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LTE

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LTE(Long Term Evolution;技術長期演進)

目錄

什麼是LTE

  LTE是由3GPP組織制定的UMTS技術標準的長期演進,包括FDDTDD兩種模式用於成對頻譜和非成對頻譜。LTE標準中的FDD和TDD兩個模式間只存在較小的差異,相似度達90%。其於2004年12月3GPP多倫多TSG RAN#26會議上正式立項並啟動。LTE是第3代合作伙伴計劃(3rd Generation Partnership Project,3GPP)主導的通用移動通信系統(Universal Mobile Telecommunications System,UMTS)技術的長期演進(Long Term Evolution )。

LTE的技術背景[1]

  一、LTE技術的產生

  移動通信技術的發展,是在技術與市場的雙重交叉驅動下進行的。LTE的出現不是偶然,而是有其深刻的市場背景和技術背景。隨著第二代數字移動通信網路在過去20年中的廣泛普及,全球語音通信業務獲得了巨大的成功,人們的通信習慣也從以往的點到點演進到人與人。網路演進從第二代(2G)到第三代(3G),再到第三代的增強型移動網路,為用戶提供了更加多樣化的通信和娛樂業務,但在降低無線數據網路的運營成本、擺脫知識產權限制、應對市場挑戰和滿足用戶需求等領域,還是存在很多局限性。

  面對高速發展的移動通信市場的巨大誘惑,以及大量低成本、高帶寬的無線技術的快速普及,眾多非傳統移動運營商也紛紛加入了移動通信市場,並引進了新的商業運營模式。例如大量的酒店、渡假村、咖啡廳和飯館等,由於本身業務激烈競爭的原因,免費提供的WiFi無線接入方式。最近,網路服務提供商SKYPE更在這些免費的無線寬頻接入基礎上,新增了幾乎免費的語音及視頻通信業務。在我國,以中電華通為代表的非基礎電信運營商,在政府的支持下,以WiFi、WiMAX等技術為依托,在北京、上海等大城市廣泛建設無線城市網路,為用戶提供無處不在的高速寬頻移動互聯網服務;我國香港地區最大的通信服務供應商電訊盈科公司將HSDPA+3G+WiFi捆綁推出“網上行Everywhere”業務,使用戶可以“全天候在香港任何角落實現高速上網”,這些新興力量給傳統移動運營商帶來了前所未有的挑戰,加快現有網路演進,滿足用戶需求,提供新型業務成為在激烈的競爭中處於不敗之地附唯一選擇。

  二、技術目標

  LTE的研究項目(study item)是於2004年底在3GPP中提出的,當時的目標和關鍵特性還不是很清楚,爭論也比較多,但在2005年6月的魁北克會議上最終確立了系統目標,到此LTE的概念正式確立。具體內容包括:

  (1)更高的頻譜效率

  1)目標峰值速率:在20M帶寬下,下行數據速率大於100Mbit/s,上行數據速率大於50Mbit/s;其無線頻譜效率提高為下行3—4倍於高速下行分組接人(HSDPA),上行2~3倍於高速上行分組接入(HSUPA);

  2)實驗室條件下,可達到10~20bit/s/Hz。

  (2)更加靈活的頻帶分配

  1)帶寬和頻譜分配靈活,根據業務需求,支持1.25MHz、1.6MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz七種不同帶寬;

  2)支持對稱(paired)和非對稱(unpaired)的頻譜分配。

  (3)支持無縫移動

  1)提高小區邊緣的用戶吞吐量;

  2)支持與現有3GPP系統和非3GPP系統的互操作;

  3)進一步優化15km/h以下的低速移動業務,同時支持120~350km/h的高速移動業務。

  (4)覆蓋要求

  1)5km小區覆蓋範圍內都要滿足上述系統吞吐量、頻譜效率和移動性目標;

  2)小區覆蓋半徑達到30km時允許系統性能有輕微下降;

