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3.Long Term Evolution -- 3GPP长期演进
3GPP长期演进(LTE: Long Term Evolution)项目是近两年来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。3GPP LTE项目的主要性能目标包括:在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率;改善小区边缘用户的性能;提高小区容量;降低系统延迟,用户平面内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms;支持100Km半径的小区覆盖;能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务;支持成对或非成对频谱,并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。
LTE项目内容介绍 LTE(Long Term Evolution)项目是3G的演进,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能,提高小区容量和降低系统延迟。
LTE的主要技术特征 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[2][3]:
(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。
LTE的网络结构和核心技术 3GPP对LTE项目的工作大体分为两个时间段:2005年3月到2006年6月为SI(StudyItem)阶段,完成可行性研究报告;2006年6月到2007年6月为WI(WorkItem)阶段,完成核心技术的规范工作。在2007年中期完成LTE相关标准制定(3GPPR7),在2008年或2009年推出商用产品。就目前的进展来看,发展比计划滞后了大概3个月[1],但经过3GPP组织的努力,LTE的系统框架大部分已经完成。
LTE采用由NodeB构成的单层结构,这种结构有利于简化网络和减小延迟,实现了低时延,低复杂度和低成本的要求。与传统的3GPP接入网相比,LTE减少了RNC节点。名义上LTE是对3G的演进,但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的变革,逐步趋近于典型的IP宽带网结构。
3GPP初步确定LTE的架构如图1所示,也叫演进型UTRAN结构(E-UTRAN)[3]。接入网主要由演进型NodeB(eNB)和接入网关(aGW)两部分构成。aGW是一个边界节点,若将其视为核心网的一部分,则接入网主要由eNB一层构成。eNB不仅具有原来NodeB的功能外,还能完成原来RNC的大部分功能,包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之间将采用网格(Mesh)方式直接互连,这也是对原有UTRAN结构的重大修改。
LTE的营运发展
按用户数量和市值计算,中国移动都是全球最大的移动运营商。此前,英国沃达丰、日本NTT DoCoMo、美国AT&T和Verizon等世界最主要电信运营商已经决定采用LTE技术,此次中国移动加入,将大力推动LTE技术的发展,LTE在后3G时代也将延续2G时期GSM的主流地位。
沃达丰CEO阿伦·萨林(Arun Sarin)昨日在巴塞罗那的移动世界大会表示,该集团将与中国移动和Verizon携手推进LTE技术,LTE将成为行业未来发展的明确方向。
目前,移动无线技术的演进路径主要有三条:一是WCDMA和TD-SCDMA,均从HSPA演进至HSPA+,进而到LTE;二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B,最终到UMB;三是802.16m的WiMAX路线。这其中LTE拥有最多的支持者,WiMAX次之。
LTE是由爱立信、诺基亚西门子、华为等世界主要电信设备生产商开发的技术,CDMA阵营的阿尔卡特朗讯和北电网络也有投入。CDMA近年来日渐失势,阿尔卡特朗讯已经在上周冲减了37亿美元与CDMA技术标准相关的资产,并将和日本NEC建立研发LTE的合资公司。
由于美国高通公司在3G时代占据了技术的核心专利,LTE阵营处心积虑搞OFDM绕开高通主要技术,可以肯定高通的地位会比3G时代有所削弱;同时,尽管高通的UMB技术乏有问津,该公司在巴塞罗那也宣布将于2009年推出多模LTE芯片组,高通在该领域仍将保持收益。
3GPP长期演进(LTE)项目是近两年来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。3GPP LTE项目的主要性能目标包括:在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率;改善小区边缘用户的性能;提高小区容量;降低系统延迟,用户平面内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms;支持100Km半径的小区覆盖;能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务;支持成对或非成对频谱,并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。
LTE的研究,包含了一些普遍认为很重要的部分,如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。
为了达到这些目标,无线接口和无线网络架构的演进同样重要。考虑到需要提供比3G更高的数据速率,和未来可能分配的频谱,LTE需要支持高于5MHz的传输带宽。
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