詳解CDMA的長期演進之路
1 引言
移動運營商今天正面臨著曾驅動固網運營商網絡轉型的數據業務快速增長的趨勢，而且這種趨勢在越來越多年輕終端用戶不斷變化的業務使用模式下愈演愈烈。他們更喜歡使用即時消息類業務而非語音業務，即用戶的業務使用正在從傳統的電路域業務悄然向分組域業務轉換。因此，無線運營商需要順應用戶需求，將網絡向全IP方向轉化以降低單位比特成本，下一代的LTE長期演進正好可以滿足這種需求。
CDMA2000 1x與1x EV-DO都提供了向LTE靈活且無縫的演進方案，而無線運營商則需要根據自己特定的需求，綜合考慮多種因素（如進入市場的時機，演進技術的選擇，技術生態系統的成熟度，VoIP的可靠性，無縫互操作，可用的頻譜及CAPEX投資等），來制定相應的演進路徑。本文將對上述因素進行分析，探討CDMA系統的可靠性能及靈活性，并介紹阿爾卡特朗訊LTE解決方案。該方案將使運營商能更加無憂地制定向LTE的演進策略，并在競爭中立于不敗之地。
2 下一代無線網絡的驅動力
在驅動無線網絡向下一代網絡演進，從倚重語音業務到更加重視數據業務的轉型中，年輕的無線用戶正扮演著越來越重要的角色。新興的機器對機器（M2M）的應用需求及應用模式正在重新書寫“無線用戶”的定義。運營商一方面要不斷演進其網絡以適應這些新的需求，另一方面仍要考慮將運營成本最小化以保持健康發展。
2.1 終端用戶的市場趨勢
在未來的5年內，年齡在11~33歲左右的年輕人將對無線業務的發展產生深遠的影響。目前，移動數據業務正以每年40%的增長率高速增長，其中年輕用戶與大眾用戶的業務使用模式大相徑庭。盡管年輕用戶仍然使用語音業務，但他們更青睞諸如短信、電子郵件、即時消息、照片、視頻以及在線游戲等業務，這些業務已經成為他們不可或缺的重要的補充通信模式。年輕用戶們還對社交類網站（如Facebook，校園網，開心網等）以及點對點的通信業務（如音頻、視頻及在線游戲等）有著濃厚的興趣。
如今，越來越多的IT部門及個人企業用戶正越來越多地使用無線應用（如協同合作、視頻會議、數據傳送等應用）辦公。根據工作需要，員工可以隨時利用無線網絡接入公司的數據庫及公司內部網絡。另外，在越來越多的行業領域，機器對機器（M2M）的應用（如視頻監控、車隊管理及公共安全方面的應用等）與日俱增。有數據表明，美國企業的M2M無線應用市場將在2011年達到2000萬個連接，同時每年仍將以20%的增長率穩步增長（數據來源：Yankee集團，2008年7月）。
這些應用趨勢揭開了無線應用廣闊前景的一角。
2.2 運營商面臨的挑戰
到目前為止，運營商仍控制并在一定程度上限制著移動數據業務的增長，因為不斷增長的互聯網業務并未帶來更多的收入。此外，為了避免移動數據業務可能帶來的網絡擁塞造成降低高價值用戶服務質量的現象，運營商正盡量限制此類應用。由此可見，現在的3G網絡雖足以承載目前的語音及數據業務，但是當要承載大量低價值的高速數據業務時，其經濟性還遠遠不夠。
從全球來看，運營商在競爭策略、技術發展趨勢及相應的法規等方面都開始了一種新的改變，即支持開放的接入模式。很多運營商都宣布將支持開放的接入模式，使終端用戶可以獲得更加一致的接入體驗。用戶終端（如蘋果的iPhone）也正在走向更加開放的應用生成環境，近50家公司已經加入了Android開放終端聯盟（Andriod Open Handset Alliance）。因此，運營商需要轉換其業務模式以應對這種新的變化，大力拓展用戶付費收入和非用戶付費收入（如廣告類應用、額外特別定制的應用或者是融合了多種接入方式及終端的融合業務等），同時還需保證新的業務模式及應用所需的可擴展性、靈活性及QoS等要求。
無線運營商既要順應無線用戶對下一代無線網絡的需求，同時還要在不斷變化的環境中維持網絡的經濟性。只有如此，才能使得無線運營商在飛速變化、難以預測的市場環境中始終保持競爭力。無線運營商需要制定明確的網絡演進策略，平衡當前收入要求和未來長期策略之間的關系，引入后端收費模式，拓展非用戶收入流。這些對于無線運營商提高年輕用戶的忠誠度并降低其離網率也是至關重要的。