  3)條件允許時小區半徑可以達到100km。

  (5)更低的成本

  1)網路結構和系統終端的複雜度降低、功耗都在可接受的範圍之內;

  2)使用統一的IP協議。

  (6)網路功能與演進

  1)以分組域業務為主要目標;

  2)降低無線網路時延:用戶平面(U—plan)小於lOms,控制平面(C—plan)小於100ms;

  3)充分考慮多媒體廣播多播(MBMS)業務、VoIP等實時性業務的QoS達到電路域水平;

  4)進一步支持增強型IMS與核心網路

  5)強調後向兼容,同時考慮了對於性能和容量增強方面的折衷。

  從中可以看出,與3G網路相比,LTE在網路性能的多個方面都有很大的提高。其主要特性體現在更高的數據速率和更低的網路時延,加上更低的業務成本,共同為用戶帶來更加豐富的多媒體業務體驗。

  三、演進路線

  LTE長期演進是GSM陣營的現時最先進網路。演進路線:

  GSM----->GPRS--->EDGE---->WCDMA------->HSPA----->HSPA+------->FDD-LTE長期演進

  傳輸速度分別是:

  GSM:9.6Kbps

  GPRS:171.2Kbps

  EDGE:384Kbps

  WCDMA:384Kbps~2Mbps

  HSDPAz:14.4Mbps/HSUPA:5.76Mbps

  HSDPA+:42Mbps/HSUPA+:22Mbps

  LTE:300Mbps

  四、技術提案

  從LTE制定的目標需求可以看出,100Mbit/s的傳輸能力已遠不是3G所能比的,那麼其使用的技術也必將有較大的提高。在方案的徵集過程中有6個選項,按照雙工方式可分為頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)兩種;按照無線鏈路的調製方式或多址方式主要可分為碼分多址(CDMA)和正交頻分多址(OFDMA)兩種。

  技術提案的簡單介紹如下

  1.FDDSC-FDMAUL、FDD OFDMA DL

  該提案使用了頻譜效率很高的正交頻分復用(OFDM)技術作為下行鏈路的主要調製方式,實現高速數據速率傳送。上行鏈路則採用單載波頻分多址(FDMA),主要的好處就是降低了發射終端的峰均功率比,減小了終端的體積和成本。其主要特點包括頻譜帶寬靈活分配、子載波序列固定、採用迴圈首碼對抗多徑衰落和可變的傳輸時間間隔(TTI)等。

  2.FDD UL採用OFDMA,FDD DL採用OFDMA

  該提案與上一方案非常類似。所不同的主要是上行鏈路,這裡採用的也是OFDM技術,這就要求終端能夠實現比較高的峰均功率比,但數據傳輸效率更高。

  3.FDD MC-WCDMA UL/DL

  該提案實際上就是多載波的WCDMA方案,上下行採用與HSDPA/HSUPA相似的技術,例如自適應調製方式、NodeB調度、層2快速重傳和快速小區切換等,然後利用多載波復用的方式提高數據速率。

  4.TDD UL/DL採用MC-TD-SCDMA

  該提案主要由大唐電信科技股份有限公司提出,是TD-SCDMA標準的演進。其主要特點是儘可能繼承TD-SCDMA的系統特點,例如相同的子通道帶寬、通道結構,Space、Time、Code多域復用等,在此基礎上通過多載波的方式擴展數據速率,滿足LTE的需求。

  5.TDD UL/DL採用OFDMA和TDD UL採用SC-FDMA,TDD DL採用OFDMA

  這兩種提案同前兩種是非常類似的,不同的是雙工方式。

  以上這些提案代表了不同的背景和不同集團的利益,在最新結束的馬爾他會議上,已有了最終的結果。FDD和TDD將儘量採用相同的多址技術,並且絕大多數公司支持的第一種方案將作為以後開展LTE研究的前提條件。同時中國的TD-SCDMA經過多方的不斷努力,TD-SCDMA的幀結構在第一種方案中作為一個選項得以保留,並且可以在多載波的演進方面繼續開展研究。

