开发可行运营模式，实现LTE潜力

为满足移动通信市场数据流量指数级增长的需要，运营商们在保持相对稳定的网络成本的同时正纷纷转向LTE技术。由于LTE把无线网络智能管理功能放在了eNodeB之内，因而传统监测工具已不再具备接入和监测能力。鉴于此，为了应对这一挑战，新一代移动通信技术和性能监测解决方案应运而生。

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图1: 数据业务模型 – 经济学模型

[左图图示内容：]

Voice Dominant:语音业务主导

Traffic: 数据业务流量

Revenues & Traffic Decoupled: 收益与数据业务流量关系

Revenues: 收益

Data Dominant: 数据业务主导

Time: 时间

[右图图示内容：]

Traffic Volume: 数据业务流量

Voice Dominant: 语音业务主导

Netwokr Cost (existing Technologies): 网络成本(现有技术)

Revenue: 收益

Portability: 业务移植

Network Cost (LTE/SAE): 网络成本(LTE/SAE)

Data Dominant: 数据业务主导

Time: 时间

LTE效率挑战

Apple iPhone和类似设备的推出，导致移动数据业务流量大幅上升。在第一批HSPA覆盖区域内，移动宽带业务流量迅速超过了语音业务，其中50%以上流量更是与iPhone的使用有关。在大多数国家，由于竞争激烈，许多运营商被迫提供统一费率的移动宽带套餐，其结果是尽管移动宽带需求猛增，但平均每个用户收入(ARPU)却保持不变。一部iPhone或与iPhone类似的智能手机生成的流量要相当于30部语音/短信型手机所生成的流量，而一张笔记本电脑无线网卡生成的流量则相当于450部语音/短信型手机所生成的流量。因此，预计到2013年，移动宽带业务将占到所有移动业务份额的80%以上。为在这种新环境中生存，运营商们必需降低或使运营费用(OPEX)保持不变，而同时又需要能够提供大幅增长的业务流量。

为了建立一种商业模式以减弱业务流量对网络成本造成的影响，运营商们正迅速把自己的网络升级到高效的全IP分组交换矩阵网络（all-IP packet switched matrices）。仅仅在一年前，4G还被作为四种技术之间的竞争而被提及，即LTE、WiMAX、UMA和UMB。随着萦绕着4G技术烟雾逐渐被澄清，LTE技术最终胜出。UMA和WiMAX仍将作为小规模使用的技术存在，而UMB技术则在2008年11月被高通公司废弃。随着基于3GPP和CDMA的技术有了明确的演进道路，LTE将提供一种通用的4G技术，并在可预见的未来，实现独一的、相互兼容的全球通信构架。

通信革命

LTE技术在保证与现有的3GPP和CDMA网络共存的基础上，在其无线接入网和核心网中都引入了重大变革。早期2.5G和3G的无线接入网现在都辅以演进型UTRAN (E-UTRAN)。2.5G和3G基站将被新的eNodeB所取代，而核心网则会被EPC替代。这一网络构架与E-UTRAN和其它接入网被统称为系统架构演进(SAE)。SAE提供了两个新的功能单元：移动管理实体(MME)节点，负责信令控制,SAE网关，负责处理用户平面。

强健的接入技术

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图2: 把信号分担到多个副载波中改善了信号的强健性

[图示内容：]

Transmitter: 发射机

Receiver: 接收机

Interference: 干扰

LTE采用全IP网络，摒弃了传统的ATM连接方式。eNodeB越过无线网络控制器(RNC)，采取直接与MME和SGW相连的方式。正交频分复用(OFDM)无线接入技术被用于下行链路而单载波频分多址(SC-FDMA)技术则被上行链路所采用。采用基于单载波的OFDM技术，其主要优点是能够应对各种复杂的信道条件。它可以根据与信道条件有关的反馈信息，实现用户到副载波的自适应指配。这样，细化后信号中即使发生了很小比例的数据丢失，也不会对信号的接收和感知产生负面的影响。

多入多出(MIMO)天线技术同时应用于上行链路和下行链路。通过把多部发射机和接收机植入天线中，发射机和接收机可以使用一系列副载波实现信号的传送，从而保证在发生干扰时不受到影响。LTE的调制解调方案 – 64-QAM/16-QAM/QPSK – 保证了在距离增大时信号强度的稳定性。动态带宽分配技术实时监测网络，在用户发生干扰或收到其它过强信号影响时，基站会为受干扰的数据流分配更多的带宽和功率。

全IP业务

LTE中的语音通信采用IP语音(VoIP)实现，要求时延低于150毫秒(ms)。LTE在无线侧交互中只引入了不到10ms的非常低的时延，从而满足了这一要求。在有线侧，无论是VoIP被叫实体、网络服务器、还是IPTV服务器等等，用户与设备间端到端的时延则要高出一个量级，为接近100 ms。

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图3: 元层诊断图

[图示内容：]

SON Diagnostics: SON诊断

节约运营成本

在运营和效率方面，LTE把通信网络提升到全新的水平。许多主要运营工作都自动完成，如配置、优化和问题识别，以最大限度地降低相关的运营成本。这些自主的自动化流程由诸如MME及运营和管理中心(OMC)这样的二级实体设备控制，这些设备控制和管理着某个网段或整个网络范围内发生的本地行为。传统诊断功能将被移植到元层诊断方式中，其具体包括：

自行配置: 中央配置服务器把新网元自动与网络关联起来。针对如DHCP和NETCONF等协议扩展设置运营和安全参数，只需要很少或根本不需要人员干预。

自行优化: 对于重复的优化任务，如相邻小区列表优化、覆盖和容量优化、移动强健性优化和移动负载均衡优化，均在eNodeB第一层使用强大的自主知识产权的算法内部完成。

自动问题识别和自我修复: 使用一套严格定义的规则和精心选定的KPI，在第一级响应层就自动识别和处理常见问题。当整个小区发生中断时，可以使用预先定义的相邻小区管理策略予以补偿。

高效运营模式的需求

尽管全球达成一致把LTE作为通向4G的唯一技术，并在网络部署速度和经费方面带来了巨大的机会，但可行的LTE运营模式仍在探讨过程中。特别是，LTE运营和维护需求给监测系统带来了重大的挑战。首先，它需要能监测大量的数据。一台用户设备(UE)终端最多可以支持100 Mbits/s，一个小区最高可以支持330 Mbits/s的数据速率。这使得10 Gbits/s有线接口成为标准接口。

第二，摒弃RNC意味着将不会再有RNC和eNodeB之间接口上的测量报告。而这个接口在以前一直用来捕获重要数据，如每条连接消耗多少带宽及重传控制。一种替代方案是接入空中接口，但这种方式却又需要配备复杂昂贵的频谱分析工具。幸运的是，网络设备制造商们开始提供标准的跟踪或日志端口，来接入eNodeB内部隐藏的流程。

监测系统所面临的第三个挑战则源自LTE中去掉了电路交换，以实现全IP网络。被