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LTE,通往未来的必由之路 华为技术有限公司

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LTE,通往未来的必由之路

华为技术有限公司

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1 HUAWEI TECHNOLOGIES

LTE的脚步...........................................................2

移动互联网时代的呼唤........................................3

更快、更宽、更强的LTE......................................3

华为的LTE之路....................................................4

创新的华为LTE解决方案........................................................4

华为LTE产品族.....................................................................10

总结..................................................................14

目录

1 HUAWEI TECHNOLOGIES

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HUAWEI TECHNOLOGIES 2

LTE的脚步

2004年,全球移动通信业制定LTE技术标准。

2008年,越来越多的全球领先运营商宣布将LTE作为网

络面向未来的演进方向,包括中国两大运营商——中国移

动和中国电信。

2008年年底,全球首个LTE商用合同在北欧签订。

2009年2月,在西班牙巴塞罗那世界移动通信大会上,

LTE成为几乎所有移动通信设备商和运营商关注的主角,所

有人都能清晰的感觉到LTE的脚步声。

根据GSA、Gartner、IDC等多家咨询公司数据,目前已

经有超过20个运营商明确了网络将演进到LTE:

LTE渐行渐近。

国家 运营商 LTE预计商用时间

美国 Verizon 2010

美国 MetroPCS 2010

美国 CenturyTel 2010

瑞典 TeliaSonera 2010

挪威 TeliaSonera 2010

日本 NTT DoCoMo 2010

日本 KDDI 2010

加拿大 Rogers Wireless 2010

加拿大 Telus 2010

加拿大 Bell Canada 2010

美国 Aircell 2011

美国 Cox 2011

美国 AT&T Mobility 2011

爱尔兰 Hutchison 3 2011

德国 T-Mobile 2011

法国 Orange 2011

中国 中国移动 2011

中国 中国电信 2011

新西兰 Telecom NZ 2011

全球 Vodafone各个子网 未公布具体时间

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3 HUAWEI TECHNOLOGIES

更快、更宽、更强的LTE

与第三代移动通信技术标准相比,LTE引入了许多新的

技术,例如采用OFDMA、SC-FDMA、MIMO、干扰控制技

术、SON等,并向着宽带化、分组化和扁平化的方向演进。

它改进并增强了空口接入技术,下行采用OFDMA和MIMO

相结合,上行使用了SC-FDMA。相对于R6版本的HSPA,LTE

的下行频谱效率提升了3~4倍,上行频谱效率提升了2~3

倍,从而大大提高小区容量;而MIMO的引入则提升了系统

吞吐量、扩大无线覆盖范围以及提升服务质量, 进一步改善

了小区边缘用户的体验,保障无线网络数据的可靠传送。

按照LTE技术标准,在20MHz频谱带宽下LTE网络能够提供下

