LTE技术简介
作者:kaka   加入日期:2009-11-25  浏览次数:3151

LTE项目内容介绍

  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延。

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。

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。2009年日本颁发了4张LTE牌照,开始了LTE的商用准备。
  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HSDPA演进至HSDPA+,进而到LTE;二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B,最终到UMB(Motorola最近提出的新方案是,CDMA2000也通过一定方式演进到LTE,3GPP2也基本放弃了UMB的计划);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。
  1.Lightware Terminal Equipment -- 光端机
  2.Line Terminatinig Equipment -- 线路终接设备
  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。

带着4个问题看TD-LTE未来的发展

  中国移动正在全力推动TD-LTE的发展,于是,出现了在中国3G还未大规模启动的时候,LTE竟然成为最热的关键词之一。
  然而,TD-LTE要想在未来取得较大发展,必须解决以下几个问题:
  1.HSPA+能否被绕过?
  LTE虽然非常具有吸引力,但是相比之下,HSPA+因为具有类似的性能以及投资很少,成为Telstra等运营商的下一步选择。在时间上,HSPA+比LTE要早一年左右,这也是不得不考虑的问题。
  如果LTE还没有成熟的情况下,中国联通推出28Mbps的HSPA+,中国移动能够保持沉默,继续等待TD-LTE吗?
  2.LTE商用时间表怎么样?
  根据目前的情况来看,LTE最早会在2010年实现商用,根本的症结现在看来,一个是标准,一个就是终端芯片。LTE标准预计将在下个月即今年底通过,但是芯片还需要较长的时间。
  2月,高通公司在巴塞拉那大会上宣布,高通公司将于2009年推出业内首款多模LTE芯片组.LTE解决方案计划于2009年第二季度出样。
  4月,爱立信移动平台部门宣布,爱立信推出全球首款针对手机的商用LTE平台,ASIC码样本将于2008年期间发布,商用版本计划于2009年推出,基于该平台的产品有望于2010年上市。
  从芯片出样到芯片商用需要至少9个月时间,而从芯片商用到终端面市又需要至少9个月的时间。因此最早的基于FD-LTE的手机商用最早要到2010年。TD-LTE会有一些延迟,不过随着中国移动大力推动,预计TD-LTE和FD-LTE基本能够同步。
  记得前段时间看过一个文章:国产3G今年年底将推出LTE测试样机。真是很吃惊,这是非常难于完成的任务。
  3.LTE的成本能够降下来吗?
  这个成本,我指的是每Mbit/s的成本能不能相比3G大幅降低。从现有3G运营商的实践来看,随着数据流量的大幅增长,收入并没有出现相应的增长,这是运营商最为担心的问题。同样极力推动LTE的T-Mobile就公开指出,LTE的我指的是每Mbit/s的成本必须要比现在的技术下降10倍,才能对运营商具有吸引力。
  当然与3G共享站址、保证3G的部分设备能够平滑升级到LTE、利用最优的回程网络设施等是解决方式之一,还有,不能动不动就硬件升级,最好能通过软件升级更新版本也是运营商必须要求的。此外,热门的毫微微蜂窝基站技术也不错,能够对室内的网络覆盖进行优化。
  4.TD-LTE能否走向世界实现大一统?
  
可以说,中国移动之所以对TD-LTE寄予厚望,是因为相比TD-SCDMA来说,TD-LTE最有希望走向世界,这样的结果将是规模经济,可以将设备和终端价格大幅降低。
  全球有不少运营商拥有TDD频段,运营商对TD-LTE的部署需求很大。再考虑到TD-LTE和FD-LTE的相似性,出现TD-LTE和FD-LTE的多模芯片将是必然,这样无疑将大大降低终端成本。
  记得T-Mobile的CTO说过一句话,LTE正如其名字一样,是2020年左右的愿景,很长一段时间内,2G和3G还是重点。

TD-LTE的三大技术特点

  在无线移动通信标准的发展演进上,TD-SCDMA的一些特点越来越受到重视,LTE等后续各项标准也采纳了这些技术,并且吸收了一些TD-SCDMA的设计思想。TD的双工技术、基于OFDM的多址接入技术、基于MIMO/SA的多天线技术是TD-LTE标准的三个关键技术。
  第一个就是基于TDD的双工技术。在TDD方式里面,TDD时间切换的双工方式是在一个帧结构中定义了它的双工过程。通过国内各家企业的共同合作与努力,在2007年 10月份,形成一个单独完整的双工帧结构的LTE-TDD规范。在讨论TDD系统的同时要考虑FDD(频分双工)系统,在TDD/FDD双模中,LTE规范提供了技术和标准的共同性。
  第二个关键技术是OFDM(正交频分复用技术)。其中有两个关键点,一是OFDM技术和MIMO(多输入多输出)技术如何结合,使移动通信系统性能进一步提升;二是OFDM技术在蜂窝移动通信组网的条件下,如何克服同频组网带来的问题。
  第三个是基于MIMO/SA的多天线技术。智能天线技术是通过赋形,提供覆盖和干扰协调能力的技术。
  MIMO技术通过多天线提供不同的传输能力,提供空间复用的增益,这两种技术在LTE以及LTE的后续演进系统中是非常重要的技术。我们同时也很关注MIMO技术和智能天线技术在后续演进上的结合。
  在LTE里面多天线应用的标准化过程中,经过多方努力,在去年4月份,3GPP标准组织最后接受智能天线的应用作为TDD模式的特征之一。

全球首次LTE通话

  北京时间9月18日消息,据国外媒体报道,诺基亚西门子通信公司(以下简称“诺西”)今天表示,该公司已成功实现了全球首次LTE通话。
  诺西称,这次通话是在其位于德国乌尔姆的研发机构进行的,使用了一个商业性基站和符合相关标准的软件
  诺西无线网络业务部门掌门马克·鲁昂内(Marc Rouanne)说,“这证明我们的研发方向是正确的,我们的战略将专注于部署,成为首家推出LTE网络设备的公司。”
  受价格战和运营商投资速度放慢的影响,移动网络设备市场出现萎缩,所有电信设备厂商竞相向运营商“推销”LTE网络。诺西表示,首个LTE网络将于今年晚些时候开通,大规模部署则要等到2010年。
  诺西没有在一些颇有影响的交易中中标,但鲁昂内指出,该公司正在向全球约80家移动运营商销售支持LTE的基站,这些基站可以通过软件升级。

什么是LTE?

  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。
  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。