泥客网 - 发布最实用的电脑技术,最新鲜的网文!
泥客注册 | 加入收藏 |
泥客广告牌
关键词:调侃 探索 电脑 网络 轻松 精彩 移动 高谈

文章中心

您的当前位置:泥客网 >> 科技 >> 移动通信 >> 浏览文章

泥客百科:LTE简介

2012-09-13 10:13:57 文章来源:泥客论坛 字体:

LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进,始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术,而是3G与4G技术之间的一个过渡,是3.9G的全球标准,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326Mbit/s与上行86Mbit/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概念

LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被通俗的称为3.9G,具有100Mbps的数据下载能力,被视作从3G向4G演进的主流技术。

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。

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/MIMO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R6版本的HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz,是R6版本HSU-PA的2--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。

项目由来

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。 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概念的提出意味着目标的确立,为了有一个清晰的技术发展路线,3GPP制定了明确的时间表。整个标准发展过程分为两个阶段,研究项目阶段和工作项目阶段。研究项目阶段预计在2006年年中结束,该阶段将主要完成对目标需求的定义,以及明确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。工作项目预计在2006年年中以前建立,并开始标准的建立。该阶段会对未来LTE的标准细节的方方面面展开讨论和起草,这个过程同以前3G标准在3GPP中的制定过程是一样的,这一过程将一直持续到2007年年中。整个过程相比3G标准的制定节奏明显加快,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。这给运营业带来了新的机遇,更新更快的业务可以在不远的将来得以实现,甚至完全可以和有线网络相媲美。

演进路线

LTE长期演进是GSM阵营的现时最先进网络。 LET演进图演进路线:

GSM----->GPRS--->EDGE---->WCDMA------->HSPA----->HSPA+------->LTE长期演进

传输速度分别是:

GSM:9.6Kbps GPRS:171.2Kbps EDGE:384Kbps WCDMA:384Kbps~2Mbps HSDPA:14.4Mbps/HSUPA:5.76Mbps HSDPA+:42Mbps/HSUPA+:22Mbps LTE:300Mbps

技术提案

从LTE制定的目标需求可以看出,100Mbit/s的传输能力已远不是3G所能比的,那么其使用的技术也必将有较大的提高。在方案的征集过程中有6个选项,按照双工方式可分为频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种;按照无线链路的调制方式或多址方式主要可分为码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDMA)两种。

技术提案的简单介绍如下:

1.FDD SC-FDMA UL、FDD OFDMA DL

该提案使用了目前频谱效率很高的正交频分复用(OFD LTE技术提案M)技术作为下行链路的主要调制方式,实现高速数据速率传送。上行链路则采用单载波频分多址(FDMA),主要的好处就是降低了发射终端的峰均功率比,减小了终端的体积和成本。其主要特点包括频谱带宽灵活分配、子载波序列固定、采用循环前缀对抗多径衰落和可变的传输时间间隔(TTI)等。

2.FDD UL采用OFDMA,FDD DL采用OFDMA

该提案与上一方案非常类似。所不同的主要是上行链路,这里采用的也是OFDM技术,这就要求终端能够实现比较高的峰均功率比,但数据传输效率更高。

3.FDD MC-WCDMA UL/DL

该提案实际上就是多载波的WCDMA方案,上下行采用与HSDPA/HSUPA相似的技术,例如自适应调制方式、NodeB调度、层2快速重传和快速小区切换等,然后利用多载波复用的方式提高数据速率。

4.TDD UL/DL采用MC-TD-SCDMA

该提案主要由大唐公司提出,是TD-SCDMA标准的演进。其主要特点是尽可能继承TD-SCDMA的系统特点,例如相同的子信道带宽、信道结构,Space、Time、Code多域复用等,在此基础上通过多载波的方式扩展数据速率,满足LTE的需求。

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

这两种提案同前两种是非常类似的,不同的是双工方式。

以上这些提案代表了不同的背景和不同集团的利益,在最新结束的马耳他会议上,已有了最终的结果。FDD和TDD将尽量采用相同的多址技术,并且绝大多数公司支持的第一种方案将作为以后开展LTE研究的前提条件。同时中国的TD-SCDMA经过多方的不断努力,TD-SCDMA的帧结构在第一种方案中作为一个选项得以保留,并且可以在多载波的演进方面继续开展研究。

发展规划

整个标准发展过程分为研究项目(study item)和工作项目(work item)两个阶段。 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。这给运营业带来了新的机遇,更新更快的业务可以在不远的将来得以实现,甚至完全可以和有线网络相媲美。

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,但经过3GPP组织的努力,LTE的系统框架大部分已经完成。

LTE详细发展规划

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。

调查发现

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。

掌上泥客
进入论坛论坛热帖
非凡