行100Mbit/s与上行50Mbit/s以上的峰值速率,而华为LTE解

决方案的实测结果显示,峰值速率远远超过该设定目标。

LTE采用All IP的扁平化结构,减少了网元节点(例如

相比于UMTS,无RNC),可以进一步压缩RTT(Round Trip

Time)时延,用户面单向目标时延小于10ms,控制面时延

小于100ms。这给实时数据业务的开展提供了方便。 而且

LTE的扁平化架构使得网络部署更为简单,网络节点大大减

少,设备站址获取更加容易,需要维护的设备数目减少,

节省了运营商的CAPEX和OPEX。

移动互联网时代的呼唤

来自GSMA的数据称,全球移动用户数目前已达40亿。

这一数字在未来数年中还将继续保持强劲增长,全球移动

市场继续朝着到2013年60亿移动用户的目标迈进。与此

同时,用户对移动通信的期望值也大大提高,运营商需要

提供更高的无线接入速度、更低的系统传输延迟、在高移

动速率环境下的全网无缝覆盖。同时,从商业运营角度出

发,运营商要求更低的建网和运营成本,以便为广大用户

提供价格平易的网络服务来赢得市场,而降低建网价格的

关键因素是提高频谱利用率、简化网络结构、采用性价比

更高的无线基站、增强网络的可维护性等。为了满足以上

要求,需要考虑新的空中接口技术和网络结构,这样移动

网络在每比特成本,无线频谱利用率,传输时延及建网成

本等能力方面将能够与固网宽带或固网无线宽带竞争;另

一方面,在无缝覆盖,漫游,多制式互操作,安全性等方

面能够与GSM/WCDMA网络相媲美。

LTE

通往未来的必由之路

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HUAWEI TECHNOLOGIES 4

创新的华为LTE解决方案

作为全球领先的移动通信解决方案提供商,华为一直

坚信LTE是未来网络演进的主流技术,华为所有的无线产品

都将支持平滑演进到LTE。早在2004年华为就开始了对LTE的

研发,是业界最早开展LTE研发的厂商。凭借深厚的积累和

持续的投入,华为在各种LTE标准化组织担任重要职务并发

挥重要作用,引领LTE的发展方向,促进了LTE产业的成熟,

做出了全球领先移动通信供应商应有的贡献。

LTE

04 LTE

07Q1 ~ 08Q4 /

09

08 LTE

LTE/SAE/ / /

SON / /

/

3GPP

NGMN Ltd.

LSTI

华为的LTE之路

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5 HUAWEI TECHNOLOGIES

从2004年率先启动LTE研发,华为的LTE之路始终非常快

人一步。

从2006年开始,华为在中国、欧洲、北美、日本等地

进行了大量的TD-LTE和LTE FDD的外场端到端测试和实验局的

部署。

由于华为LTE基于业界领先的第四代基站平台进行开

发,从而具有更高的成熟度和稳定性,2008年华为在业界

率先完成了HSPA/LTE双模、CDMA/LTE双模和TD-SCDMA/TD-

LTE双模的业务验证,奠定领先优势。

2008年12月,华为获得跨国运营商TeliaSonera授予的全

球首个LTE商用合同,验证领先地位。

2009年2月的巴塞罗那世界移动通信大会上,华为发布

了业界第一个LTE FDD 和TD-LTE 融合的解决方案,该方案能

充分利用运营商现有的频谱资源,为其构筑无处不在的高

质量移动宽带网络。

2009年二季度,华为将发布业界首个LTE商用版本,这

将使华为成为业界最早发布的商用版本的厂家之一。2010

年,华为将发布第二个商用版本。北欧最大的移动运营商

TeliaSonera也将于2010年在挪威奥斯陆发布由华为承建的、

全球第一个LTE商用网络。

LTE

OFDMA MIMO All IP2004

2007

2008

2009

2010

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HUAWEI TECHNOLOGIES 6

173Mbps( )/

>150Mbps(MAC)

8

~60Mbps/

( 2009 4 ):

