LTE
LTE(Long Term Evolution):3GPP长期演进(LTE)项目是2006年以来3GPP启动的最大的新技术研发项目,这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。
LTE长期演进是GSM阵营的现时最先进网络。
演进路线:
GSM----->GPRS--->EDGE---->WCDMA------->HSD/UPA----->HSD/UPA+------->LTE长期演进
传输速度分别是300M
GSM-:9K GPRS:42K EDGE:172K WCDMA364k HSD/UPA:14.4M HSD/UPA+:42M LTE:300M
3GPP从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述。与3G相比,LTE具有如下技术特征:
(1)通信速率有了提高,下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。
(2)提高了频谱效率,下行链路5(bit/s)/Hz,(3--4倍于R6HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz,是R6HSU-PA2--3倍。
(3)以分组域业务为主要目标,系统在整体架构上将基于分组交换。
(4)QoS保证,通过系统设计和严格的QoS机制,保证实时业务(如VoIP)的服务质量。
(5)系统部署灵活,能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽,并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配。保证了将来在系统部署上的灵活性。
(6)降低无线网络时延:子帧长度0.5ms和0.675ms,解决了向下兼容的问题并降低了网络时延,时延可达U-plan<5ms,C-plan<100ms。
(7)增加了小区边界比特速率,在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。
(8)强调向下兼容,支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。 与3G相比,LTE更具技术优势,具体体现在:高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。
空中接口物理层技术
空中接口物理层技术是 无线通信 系统的基础与标志,LTE系统物理层下行传输方案采用先进成熟的OFDMA技术;上行传输方案选择单载波SC-FDMA。LTE系统暂不考虑宏分集技术。OFDM技术
OFDM技术是LTE系统的技术基础与主要特点,OFDM系统参数设定对整个系统的性能会产生决定性的影响,其中载波间隔为15kHz。上下行的最小资源块为375kHz,25个子载波宽度,数据到资源块的映射方式可采用集中(localized)方式或离散(distributed)方式。循环前缀Cyclic Prefix(CP)的长度决定了OFDM系统的抗多径能力和覆盖能力。长CP利于克服多径干扰,支持大范围覆盖,但系统开销也会相应增加,导致数据传输能力下降。为了达到小区半径100Km的覆盖要求,LTE系统采用长短两套循环前缀方案,根据具体场景进行选择:短CP方案为基本选项,长CP方案用于支持LTE大范围小区覆盖和多小区广播业务。
MIMO
MIMO作为提高系统输率的最主要手段,LTE确定MIMO天线个数的基本配置是下行2×2、上行1×2,但也在考虑4×4的高阶天线配置。北电的专利技术虚拟MIMO也被LTE采纳作为提高小区边缘数据速率和系统性能的主要手段。另外,LTE也正在考虑采用小区干扰抑制技术来改善小区边缘的数据速率和系统容量。下行方向MIMO方案相对较多,根据2006年3月雅典会议报告,LTE MIMO下行方案可分为两大类:发射分集和空间复用两大类。
高峰值传送输率
高峰值传送输率是LTE下行链路需要解决的主要问题。为了实现系统下行100Mbps峰值速率的目标,在3G原有的QPSK、16QAM基础上,LTE系统增加了64QAM高阶调制。LTE上行方向关注的首要问题是控制峰均比,降低终端成本及功耗,采用位移BPSK和频域滤波两种方案进一步降低上行SC-FDMA的峰均比。LTE除了继续采用成熟的Turbo信道编码外,还在考虑使用先进的低密度奇偶校验(LDPC)码。
3GPP LTE接入网
3GPP LTE接入网在能够有效支持新的物理层传输技术的同时,还需要满足低时延、低复杂度、低成本的要求。原有的网络结构显然已无法满足要求,需要进行调整与演进。2006年3月的会议上,3GPP确定了E-UTRAN的结构,接入网主要由演进型eNodeB(eNB)和接入网关(aGW)构成,这种结构类似于典型的IP宽带网络结构,采用这种结构将对3GPP系统的体系架构产生深远的影响。eNodeB是在NodeB原有功能基础上,增加了RNC的物理层、 MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、移动性管理和inter-cell RRM等功能。aGW可以看作是一个边界节点,作为核心网的一部分。但在如何处理小区间干扰协调、负载控制等问题上各成员还存在分歧,是采用RRM Server进行集中式管理,还是采用分散管理,尚未达成一致。
研究项目
研究项目阶段在2006年年中结束,该阶段将主要完成目标需求的定义,明确LTE的概念等,然后征集候选技术提案,并对技术提案进行评估,确定其是否符合目标需求。对有可能融合的提案进行讨论,甚至还可能对某些技术的优越性进行辩论,最终选择出适合未来LTE 的技术方案。实际上这是厂商实力的较量,也不乏政府在其后的影响。针对系统功能的划分、接口的定义也会在这个阶段涉及。工作项目
工作项目在2006年年中以前建立,并开始着手标准的建立。该阶段将对未来LTE标准细节的各个方面展开讨论和起草,并一直持续到2007年年中。整个过程比 3G 标准的制定过程节奏明显加快,这也是考虑到市场的需求。随着宽带技术的不断创新,3GPP也将在最短的时间内推出最新的技术。市场调研公司Juniper Research2010年9月发布报告称,到2015年,下一代高速无线服务长期演进技术(LTE)的用户数量将达到3亿人,远超过今年的50万人。