幾乎所有的GSM，WCDMA及CDMA運營商都已將LTE作為他們未來無線網絡演進的終極歸宿，這將確保包括芯片、終端及網絡設備在內的LTE產業鏈健康有序發展。 #p#
3 CDMA無線網絡演進路徑的選擇
如圖1所示，CDMA網絡運營商在決定其演進到LTE的路徑時有多種選擇，并非所有的運營商都要走完全一樣的演進道路。
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| 圖1 |
阿爾卡特朗訊可以支持無線運營商沿著以上任何路徑演進，配合運營商一起分析考慮其欲采用的技術、進入市場的時間以及演進的步驟。另外，阿爾卡特朗訊還可以分析運營商對VoIP業務需求的急迫性，既支持基于EV-DO網絡快速部署VoIP業務的方式，也支持以3G-1x提供語音業務同時以EVDO及LTE提供數據業務的方式。
3.1 進入市場的時間
許多運營商的演進策略主要是基于其進入市場的時機及其可用的頻譜資源而定的。有些運營商希望能成為打破壁壘的業界領袖，故采取激進的網絡演進及部署策略，如美國最大的無線運營商Verizon。而另外一些運營商則希望采取更加穩健的演進策略，一方面保持并完善現有EV-DO網絡的競爭力，另一方面等待LTE產業鏈的真正成熟，在終端成本及風險都大大降低且已有多種吸引終端用戶的應用后再行部署LTE網絡。
Verizon積極推進FDD LTE部署的主要原因如下：Verizon與Vodafone是戰略伙伴關系，Vodafone擁有Verizon wireless 45%的股份，Verizon在700MHz頻段的拍賣中獲得了其中10MHz的頻譜，因此一方面Verizon期望更好地利用這10MHz頻譜，與其競爭對手Sprint部署的WiMAX網絡抗衡，另一方面也配合Vodafone全力推進FDD LTE的產業鏈發展，使其能盡快達到商用的成熟度。對于那些頻率資源有限，且希望能分享LTE產業鏈成熟后規模經濟帶來的成本降低的CDMA運營商，或許會更多地考慮盡量增加現有CDMA/EV-DO網絡的競爭性，如在近期先將網絡演進到EV-DO Rev.B，待日后LTE成熟后，終端成本降低到終端用戶可接受的價格水準后，再將網絡進一步演進到LTE。
不管運營商采用哪種演進策略，cdma2000 1x與EV-DO都將與LTE長期共存，并持續發展。
3.2 產業鏈的發展情況
被業界廣泛認可的演進策略可以促進產業鏈的快速發展乃至成熟。從過往經驗上看，新部署的網絡需要假以時日才能吸引終端用戶加入并達到一定規模。而且，通常需要幾年的時間，終端設備的價格才能下降到一個合理的、大眾用戶可以接受的水平。LTE網絡開始部署時，通常只會集中在熱點地區及室內覆蓋環境下的業務提供，這就要求終端必須是能同時支持CDMA及LTE的多模終端，以保證用戶在LTE的網絡部署尚未達到完全覆蓋（通常需要幾年的時間）時，能夠在CDMA網絡和LTE網絡間實現無縫漫游和切換，而這將進一步提高LTE的終端成本。因此，LTE產業鏈的發展尚待時日。 #p#
4 CDMA向LTE平滑演進的有力保證
CDMA技術為運營商提供了成熟、穩定及無縫的LTE演進路徑。也為運營商在選擇演進的技術及時機時提供了極大的靈活性。
由于CDMA采用的是窄帶技術（見圖2），理論上運營商可以不斷減少留給CDMA的帶寬，從而擴大分配給LTE的帶寬，以配合終端用戶的不斷遷移。當然，是否采用與CDMA共頻段部署LTE網絡，則完全依賴于運營商有哪些可用的頻段。如果運營商現有CDMA頻段資源緊張且有其他空閑的頻段，則可以考慮采取LTE疊加部署在新頻段上的方式。
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| 圖2 CDMA為運營商提供有效的向LTE頻譜/用戶遷移方案 |