  五、解決方案

  雙待機終端可以同時待機在LTE網路和3G/2G網路里,而且可以同時從LTE和3G/2G網路接收和發送信號。雙待機終端在撥打電話時,可以自動選擇從3G/2G模式下進行語音通信。也就是說,雙待機終端利用其仍舊駐留在3G/2G網路的優勢,從3G/2G網路中接聽和撥打電話;而LTE網路僅用於數據業務。

  基於雙待機終端的語音解決方案是一個相對比較簡單的方案。終端晶元可以用兩個晶元(1個3G/2G晶元和1個LTE晶元)或一個多模晶元來實現,解決方案簡單。由於雙待機終端的LTE與3G/2G模式之間沒有任何互操作,終端不需要實現異系統測量,技術實現簡單。

  因此雙待機終端語音解決方案的實質是使用傳統3G/2G網路,與LTE無關。對網路沒有任何要求,LTE網路和傳統的3G/2G網路之間也不需要支持任何互操作。

  語音業務的時候,從LTE網路回落到3G/2G的電路域重新接入,並按照電路域的業務流程發起或接聽語音業務。

  當LTE網路達到全覆蓋時, VoLTE語音方案將成為運營商的終極解決方案。 VoLTE核心業務控制網路是IMS(IP多媒體子系統)網路,配合LTE和EPC網路實現端到端的基於分組域的語音、視頻通信業務。 通過IMS系統的控制,VoLTE解決方案可以提供和電路域性能相當的語音業務及其補充業務,包括:號碼顯示、呼叫轉移呼叫等待、會議電話等。

  六、發展規劃

  整個標準發展過程分為研究項目(study item)和工作項目(work item)兩個階段。 研究項目階段在2006年年中結束,該階段將主要完

  成目標需求的定義,明確LTE的概念等,然後徵集候選技術提案,並對技術提案進行評估,確定其是否符合目標需求。對有可能融合的提案進行討論,甚至還可能對某些技術的優越性進行辯論,最終選擇出適合未來LTE 的技術方案。實際上這是廠商實力的較量,也不乏政府在其後的影響。針對系統功能的劃分、介面的定義也會在這個階段涉及。

  工作項目在2006年年中以前建立,並開始著手標準的建立。該階段將對未來LTE標準細節的各個方面展開討論和起草,並一直持續到2007年年中。整個過程比3G標準的制定過程節奏明顯加快,這也是考慮到市場的需求。隨著寬頻技術的不斷創新,3GPP也將在最短的時間內推出最新的技術。這給運營業帶來了新的機遇,更新更快的業務可以在不遠的將來得以實現,甚至完全可以和有線網路相媲美。

  在2008年或 2009年推出商用產品。就進展來看,發展比計劃滯後了大概3個月,但經過3GPP組織的努力,LTE的系統框架大部分已經完成。

  七、發展趨勢

  1.LTE是3G技術向4G演進的必經之路

  LTE是現有3G移動通信技術在4G應用前的最終版本,採用了很多原計劃用於4G的技術如OFDM、MIMO等,在一定程度上可以說是4G技術在3G頻段上的應用。和現有的3G及3G+技術相比,LTE除了具有技術上的優越性之外,也提供了更加接近4G的一個臺階,使得向未來4G的演進相對平滑,是現有3G技術向4G演進的必經之路。

  2.LTE將與WiMAX等其它無線技術競爭

  LTE在WiMAX的競爭中產生,也將在會在WiMAX的競爭中向前發展,而且這種競爭的強度還會不斷加大。WiMAX的802.16e標準正在積極申請加入3G標準,期望以此獲得全球統一的頻率使用權。未來的移動通信市場中,WiMAX技術將會是LTE的一個強勁的競爭對手,LTE將會在和WiMAX技術的直接競爭中逐步發展。

