技术前沿--cdma向lte演进面临的选择

2005.10 8

全球无线网络都向LT E 演进的形势下，CDMA 运营商不仅要面对成本、新兴频段的利用、数据业务剧增导致的巨大带宽

需求等方面的挑战，还要面对相对较弱的产业链、国际漫游、GSM/UMTS 挤压等带来的压力。这些压力与挑战，使得CDMA 运营商对LTE 更为关注，并推动着CDMA 更快地向LTE 演进。

当LT E 真正到来，并开始实质性建网规划的时候，摆在CDMA 运营商面前的是一系列的选择题：如何合理分配频谱资源？如何利用CDMA/LTE 提供融合的

语音业务？如何保证数据业务的吞吐量和覆盖？如何选择最合适的基站演进策略？

频谱方案的选择

用户黏度、网络覆盖的保证，以及LTE 语音解决方案的不成熟等诸多因素，决定了运营商从CDMA 到LTE 的道路将是演进，而不是革命。也就是说，LTE 将是对CDMA 的补充，而不是推翻CDMA 。

在CDMA 向LTE 演进过程中，频谱如何规划成了一道必选题。比较合理的选择应该是LTE 占用5M 以上的带宽，而1x 和DO 也要占用一定的带宽以保证对CDMA 业务的支持。LTE 小带宽应用并不适合CDMA 运营商，因为CDMA EV-DO 可以充分利用小带宽来提供数据业务。对LTE 而言，带宽越大，意味着LTE 系统可以调度的RB 数越多，通过调度产生的增益也越大，从而系

统的性能会更优。

目前，业界仍然在探索如何较好地实现LT E 对语音业务的支持。主要包括两种技术：CSFB （Circuit Switching Fall Back ）和VoIP （Voice over IP ）。对大多数运营商而言，不管是CSFB 还是VoIP ，都离不开1x 网

在

CDMA 向LTE 演进面临的选择

文/盛松涛

CDMA 向LTE 演进面临的选择

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商可以采用CSFB 方案。

CSFB 是3GPP 定义的标准解决方案，要求终端可以提供双模、单待能力，或者双模、双待能力。单待手机同时使用双网业务，其最大的问题就是：当驻留某个网络或者使用某个网络的业务时，如何处理来自另一个网络的寻呼。CSFB 方案引入IWS （Interworking Solution ）节点，可以把来自CDMA 网络的寻呼消息封装在LTE 网络的消息中，通过LTE 网络告知终端，从而很好地解决了寻呼问题。双待手机的优势是不需要对网络进行任何改动，完全通过终端完成两个网络的配合，但缺点也同样显而易见，终端定制化要求高，对手机电池也提出了较高要求。

针对CSFB 方案，3GPP R9/R10进行了优化。优化主要集中在两个方面：性能、数据切换。在R9中，在建立CDMA 语音业务时，LTE 网络透传部分CDMA 呼叫信令，提前进行呼叫建立操作，使业务建立的时间大为缩短，从而业务性能大为提升。

根据理论计算，R9中CSFB 主叫的呼叫建立时间缩短至略大于1秒，被叫呼叫建立时间略大于2秒，而R8相应的时间分别为4秒、4.5秒。在R10中，CS F B 的流程允许正在进行的LTE 数据业务切换到CDMA 网络，以保证用户在使用语音的时候维持数据业务，而R8中CSFB 不支持数据业务切换，用户使用CDMA 语音业务的时候，LTE 数据业务被挂起，直到完成了语音业务，终端才重新接入到LTE 网络并恢复数据业务。

在演进过程中，针对语音业务的另一种解决方案是LTE VoIP+SRVCC 。

有些综合运营商同时拥有固网业务和

移动业务，目前基于IMS 的VoIP 已经在固网中得到了应用，这类运营商对VoIP 在LTE 中的应用也很关注。而且，随着LTE 的成熟，最终所有的移动业务都将迁移到LTE ，此时VoIP 将成为主流。

3G P P 专门针对Vo I P 业务建立了一个QCI （QoS Class Identifier ），以保证LTE VoIP

络的补充。1x 技术（尤其是在未来引入1x advance 之后）在语音方面的优势，即使是LTE VoIP 也无法超越。用户在由LTE+CDMA 覆盖的区域向CDMA 覆盖的区域移动时，要通过SRVCC （Single Radio Voice Call Continuity ）技术把语音业务从VoIP 切换到1x 网络。CSFB 更是严重依赖于1x 网络，一旦终端需要进行语音呼叫，需要到1x 网络发起或者接收语音业务。