中國電信現有的CDMA頻段共有10Mhz帶寬，可支持7個CDMA載波。此外，中國電信還在2.1GHz頻段獲得了15MHz的帶寬作為3G頻段（見圖3）。考慮到1x平滑演進到EV-DO Rev.A的能力及EV-DO Rev.B與Rev.A獨有的前向兼容優勢，建議中國電信首先考慮在現有850Mhz的頻段上繼續部署cdma2000 1x和EV-DO Rev.A，并盡快將網絡升級到EV-DO Rev.B，以增強CDMA網絡競爭能力，實現與HSPA的長期競爭。
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| 圖3 中國電信頻率資源情況 |
對于網絡的長期演進策略，中國電信則可以考慮在LTE產業鏈真正成熟后，在2.1GHz頻段上部署LTE。只有在5Mhz以上的帶寬內部署LTE，才能更好地體現LTE的高頻譜效率優勢。因此，除非有頻譜帶寬的限制，否則阿爾卡特朗訊建議運營商從10Mhz帶寬開始部署LTE。
相比Rev.A，Rev.B的用戶體驗有顯著的改善。Rev.B的移動終端都支持多載波，使得用戶可以體驗需要更高速率的數據應用，其不對稱的前向/反向頻率分配更適應用戶的應用需求。Rev.B在現有的Rev.A載頻上提高了寬帶數據的吞吐量及覆蓋，大大提高了網絡中數據業務的使用率以及運營商的數據收入，并為運營商提供了進一步細分市場的可能及手段。對不同市場制定更有針對性的市場策略可以獲得更高的數據收入。
作為全球CDMA首要的設備供應商，阿爾卡特朗訊支持通過軟件升級或基站芯片升級的方式將網絡進一步升級到EV-DO Rev.B，以支持更高的峰值數據速率（軟件升級：DL 9.3Mbit/s, UL 5.4Mbit/s；硬件升級：DL 14.7Mbit/s, UL 5.4Mbit/s）及網絡容量，使CDMA網絡在與WCDMA及TD-SCDMA提供的HSPA高速數據能力相比時，仍能先拔頭籌。阿爾卡特朗訊于2009年下半年即可通過軟件升級支持EV-DO Rev.B，支持更高的峰值速率及吞吐量，并前向兼容EV-DO Rev.A的終端。
對于已有的CDMA系統，阿爾卡特朗訊還提供最平滑的LTE演進路線。阿爾卡特朗訊的LTE解決方案能夠借助于SDR等技術將CDMA系統平滑演進到LTE階段，演進過程將盡可能利用原有站址和基站設備，保護運營商前期投資，同時保證LTE系統與CDMA等其它系統良好的互操作及無縫切換。此外，阿爾卡特朗訊依靠在DSL和IP接入領域全球絕對領先的產業經驗和技術積累，可以針對運營商的具體情況提供完善的傳輸解決方案。為了促進LTE產業的健康發展，阿爾卡特朗訊還致力于終端互操作測試IOT，內容及應用的開發，終端用戶測試等包括電信及非電信的廣泛而開放的產業伙伴間的合作。
2009年2月18日，美國最大的移動運營商Verizon宣布，已選定阿爾卡特朗訊和愛立信兩家公司作為在美國初步部署LTE網絡的設備供應商。而Verizon在過去一年中使用了來自6家設備商的產品進行了測試。Verizon同時宣布，阿爾卡特朗訊成為Verizon LTE網絡IP多媒體子系統（IMS）的主要供應商，主要用于使LTE網絡支持各種多媒體應用。阿爾卡特朗訊是惟一一家為Verizon Wireless提供包括無線接入e Node B，核心網EPC及IMS業務平臺的端到端解決方案的廠家。Verizon素以網絡質量高、用戶離網率低而著稱，與阿爾卡特朗訊多年的良好合作使得Verizon堅信阿爾卡特朗訊仍是其網絡演進到LTE的最佳忠實伙伴。在未來10年內，Verizon的CDMA/EV-DO網絡將與LTE長期共存，相互補充，阿爾卡特朗訊是保證這兩個網絡實現良好互操作性能的不二之選。
5 結束語
立足3G，放眼4G，阿爾卡特朗訊積極參與全球最早的端到端LTE網絡的試商用部署，其積累的3G網絡平滑升級到4G的第一手經驗不可多得，而這些經驗對中國市場及中國運營商都是彌足珍貴的。
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