>33>150

23%

: >99%

MTBF 200kKPI

卓越的性能是华为LTE具备的另一大优势。

华为LTE解决方案采用了MIMO、软件频率复用、干扰控

制技术等诸多先进技术,增加了小区容量,增强了无线连

接的稳定性和网络覆盖的能力。

华为端到端的LTE解决方案还具备全IP、高速率、低延迟

和高频谱效率的特点。在外场测试中,华为LTE物理层的下行

速率达到173Mbps,为业界最高,切换成功率更超过99%。

作为业界第一个掌握高效功放技术并应用在无线射频

领域的厂家,华为的无线基站设备功放效率高达40%。由

于应用了该技术,华为LTE基站功耗指标行业领先,且能够

为运营商节省大量的OPEX,提升运营商的盈利能力。

华为认为基于全球广泛、丰富、低成本的宝贵TDD频段

资源,LTE FDD 和TD-LTE将在未来移动宽带技术上占有同样

重要的地位。华为研究发现,LTE FDD 和TD-LTE在软件上存

在70%以上的重用度,在无线射频上存在80%的硬件重用,

在基带上是100%的硬件重用。基于此,华为在LTE FDD 和

TD-LTE领域同样投入巨大研发力量,两者由同一个开发团队

开发,保证了LTE FDD 和TD-LTE的同步发展。

而华为在TD-SCDMA上的积累也将加快其对TD-LTE的开

发和商用。2008年,华为与中国移动成功合作完成了TD-LTE

第一阶段的测试,测试表明:在相同条件的仿真测试中,

TD-LTE拥有和LTE FDD等同的性能,最重要的是,由于华为的

TD-LTE 和LTE FDD基于同一个平台开发,因此两者拥有同样

的成熟度和稳定性。

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7 HUAWEI TECHNOLOGIES

为了减少运营商升级到LTE的CAPEX,华为推出了包含

终端、操作维护、eNodeB、ePC和传输的端到端LTE/SAE解

决方案,丰富的eNodeB和ePC系列产品可以为运营商灵活组

网,并允许运营商从现有的2G/3G网络平滑升级到LTE。

华为eNodeB支持多频段和多制式,支持的频段从

700M、900M、AWS到2.6G,支持的带宽包括1.4M、3M到

20M。作为业界最早进行多制式无线产品的厂商,华为率

先推出了业界仅有的能同时支持CDMA、GSM、WCDMA、

TD-SCDMA和LTE多种无线空口技术的基站。该基站内部的接

口、功能实体都采用模块化,以支持未来网络的升级和演

进。这种模块化的设计带来紧凑的结构和较小的尺寸,为

运营商在站点获取、站点设备安装、功耗和统一的运维管

理等方面节省了大量的费用。

基于SON(Self Organizing Networks)的概念,华为投

入了大量的人力进行系统开发。目前基于华为统一的2G/3G/

LTE的EMS(Elements Management System)LTE具有自规划、

自配置和自优化的功能,减少运维操作的复杂度,降低对

人员的技能要求,为运营商节省大量的OPEX。

[email protected]

SON

LTE SAE

: FE/GE,

E1/T1, xDSL/GPON, TDM

QoS: <=10ms &

<=1ms

: IPSec, VLAN,

MPLS L2/L3 VPN

: 2008

USB Modem: E/2009

: 2010

: 2010~2011

: 700M, 900M,

850M, 1.7G 1.8G, 2.1G,

2.3G, 2.6G, etc;

: G/L, U/L, C/L, TD/L

: f1.4MHz

~20MHz

DPI

GSMFDD LTE

TDD LTE

CDMA

TD-SC

UMTS

FE/GE

E1/T1

xDSL/GPON

Microwave700M 900M 1.7G 1.8G 2.1G 2.6G < 5 MHz 5 MHz 10 MHz 15 MHz(?) 20 MHz

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HUAWEI TECHNOLOGIES 8

华为SAE解决方案有三大特点:简单、开放和智能。

简单 LTE采用All IP的扁平化结构,这是3GPP对未来网

络的整个体系架构革命性的变革:统一的平台、多制式接

入、SGSN/MME Pool, GGSN/UGW Pool和SON网络。统一的平

台让SGSN, AG和MME 融合成 Unified Serving Node(USN);

而GGSN, PDSN, ASN-GW, PDG, Serving-GW 和PDN-GW融合成

Unified Gateway Node(UGN)。多制式接入技术允许SAE可

以同时接入3GPP、3GPP2和非3GPP的任何无线接入技,让运

营商在技术选择和网络演进变得简单,避免了在无线接入网

的重复投资。SAE是一个简单、可靠、能够自调整的网络架

构,这些先进的特性使得网络部署更为简单,网络节点大大

减少,设备站址获取更加容易,需要维护的设备数目减少,

节省了运营商的CAPEX和OPEX,提升运营商的竞争力。

开放 华为SAE是一个开放的架构,完全符合3GPP标

准:分布式的架构设计、集中的策略管理、签名数据库的

配置和UGW对资源的灵活分配等特性,能够让第三方灵活

的、可升级的进行部署。

智能 华为SAE也是一个智能的分组网络,UGW中有专

用硬件来实现DPI,这样就使UGW成为了可以实现业务感知

的节点;另一方面,UGW可以作为集中策略服务器PCRF,

提供丰富的、灵活的内容控制,如:基于流计费、在线计

费、P2P的带宽控制、策略控制和服务上报等。

100 Gbps

WiMAX

WiFi

CDMA

USN (Unified Serving Node) UGW (Unified Gateway)