由于1x 在语音业务上的优势以及LTE 对1x 网络的依赖，为了保证老用户在网络升级过程中不受影响，1x 必须占用一定的带宽。DO 同样也有存在的价值，DO 载频的存在将保证网络覆盖以及老用户业务的平滑升级。

CDMA 运营商可以根据其网络规模选择适合其网络发展需求的频谱策略。对于中小型运营商，如果CDMA 运营商有5－8个CDMA 频点，可以拿出4个连续频点即5M 带宽引入LTE 业务，其他的1－4个频点承载CDMA 业务。大型运营商应尽量选择大于10M 的LTE 带宽来承载LTE 业务，以提供更好的业务体验，并满足用户业务发展的需求。LTE 频谱与CDMA 频谱的分配也是影响网络形态尤其是基站形态的一个重要因素。

值得注意的是，在LTE Advanced 标准中，载波聚合等技术将使得运营商对频谱资源的利用更加灵活。载波聚合可以把不连续的载波通过统一的调度算法进行联合调度，以增强对频谱资源的利用率。载波聚合同时还为上下行带宽的灵活配置提供了可能。运营商可以根据网络上下行吞吐量的比例灵活配置上下行带宽，使频谱效率达到最优。

语音业务方案的选择

在演进过程中，针对语音业务的一种解决方案是CSFB 。

在LTE 建网初期，一些运营商将LTE 业务定位为纯数据业务，而语音业务则由CDMA 网络进行补充。对于这种运营思路，运营

能够提供较好的用户体验。为了让LTE 具备更强的V o I P 能力，业界目前引入了很多有针对性的技术，比如R o H C （R o b u s t Header Compression ）、半静态调度、TTI （Transmission Time Interval ）Bundling 等技术。这些技术保证了LTE 可以提供较好的VoIP 业务，但在实际建网中，LTE 往往达不到2G/3G 网络的覆盖。如何使VoIP 用户在走出LTE 网络覆盖区域时保证语音业务的连续性？SRVCC 提供了解决之道。

SRVCC 是3GPP 标准定义的方案，此方案适用于已经计划建设IMS 网络以提供LTE VoIP 业务的CDMA 运营商。SRVCC 的核心思想是通过不同无线制式之间的切换，实现语音业务的连续性。

利用SRVCC ，运营商可以提供LTE 与传统无线技术（如CDMA/GSM/UMTS 甚至Wi-Fi ）的融合语音业务方案。当用户在LTE 覆盖范围之内发起语音呼叫时，终端使用LTE VoIP 业务，这样能够充分利用LTE 的大吞吐量数据能力。当用户走出LTE 覆盖范围的时候，为保证语音业务不中断，LTE 网络和CDMA 网络会通过IWS 节点进行协商，然后由IMS 网络（语音业务链路信息存储在IMS 网络中）控制CDMA 网络建立一条替代原来VoIP 通路的链路，以保证语音业务的连续性。

相比于CSFB 方案，SRVCC 方案网络更加复杂，并需要IMS 的支持，但符合VoIP 的发展趋势，因而受到了更多的关注。2009年年底，多家运营商和设备厂商联合发表OneVoice Specification ，对略显复杂的IMS 协议系统进行了简化，从而使产业链可集中力量推动LTE VoIP 语音业务的发展。

总之，在LTE 建网初期，CSFB 方案虽然性能略差，但由于对现网的改动较小，作为一种过渡方案会得到一定规模的应用；随着VoIP 技术的成熟，LTE VoIP+SRVCC 方案将会得到大规模应用。

数据业务方案的选择

对数据业务而言，LTE 网络比CDMA 网

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络具有更强大的能力。但初期LTE网络覆盖有限，在LTE覆盖范围之外，必须通过CDMA网络进行补充。两个网络的数据业务互操作形式，取决于运营商放号模式。

如果放号时明确终端只在LTE覆盖范围内移动，此时不需要进行CDMA、LTE网络的互操作，也不需要双模终端，两网独立运营。如果LTE数据业务为游牧形式，客户可能会在不同的地方接入。这些地方可能没有LTE覆盖，需要CDMA进行补充。这个时候需要双模终端，但不需要进行两个网络的互操作。

