LTE发展环境分析第一节 LTE发展的宏观环境分析（PEST分析）一、政治法律环境（Political Factors）政治法律环境是指一个国家或地区的政治制度、体制、方针政策、法律法规等方面。这些因素常常制约、影响企业的经营行为，尤其是影响企业较长期的投资行为。政治环境对企业的影响特点是： 1、直接性。即国家政治环境直接影响着企业的经营状况。 2、难于预测性。对于企业来说，很难预测国家政治环境的变化趋势。 3、不可逆转性。政治环境因素一旦影响到企业，就会使企业发生十分迅速和明显的变化，而这一变化企业是驾驭不了的。在我国，政治稳定，法律日益完善，尤其是反垄断法等的颁布，给电信业的发展提供了良好的政治法律环境。二、经济环境（Economic Factors）1、前三季度我国GDP同比增长9.9%今年以来，面对国内接连不断发生的严重自然灾害的冲击和世界经济金融形势振荡多变的不利影响，中央审时度势，果断决策，采取了一系列宏观调控措施，国民