LTE的技術特征[2]

  LTE作為3G的下一代演進技術,具有100Mbit/s的數據下載能力。3GPP啟動的LTE

  項目的主要性能目標包括

  1.通信速率的提高,下行峰值速率達到 100Mbps、上行達到50Mbps。

  2.提高了頻譜效率,下行鏈路為5(bit/s)/Hz,(3-4 倍於R6 HSDPA);上行鏈路為2.5(bit/s)/Hz,(2-3 倍於R6 HSUPA)。

  3.以分組域業務為主要目標,系統在整體架構上將基於分組交換。

  4.QoS 保證,通過系統設計和嚴格的QoS 機制,保證實時業務(如VoIP)的服務質量

  5.系統部署靈活,能夠支持1.4MHz-20MHz 間的多種系統帶寬,並支持“paired”和“unpaired”的頻譜分配,保證將來在系統部署上的靈活性。

  6.降低無線網路時延,子幀長度為 0.5ms 和0.675ms,解決了向下兼容的問題並降低了網路時延,時延可達U-plan<5ms,C-plan<100ms。

  7.在保持目前基站位置不變的情況下增加了小區邊界比特速率。如MBMS(多媒體廣播和組播業務)在小區邊界可提供1bit/s/Hz 的數據速率。

  8.強調向下兼容,支持已有的 3G 系統和非3GPP 規範系統的協同運作。概括來說,與3G 相比,LTE 更具技術優勢,具體表現在:高數據速率、低延遲、分組傳送、廣域覆蓋和向下兼容。

LTE的關鍵技術[2]

  LTE 中關鍵技術主要包括物理層傳輸技術和網路結構兩部分[6-7]:

  1.物理層技術

  1) 基本傳輸技術和多址技術

  傳輸技術和多址技術是無線通信技術的基礎。LTE 中傳輸技術採用OFDM 調製技術,其原理是將高速數據流通過串並變換,分配到傳輸速率相對較低的若幹個相互正交的子通道中進行傳輸,由於每個子通道中的符號周期會相對增加,因此可以減輕由無線通道的多徑時延擴展所產生的時間彌散性對系統造成的影響。並且還可以在OFDM 符號之間插入保護間隔,令保護間隔大於無線通道的最大時延擴展,這樣就可以最大限度地消除由於多徑帶來的符號間干擾(ISI),而且一般都採用迴圈首碼作為保護間隔,從而可以避免由於多徑帶來的通道間干擾。

  對於多址技術,LTE 規定了下行採用OFDMA,上行SC(單載波)-FDMA。OFDMA中一個傳輸符號包括M 個正交的子載波,實際傳輸中,這M 個正交的子載波是以並行方式進行傳輸的,真正體現了多載波的概念,而對於 SC-FDMA 系統,其也使用M 個不同的正交子載波,但這些子載波在傳輸中是以串列方式進行的,正是基於這種方式,傳輸過程中才降低了信號波形幅度上大的波動,避免帶外輻射,降低PAPR(峰平功率比)。

  根據 LTE 系統的上下行傳輸方式的特點,無論是下行OFDMA 還是上行SC-FDMA 都保證了使用不同頻譜資源用戶間的正交性。LTE 系統頻域資源的分配以正交子載波組RB(resource block)為基本單位的,一個RB 由25 個相互正交的子載波組成,由於可採用不同的映射方式,子載波可以來自整個頻帶,也可以取自部分連續的子載波。

  2) 編碼調製技術

  LTE 上行調製方式主要採用位移BPSK(π/2-shift BPSK),QPSK 和16QAM。下行主要採用QPSK,16QAM 和64QAM。上行採用位移BPSK 技術可以進一步降低DFT-S-OFDM的峰均比。此外,可以通過頻域濾波(Spectrum Shaping)、選擇性映射(SLM)、部分傳輸序列(PTS)等技術進一步降低系統峰均比。另外,立方度量(Cubic Metric)[1]是比峰平功率比更準確的衡量功放非線性影響的指標。