当运营商计划不仅在热点区域提供LT E数据业务，同时还保证即使用户走出LTE覆盖区域也能享受数据业务（利用广覆盖的CDMA网络）时，需要支持LTE向CDMA的切换，以保证数据业务的连续性。目前业界有两种切换协议——非优化切换、优化切换。

非优化切换对网络的改动相对较少，需要将PDSN升级成HSGW（HRPD Serving GateWay，HRPD：High Rate Packet Data），以支持S2a接口与LTE PDN 网关的连接。同时，整个网络的其他网元，如BTS/BSC等，需要一些软件升级。当终端从LTE网络切换到CDMA网络的时候，它必须先接入CDMA网络，然后执行完整的呼叫建立流程。这会占用大量的时间，导致切换时业务的中断时间较大。

优化切换在性能上有明显优势，但是实现相对较复杂。优化切换相对于非优化切换，引入了S101和S103接口，可以在切换之前通过S101接口透传部分CDMA呼叫。当终端切换到CDMA网络的时候，使语音业务的建立时间减少，业务中断时间更短。同时，通过S103接口进行数据转发，降低了丢包率。

此外，SON功能中的IRAT ANR（Inter-RAT Automatic Neighbor Relation，RAT：Radio Access Technology）和负载均衡技术，可使LTE网络和CDMA网络的互操作更便利、有效。IRAT ANR可以减少建网过程中对Neighbor L is t的配置工作。负载均衡技术通过基于负载的切换，实现了当CDMA网络或LTE网络负载较重时，可以将一部分Idle态甚至Active态的终端转向另一个网络。

总之，目前业界的观点是：由于LTE提供的业务是基本的数据业务，非优化切换的性能虽然略差，但可以快速建设，适合在建网初期使用；当LTE网络成熟后，可以采用优化切换，同时采用负载均衡等技术提升网络性能，保证LTE/CDMA网络能提供大吞吐量、广覆盖的数据业务。

基站形态的选择

对于CDMA运营商而言，基站形态的选择将是一个主要的考虑。运营商需要根据自己的现网资源、重用策略和网络性能等方面的实际情况，选择最合适的基站形态。

拥有一张完善CDMA网络的领先运营商往往不太希望对网络进行任何改动。这时候，运营商可在CDMA网络之外独立建LTE网络。这种LTE网络建网成本较高，而且两网需要独立的运维，CAPEX和OPEX均无优势。

但是，大部分CDMA运营商则希望最大化地利用同一个硬件平台来提供CDMA和LTE业务，以降低成本。这时，SDR技术更适合此类运营商。

对于CDMA和LTE分别使用不同频段的情形（如CDMA用传统的800MHz或者1900MHz，而LTE用700MHz 或者2.6GHz），目前业界并无可以同时支持两个相隔较远频段的、成熟的射频模块。这时，CDMA和LTE可以共用基带单元，但使用不同的射频单元，其优势是：一方面，共用基带单元可以很方便地重用传输设备；另一方面，使用不同的射频单元和不同的天馈系统保证了CDMA和LTE网络可以独立地进行网络优化，尤其是天线角度和下倾角。

对于Refarming的情形（CDMA和LTE使用相同的频段，如CDMA和LTE都在800MHz或者1900MHz），由于CDMA和LTE的带宽往往不会很大，可使用同一个射频模块。在硬件平台的选择上，许多厂商的CDMA、LTE、GSM、UMTS和WiMAX使用同一硬件平台。但基于CDMA子平台开发LTE系统的一个问题是：传统的CDMA 标准没有MIMO（多发多收）应用，所以基于

CDMA

射频模块的LTE只支持单路发射，但这种限制也可能

更适合需要重用资源的运营商。在初始阶段只进行

热点覆盖的运营商，往往会考虑对现网中热点地区

的DAS（Distributed Antenna System）系统进行重用，而

现网DAS往往也支持单路发射，从而能够与此射频模

块很好地匹配。如果运营商对LTE双路发射有很强烈

的需求，可以选择基于LTE子平台的双模射频模块，

或者增加一个同频段的CDMA射频模块进行双拼支持

LTE，双拼的优势是可以提供更高的发射功率。

责任编辑：刘中林 liuzhonglin@https://www.sodocs.net/doc/109538838.html, CDMA向LTE演进面临的选择

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