CDMA运营商EV-DO与LTE共存发展的网络演进策略

胡乐明

（中国电信股份有限公司广东研究院 广州 510630）

1 选择LTE作为cdma2000的OFDM演进标准

随着移动互联网的发展，移动通信网络上数据业务流量迅速增大，目前已经超过语音业务流量成为主流，数据业务收入占比日益增大，数据业务成为运营商进一步发展的关键，因此运营商需要不断地提升网络性能（容量和速率）以满足业务需求和应对外部竞争。

3GPP和3GPP2分别推出了LTE和UMB作为WCDMA和cdma2000的OFDM演进标准，它们都采用新一代的无线传输技术OFDM和MIMO，能够在20 MHz的带宽上提供100 Mbit/s的下行数据速率和50 Mbit/s的上行数据速率。

按照3GPP2的CDMA网络演进路标设计，EV-DO之后将采用UMB（以前称为AIE）演进至OFDM。然而，2007—2008年间产业发展出现了重大的变化，CDMA中坚运营商纷纷宣布选择LTE而不是UMB作为cdma2000网络的演进标准，UMB实际上退出了历史舞台。究其原因，主要是在未来发展上CDMA与WCDMA之间的差别在缩小，技术趋同，网络结构甚至标准也都趋同，都选择了开放的基于IP的核心网，支持多种接入技术。此外，不论是UMB还是LTE，都是新一代的技术，对于原先的3G网络而言都是新的叠加网，在标准的选择上所受的限制（如后向兼容性）减弱了，因此cdma2000也可以选择LTE作为演进标准，而且LTE相对于UMB来说具有更强劲的产业发展动力和发展前景。WCDMA和CDMA经过十几年的发展，在LTE上实现了标准的统一。当然，虽同为LTE，但仍然是有差别的，主要是分别需要与HSPA和EV-DO进行互操作以协同提供业务。

2 LTE规模商用化的时间问题

运营商宣布选择LTE作为网络的演进标准后，都在积极地开展试验和测试以及推动标准制定和设备研发，其中CDMA运营商更是积极地参与和推进3GPP2关于EV-DO与LTE互操作规范的制订工作。

部分运营商启动了激进的LTE商用化计划。2009年12月，北欧运营商Telia Sonera宣布在瑞典和挪威正式推出LTE商用化服务。日本NTT DoCoMo和美国Verizon更加激进，均宣布将在2010年（Verizon曾宣布2009年底前）实现LTE正式的商用化。

在2007年前后，业界普遍预测LTE商用化时间为2012年左右。自从NTT DoCoMo和Verizon宣布LTE商用化计划，媒体和业界便预测LTE商用化时间将提前到2009/2010年。笔者认为，当前LTE存在比较严重的炒作，业界普遍过分乐观。

一种新技术的实际规模商用化时间与业界最初宣称的商用化时间往往相去甚远。以WCDMA为例，WCDMA在2001年即由日本NTT DoCoMo宣布推出“Foma”而正式宣告进入商用化，然而之后遇到了产品不成熟、多次召回手机等问题，欧洲随后的WCDMA商用化也被切换问题、手机问题等困扰，主要问题直到2004年底才基本上得到解决，实现产品成熟，2005年才真正进入普遍的实际商用化，用了整整4年的时间，如图1所示。除了WCDMA，TD-SCDMA和WiMAX的商用化历程也概莫能外，都是大家熟知的历史教训。

在此，有必要提出“规模商用化”的概念，因为单纯的商用化喻意模糊，缺乏实际意义，对市场和产业发展具有实际意义、对制订战略具有真正影响的应该是规模商用化。规模商用化，即产品上市经过一段时间以后趋于成熟、稳定，成本降低，网络改善，使业务获得大规模应用。在如今炒作盛行的通信行业，我们必须坚持科学的态度，结合技术特点、标准化进程和产品化的发展，同时考察业界主流厂商的产品开发实际进度，才能对LTE商用化时间做出较实际的判断。