  在通道編碼方面,LTE 採用Turbo 碼,Turbo 碼採用了一種並行級聯的結構,將捲積碼和隨機交織器巧妙地結合在一起,實現了隨機編碼的思想,解碼採用軟輸入軟輸出(SISO)迭帶解碼演算法,每個分量解碼器都有三種不同類型的軟輸入:信息比特、校驗信息、先驗信息。各分量解碼器之間插入交織器,構成迭代解碼結構,使得解碼器的輸出比特逼近最大似然

  3) MIMO 技術

  LTE 系統將採用可以適應巨集小區、微小區、熱點等各種環境的MIMO 技術[8]。基本的MIMO 模型是下行2× 2 ,上行1× 2天線陣列。同時也正在考慮更多的天線配置(如4× 4 )。目前正在考慮的方法包括空間復用(SM)、空間多址(SDMA)、預編碼(Precoding)、自適應波束形成(Adaptive beamforming)、智能天線以及開環分集(主要用於控制信令的傳輸,包括空時分組碼(STBC)和迴圈位移分集(CSD))等。

  4) 幀結構

  LTE 在數據傳輸延遲方面的要求很高(單向延遲小於5ms),這一指標要求LTE 系統必須採用很小的最小交織長度(TTI)。LTE 中規定了兩種子幀長度,即:基本的子幀長度為0.5ms,同時考慮與TD-SCDMA 系統兼容時,採用0.675ms 子幀長度。LTE 中子載波寬度選定為15kHz,這是一個相對適中的值,兼顧了系統效率和移動性。下行OFDM 的CP 長度有長短兩種選擇,分別為4.69ms(採用0.675 子幀時為7.29ms)和16.67ms。短CP 時一個子幀包含7 個(採用0.675 子幀時為 9 個)OFDM 符號,而在長CP時,一個子幀包含6 個(採用0.675 子幀時為8 個)OFDM 符號。上行由於採用單載波技術,子幀結構和下行不同。DFT-S-OFDM 的一個子幀包含6 個(採用0.675 子幀時為8 個)“長塊”和2 個“短塊”,長塊主要用於傳送數據,短塊主要用於傳送導頻信號。

  2.網路結構

  LTE 採用由Node B 構成的單層結構,這種結構有利於簡化網路和減小延遲,實現了低時延,低複雜度和低成本的要求。與傳統的3GPP 接入網相比,LTE 減少了RNC 節點。名義上LTE 是對3G 的演進,但事實上它對3GPP 的整個體系架構作了革命性的變革,逐步趨近於典型的IP 寬頻網結構。LTE 的架構如圖1 所示,也叫演進型UTRAN 結構(E-UTRAN),接入網主要由演進型Node B(eNB)和接入網關(aGW)兩部分構成。aGW 是一個邊界節點,若將其視為核心網的一部分,則接入網主要由eNB 一層構成。eNB 不僅具有原來Node B 的功能外,還能完成原來RNC 的大部分功能,包括物理層、MAC 層、RRC、調度、接入控制、承載控制、接入移動性管理和Inter-cellRRM 等。Node B 和Node B 之間將採用網格(Mesh)方式直接互連,這也是對原有UTRAN 結構的重大修改。

LTE的網路結構

  3GPP對LTE項目的工作大體分為兩個時間段:2005年3月到2006年6月為SI(StudyItem)階段,完成可行性研究報告;2006年6月到2007年6月為WI(WorkItem)階段,完成核心技術的規範工作。在2007年中期完成LTE(FDD-LTE)相關標準制定(3GPPR7),在2008年或2009年推出商用產品。