LTE

UMTS

GPRS/EDGE

Softwareupdate

Softwareupdate

Service NetworkSAE

GGSNPDN

GW

PDSNASN

GW

Serving GW

SGSN

MM

E

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9 HUAWEI TECHNOLOGIES

华为在LTE上的持续投入和深厚积累是业界有目共睹

的。从3GPP成立LTE项目以来华为就积极参与并投入大量的

研发资源,在3GPP LTE多个小组中担任重要职务,并加入到

NGMN、LSTI等LTE国际组织中,和其他厂商、运营商进行广

泛的合作,共同推动LTE产业的发展。截至2009年3月,华为

在3GPP的提案中,LTE提案超过1300项,SAE提案超过1200

项,拥有约20%的LTE标准专利,这意味者华为将在LTE的

时代,很大程度上改变国外厂商掌控专利、控制行业的局

面,增强来自中国的话语权。

华为是NGMN的成员之一,成立了专门团队来支持

NGMN的合作项目,并且在NGMN的白皮书建议和NGMN研

究任务方面做了很多工作,参与了NGMN的关于SON、系统

架构和无线性能等多个课题的研究。

华为还致力于推动LTE的IOT/IODT活 动,在2007年加入

LSTI(LTE SAE Trial Initiative)组织,并且成为了LSTI董事会

成员。华为在LTE Trial活动中积极寻求与运营商以及终端厂

商的合作,共同推动产业链的发展。

~20% LTE &

~14% SAE

1300+ LTE

1240+ SAE

/

IODT/IOT

·

3GPP LSTI

NGMN Ltd.

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HUAWEI TECHNOLOGIES 10

秉承“基于客户需求创新”的理念,华为推出“多 •

制式融合、多载波、绿色、全 I P”的LTE分布式基站

DBS3900,倡导融合的单一无线网络(SingleRAN),暨

通过一种基站就可以构建包含所有无线制式的接入网。

SingleRAN的出现使得技术选择和网络演进变得简单,

避免建设多种无线接入网的投资,也大幅降低了站址获

取、机房建设、传输等配套方面的运维成本。

LTE系列化基站包括分布式基站DBS3900,室内型宏基站 •

BTS3900,室外型宏基站BTS3900A(室内室外型宏基站

将于2010年2季度发布)等。BTS3900系列包含分布式

BTS、宏BTS和微BTS(LTE待规划),但BTS3900平台已经

在GSM和WCDMA中得到广泛的应用。

华为LTE产品族

LTE

通往未来的必由之路

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11 HUAWEI TECHNOLOGIES

从基站设备到配套设施的站点整体节能技术降低耗电。 •

提高功放效率,降低能量损耗。•

设备温度适应性增强,不需空调或减少耗电。•

采用能耗综合管理技术,进一步降低能量消耗。•

设备小型化,轻型化,方便部署并降低部署成本。 •

由于站点整体能耗降低,可经济的采用风能、太阳能等 •

环保能源。

绿色环保

价值:

综合降低主设备、配套设备、部署过程等各方面的能源消耗。 •

节省土建工程并缩短建网周期。•

建设绿色网络,实现社会责任,提升企业形象。 •

降低TCO,提升盈利能力。•

基于统一的平台和射频模块化,华为第四代基站可实现各 •

种无线网络制式融合成SingleRAN,射频模块既可以支持

GSM、WCDMA、CDMA、TD-SCDMA和LTE等单模组网,也

可以支持GSM/WCDMA/LTE、CDMA/LTE和TD-SCDMA/LTE等

多制式的不同射频模块在同一个基站内组合。

可以和GSM、WCDMA、CDMA、TD-SCDMA共传输、共 •

网管。

所有模块均支持向后兼容,GSM、WCDMA、CDMA、TD- •

SCDMA可平滑演进到LTE。

LTE基站采用模块化架构,结构简单,只有基带与射频两 •

类基本模块。通过与配套设备灵活组合,形成宏基站、

分布式基站形态及综合站点解决方案,满足运营商各种

场景的部署需要。

多制式融合 平滑演进

价值:

技术选择和网络演进变得简单,避免运营商在无线接入网•

重复投资。

延长设备生命周期,2G/3G均能平滑演进到LTE,降低运营•

商TCO,提升运营商的竞争力。

大幅减少站址、机房等配套设施。 •

共传输、共网管,灵活配置,降低运维成本。•

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HUAWEI TECHNOLOGIES 12

端到端ALL IP •

全IP网元•

IP接口•

IP传输•

领先业界的IP技术 •

支持IP over Ethernet和IP over E1/T1等丰富的传输接•

口,支持混合IP传输,适应各种传输组网。

基于证书认证的IPSec安全技术、1588v2实现频率和时•

间同步、传输自动建立。

引领移动网络走向IP

价值:

降低传输成本,提升传输效率 •

简化网络结构•

提供丰富的业务 •

支持未来网络构架演进•

LTE

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13 HUAWEI TECHNOLOGIES

产品构成

基带单元:BBU •

射频单元:RRU •

产品亮点

性能先进 •

先进的MIMO技术,自适应选择空间复用和分集方式,提

高无线性能。

先进的调度算法,支持频率选择性调度和针对VoIP的半

静态调度。

增强的上行接收能力。

动态干扰协调,降低邻区间的干扰。

支持大于350km/h的高速移动用户,后期支持高达

450km/h。

成熟度高 •

LTE DBS3900基于成熟的华为第四代分布式基站进行产品

设计和开发,可靠稳定。

容量大,吞吐率高 •

LTE最大可支持6载扇,单站点最大用户数3000。极大扩

展了分布式基站的应用场景。在2×2MIMO,64QAM、

20MHz带宽下,下行最大速率173Mbps;在1×2SIMO,

64QAM、20MHz带宽下,上行最大速率84Mbps。

与2G/3G共网,支持平滑演进 •

与GSM/WCDMA/CDMA共享硬件设备,如电源、射频馈

线、物理传输接口等。利用现有硬件设备实现网络平

滑演进,节省LTE站点建设成本;同时,支持LTE与现有

2G/3G网络之间的移动性管理,有助于在现有2G/3G网络

中叠加建设LTE网络。

BBU RRU

RRU

RRU

分布式基站DBS3900

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HUAWEI TECHNOLOGIES 14

体积小方便安装 •

RRU重量轻、体积小,可方便的手持搬运和安装。

灵活的频谱应用 •

支持多种可变带宽,对拥有不同频率资源的运营商都能满

足需求,同时可利用现有频谱及新增频谱提供多种业务。

应用场景

DBS3900可以应用于热点地区、城区、郊区、乡村、高速公

路、室内覆盖等各种场景。

BBU可直接利用室内标准机架或机柜的空闲槽位,也可安装

于室外配电柜等设备中。RRU可抱杆安装,塔顶分散安装,

杆塔安装,也可以室内挂墙安装,室内靠墙安装,室内楼

顶分散安装,室外楼顶或塔下RRU集中安装,不占用机房,

对环境条件要求低。

总结

eBay、MSN、Skype已经成为固定互联网上的最热应

用,以Youtube、Myspace、Facebook、Hulu为代表的Web2.0

类应用在固定互联网上发展得也是如日中天,诸于此类

的办公、娱乐、商务、购物应用正在逐步向移动互联网进

军,而移动互联网的发展离不开移动宽带网络的支撑。作

为后3G乃至4G时代的全球共选,LTE正在渐行渐近,有望扮

演移动宽带时代的主角。

作为全球领先的电信解决方案供应商,华为提供从芯

片、终端、核心网、接入网的LTE端到端解决方案,华为愿

与您共同迎接移动宽带时代的到来,共创通信史上的下一

个奇迹。

LTE

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