LTE作为一种以新一代技术OFDM为基础的革命性的无线技术，其成熟过程将比WCDMA更长。

首先，LTE R8标准2009年才刚刚冻结，期望其在次年即实现商用化是不切实际的。同时，作为一个不完善的版本，R8留下了很多问题，如UL干扰管理、切换性能、实时业务质量等，这些问题需在后续版本进行解决。LTE采用了新一代技术OFDM，实现的难度更高，经历曲折的进程是新一代技术商用化发展的必然规律。即使在LTE开始商用后，其产品价格的下降和产品的丰富也需要相当的时间才能实现。而且，LTE还面临市场需求尚缺乏迫切性的困难，业界至今尚未为手机上使用LTE提出具体的业务应用和商业模式。实际上，LTE商用化时间提法突然变激进主要是受Wi-Fi和WiMAX的影响，而并非市场的迫切需求。

其次，业界主流厂商的技术和产品开发实际进度也是判断LTE商用时间的重要依据。芯片是产品化的基础，但是业界主流厂商基本上最早2009年底才能提供商用样片。芯片如此，产品的进度可想而知。特别是终端，能够规模商用的低成本LTE中档手机需要18～22 nm的CMOS技术才能支撑，从目前行业水平来看尚需若干年才能实现。相比之下，系统设备的进度似乎稍好，较激进的厂商声称2009年、2010年可以提供LTE商用产品。然而必须指出，不论是芯片、系统还是终端，在这个阶段均为“LTE Only”产品，即单纯的LTE、不能与HSPA/EV-DO实现互操作的产品，这种LTE产品其实是缺乏商用化意义的，因为最初引入的LTE必然只是热点覆盖，若不能与HSPA/EV-DO结合，是难以为用户提供实用的商用服务的。

此外，当前席卷全球的经济危机进一步影响了LTE产品开发和网络建设的投资，加剧了LTE规模商用化延迟的趋势。

因此，尽管可能有运营商在2010年宣布LTE正式商用，但是真正具有市场意义的LTE规模商用化乐观地预计将在2014年左右，如图2所示。

3 EV-DO与LTE的共存关系

在LTE商用化后，EV-DO（HSPA类同）的地位将会如何，EV-DO是否将被LTE取代？从业务能力和技术特点来看，与LTE比较，EV-DO在很长时间内仍有很强的优势和存在的意义。

·EV-DO特别是下行速率达十几兆比特的Rev B仍能满足绝大部分业务的需求；

·EV-DO在覆盖能力上的优势更能满足多数情况下的部署要求，相比之下，LTE的OFDM技术更适合热点型应用；

·EV-DO在后向兼容性（如终端的使用区域更广、切换质量更高）、网优和维护等方面的优势，使得EV-DO较LTE具有更广的应用范围；

· 在相当长时期内，EV-DO特别是Rev B在多方面的业务性能上超过LTE（R8），如具有QoS更适合实时性业务（如可视电话、VoIP、PTT、BCMBS 等），而 LTE在相当时期内只适合承载“尽力而为”型的业务。

因此，即使在LTE商用化后，EV-DO也仍将与LTE长期共存，并且继续担当高速数据业务承载的主力网络，而LTE将主要以热点式的部署为主，与EV-DO Rev A/Rev B互补，在城市业务密集区域提供更高的接入速率。

4 CDMA运营商仍需大力发展EV-DO

综上所述，LTE规模商用化尚需等待到2014年后，在此之前CDMA运营商仍需进一步应对市场和业务发展的激烈竞争，而且即使在LTE商用后，EV-DO仍将与LTE长期共存并继续担当高速数据业务承载的主力网络，因此在选择LTE作为网络的演进标准、积极准备LTE的引入和部署的同时，CDMA运营商仍需进一步大力发展EV-DO，继续提升3G网络的性能。