  LTE採用由ENodeB構成的單層結構,這種結構有利於簡化網路和減小延遲,實現了低時延,低複雜度和低成本的要求。與傳統的3GPP接入網相比,LTE網路RNC節點和NodeB節點合併,成為EnodeB,在基站側可以完成電路的交換。名義上LTE是對3G的演進,但事實上它對3GPP的整個體系架構作了革命性的變革,逐步趨近於典型的IP寬頻網結構。

  3GPP初步確定LTE的架構,也叫演進型UTRAN結構(E-UTRAN)。(如:圖1)接入網主要由演進型NodeB(eNB)和接入網關(aGW)兩部分構成。aGW是一個邊界節點,若將其視為核心網的一部分,則接入網主要由eNB一層構成。eNB不僅具有原來NodeB的功能外,還能完成原來RNC的大部分功能,包括物理層、MAC層、RRC、調度、接入控制、承載控制、接入移動性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之間將採用網格(Mesh)方式直接互連,這也是對原有UTRAN結構的重大修改。

LTE的營運發展

  LTE國際上的標準分為FDD-LTE和TDD-LTE,中移動採用的是TDD-LTE,也就是所說的TD-LTE,國際上大多數國家採用FDD-LTE制式,只有中移動和國外日本軟銀、沙特Mobily、波蘭Aero2還有印度一個運營商等運營商採用TD-LTE,TD-scdma並不能直接演進到TD-LTE容易混淆概念讓人誤解。

  英國沃達豐日本NTT DoCoMo美國AT&TVerizon等世界最主要電信運營商已經決定採用LTE技術(FDD-LTE),此次中國移動加入,將大力推動LTE技術的發展,LTE在後3G時代也將延續2G時期GSM的主流地位。2009年日本頒發了4張LTE牌照(FDD-LTE),開始了LTE的商用準備。

  沃達豐CEO阿倫·薩林(Arun Sarin)曾在巴塞羅那的移動世界大會表示,該集團將與中國移動和Verizon攜手推進LTE技術,LTE將成為行業未來發展的明確方向。

  移動無線技術的演進路徑主要有三條:一是WCDMA和TD-SCDMA,均從HSDPA演進至HSDPA+,進而到LTE;二是CDMA2000沿著EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B,到UMB(Motorola提出的新方案是,CDMA2000也通過一定方式演進到LTE,3GPP2也基本放棄了UMB的計劃);三是802.16m的WiMAX路線。這其中LTE擁有最多的支持者,WiMAX次之。

  LTE(FDD-LTE)是由愛立信諾基亞西門子華為等世界主要電信設備生產商開發的技術,CDMA陣營的阿爾卡特朗訊和北電網路也有投入。CDMA日漸失勢,阿爾卡特朗訊已經在上周沖減了37億美元與CDMA技術標準相關的資產,並將和日本NEC建立研發LTE的合資公司。

  由於美國高通公司在3G時代占據了技術的核心專利,LTE(FDD-LTE)陣營處心積慮搞OFDM繞開高通主要技術,可以肯定高通的地位會比3G時代有所削弱;同時,儘管高通的UMB技術乏有問津,該公司在巴塞羅那也宣佈將於2009年推出多模LTE晶元組,高通在該領域仍將保持收益。

  3GPP長期演進(LTE)項目是3GPP啟動的最大的新技術研發項目,OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作“準4G”技術。3GPP LTE項目的主要性能目標包括:在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率;改善小區邊緣用戶的性能;提高小區容量;降低系統延遲,用戶平面內部單向傳輸時延低於5ms,控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低於50ms,從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小於100ms;支持100Km半徑的小區覆蓋;能夠為350Km/h高速移動用戶提供>100kbps的接入服務;支持成對或非成對頻譜,並可靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬

  LTE的研究,包含了一些普遍認為很重要的部分,如等待時間的減少、更高的用戶數據速率、系統容量和覆蓋的改善以及運營成本的降低。

  為了達到這些目標,無線介面和無線網路架構的演進同樣重要。考慮到需要提供比3G更高的數據速率,和未來可能分配的頻譜,LTE需要支持高於5MHz的傳輸帶寬。

  1.Lightware Terminal Equipment --光端機

  2.Line Terminatinig Equipment -- 線路終接設備

  3.Long Term Evolution -- 3GPP長期演進

  根據情況來看,LTE最早會在2010年實現商用,根本的癥結現在看來,一個是標準,一個就是終端晶元。

  2月,高通公司在巴塞拉那大會上宣佈,高通公司將於2009年推出業內首款多模LTE晶元組.LTE解決方案計劃於2009年第二季度出樣。

  4月,愛立信移動平臺部門宣佈,愛立信推出全球首款針對手機的商用LTE平臺,ASIC碼樣本將於2008年期間發佈,商用版本計劃於2009年推出,基於該平臺的產品有望於2010年上市

  從晶元出樣到晶元商用需要至少9個月時間,而從晶元商用到終端面市又需要至少9個月的時間。因此最早的基於FDD-LTE的手機商用最早要到2010年。TD-LTE會有一些延遲,不過隨著中國移動大力推動,預計TD-LTE和FDD-LTE基本能夠同步。

  這個成本,我指的是每Mbit的成本能不能相比3G大幅降低。從現有3G運營商的實踐來看,隨著數據流量的大幅增長,收入並沒有出現相應的增長,這是運營商最為擔心的問題。同樣極力推動LTE的T-Mobile就公開指出,LTE的每Mbit的成本必須要下降10倍,才能對運營商具有吸引力。

  當然與3G共用站址、保證3G的部分設備能夠平滑升級到LTE、利用最優的回程網路設施等是解決方式之一,還有,不能動不動就硬體升級,最好能通過軟體升級更新版本也是運營商必須要求的。此外,熱門的毫微微蜂窩基站技術也不錯,能夠對室內的網路覆蓋進行優化。

  FDD-LTE已成為當前世界上採用的國家及地區最廣泛的,終端種類最豐富的一種4G標準。全球共有285個運營商在超過93個國家部署FDD 4G網路。WCDMA網路的升級版HSPA和HSPA+均能夠直接演化到FDD-LTE。

  2006年7月,NTT DoCoMo和NEC、富士通等設備伙伴開始研發LTE。 2008年2月20日,NTT DoCoMo選擇愛立信(Ericsson)參加LTE基站開發項目。 2008年4月,摩托羅拉(Motorola)展示首位 EV-DO 到 LTE - 影像流從 LTE 到商業 EV-DO 網路,並回到LTE。2008年4月,LG電子和北電網路(Nortel Networks)展示了在110KM時速狀態下移動時,使用FDD-LTE可以達到50Mbit/s的傳輸速度。2012年,黎巴嫩移動運營商Touch已與華為合作,完成了一項FDD-LTE800MHz/1800MHz載波聚合(CA)技術現場試驗,實現了最高達250Mbps的下載吞吐量。[4]

  中國聯通董事長常小兵明確表示,中國聯通將堅定不移走現有技術路線,即FDD制式的4G網路。這也是繼中國電信董事長王曉初之後,第二家運營商高層力挺FDD 4G制式。

  據國外媒體報道,諾基亞西門子通信公司(以下簡稱“諾西”)於北京時間2009年9月18日表示,該公司已成功實現了全球首次LTE(FDD-LTE)通話。

  諾西稱,這次通話是在其位於德國烏爾姆的研發機構進行的,使用了一個商業性基站和符合相關標準的軟體。

  諾西無線網路業務部門掌門馬克·魯昂內(Marc Rouanne)說,“這證明我們的研發方向是正確的,我們的戰略將專註於部署,成為首家推出LTE網路設備的公司。”

  受價格戰和運營商投資速度放慢的影響,移動網路設備市場出現萎縮,所有電信設備廠商競相向運營商“推銷”LTE網路。諾西表示,首個LTE網路晚些時候開通,大規模部署則要等到2010年。