5 CDMA运营商的EV-DO Rev B发展策略

EV-DO于2002年开始规模商用化，时至今日，CDMA运营商均普遍建设了EV-DO Rev A并投入了规模商用。作为EV-DO Rev A（以下简称DoA）的进一步发展，EV-DO Rev B（以下简称DoB）采用多载频捆绑技术大大提升了EV-DO网络的性能。

DoB采用了多载频捆绑技术，可以直接获得N（捆绑的载频数）倍于DoA的数据速率。在3载频时，可将下行峰值速率由3.1 Mbit/s提高到9.3 Mbit/s。不仅如此，对于具有突发性的业务，多载频分集的Trunk增益能够提供高于N倍的容量。DoB系统实现分两个阶段，在阶段2引入了64QAM调制和干扰抑制技术，最终，在3载频情况下，下行峰值速率可达到14.7 Mbit/s，获得了数据速率的数倍提升，或者在维持一定速率时提供数倍于DoA的容量。

如上所述，DoB系统实现分为两个阶段。在阶段1，基站侧信道板所采用的高通CSM6800芯片通过软件升级可实现两载频的捆绑。在阶段2，通过更换成基于新的CSM6850芯片的信道板和软件升级实现两载频、三载频和四载频的捆绑，同时实现64QAM调制和干扰抑制。终端方面，新推出的DoB终端芯片可一步到位支持DoB阶段2的功能，可以同时工作在3个载频上。

与LTE采用新一代技术不同，DoB只是多载频情况下DoA的进一步增强，不属于大的演进分支。目前，DoB阶段1的系统设备软件升级方案可规模商用，阶段2系统设备和终端所需的CSM6850芯片和QSD 8650芯片均已在2009年上半年宣布商用，系统设备和终端可在2010年年中实现量产。

随着3G业务的发展，必然要对DoA进行扩容。根据日本和美国的经验，在大城市的业务密集区域，EV-DO载频已经扩至4个。既然多个EV-DO载频的使用已不可避免，采用多载频捆绑技术进一步提升性能也就理所当然了。因此，在需要多载频EV-DO的情况下，DoB的引入是很自然的。在LTE没有商用化之前，采用DoB可以获得与HSPA/HSPA+基本相同的实际体验性能，满足市场竞争的需要；而在LTE引入后，则可以发挥互补协同的优势，共同满足业务需求。

引入DoB的好处不言而喻，但是必须考虑其经济性和风险。

在投资上，DoB阶段1只涉及软件升级，其投资与DoA的多载频扩容大致相当，基本不需增加额外的投资。阶段2涉及硬件升级，需用新信道板替换旧信道板，从而需要额外的投资。然而，替换下来的旧信道板可用于新开辟数据业务的区域的DoA部署，因此并不会造成浪费。基于这种策略的各种CDMA技术的分层覆盖部署如图3所示。此外，由于DoB在未来LTE商用时仍将继续存在，并与LTE互补用作数据业务的主力网络，因此DoB的投资将会得到保护，没有投资风险。

在技术上，DoB基于已经完全成熟的EV-DO技术，是在DoA基础上的一种增强，产品实现难度低，技术风险很小。

综上所述，在DoA的基础上引入DoB，可以极小的代价获得急需的性能提升，投资小，见效快，能够满足市场竞争的需要。此外，DoB的部署可以降低LTE部署的压力，使得CDMA运营商可以从容不迫地在产品及市场成熟时引入LTE，在后续的网络演进战略上占据主动。因此，CDMA运营商应该在DoA的基础上尽快部署和应用DoB。

1 3GPP2 C.S0024-A_v2.0.cdma2000 high rate packet data air interface specification,2005

2 3GPP2 C.S0024-B_v2.0.cdma2000 high rate packet data air interface specification,2007

3 李路鹏,熊尚坤,王庆扬等.EV-DO Rev B关键技术和组网分析.电信科学,2009（1）