  諾西沒有在一些頗有影響的交易中中標,但魯昂內指出,該公司正在向全球約80家移動運營商銷售支持LTE的基站,這些基站可以通過軟體升級。

  考慮到TD-LTE和FDD-LTE的相似性,出現TD-LTE和FDD-LTE的多模晶元將是必然,這樣無疑將大大降低終端成本。

  記得T-Mobile的CTO說過一句話,LTE正如其名字一樣,是2020年左右的願景,很長一段時間內,2G和3G還是重點。

  在無線移動通信標準的發展演進上,TD-SCDMA的一些特點越來越受關註,LTE等後續各項標準也採納了這些技術,並且吸收了一些TD-SCDMA的設計思想。TD的雙工技術、基於OFDM的多址接入技術、基於MIMO/SA的多天線技術是TD-LTE標準的三個關鍵技術。

  第一個就是基於TDD的雙工技術。在TDD方式裡面,TDD時間切換的雙工方式是在一個幀結構中定義了它的雙工過程。通過國內各家企業的共同合作與努力,在2007年 10月份,形成一個單獨完整的雙工幀結構的LTE-TDD規範。在討論TDD系統的同時要考慮FDD(頻分雙工)系統,在TDD/FDD雙模中,LTE規範提供了技術和標準的共同性。

  第二個關鍵技術是OFDM(正交頻分復用技術)。其中有兩個關鍵點,一是OFDM技術和MIMO(多輸入多輸出)技術如何結合,使移動通信系統性能進一步提升;二是OFDM技術在蜂窩移動通信組網的條件下,如何剋服同頻組網帶來的問題。

  第三個是基於MIMO/SA的多天線技術。智能天線技術是通過賦形,提供覆蓋和干擾協調能力的技術。

  MIMO技術通過多天線提供不同的傳輸能力,提供空間復用的增益,這兩種技術在LTE以及LTE的後續演進系統中是非常重要的技術。我們同時也很關註MIMO技術和智能天線技術在後續演進上的結合。

  在LTE裡面多天線應用的標準化過程中,經過多方努力,3GPP標準組織最後接受智能天線的應用作為TDD模式的特征之一。

LTE與3G技術的區別[3]

  LTE系統相對於2G/3G的無線系統,其主要差異如下

  ①上下行鏈路分別選擇OFDMA和SC—FDMA無線接入方式;

  ②支持時域和頻域的調度;

  ③提供點到點和點到多點傳輸的簡單通道結構;

  ④簡單的RRC狀態模式(空閑模式和連接模式);

  ⑤減少了傳輸通道的數量(無需專用通道);

  ⑥MAC功能簡化(MAC實體數量、DRX和DTX的通用解決方案),由RLC子層和MAC子層提供的調度、ARQ和HARQ;

  ⑦UE和aGW之間採用PDCP子層提供包頭壓縮和加密功能;

  ⑧無壓縮模式,通過調度發送/接收的時間問隔進行測量;

  ⑨簡化的e—UTRAN結構(只有一類節點:eNode B);

  ⑩支持在SDU水平的下行數據前傳的硬切換;

  ⑩分散式的網路架構,例如RRC與ARQ功能均在eNode B實現:

  ⑥NAS信令終止於UE和aGW,提供空閑模式的移動性處理;

  ⑩與NAS相關的UE識別與2G和3G系統相似(如:IMSIIMEI,TMSI forMME);

參考文獻

  1. 上海貝爾股份有限公司LTE網管集成開發團隊編著.LTE 無線網路管理系統設計與實踐.機械工業出版社,2011.01
  2. 2.0 2.1 楊鵬,李波.LTE 技術標準中的關鍵技術及其演進
  3. 張新程,田韜,周曉津等編著.第1章 LTE系統概述 LTE空中介面技術與性能.人民郵電出版社,2009.09
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