LTE演進(jìn)及其標(biāo)準(zhǔn)化(一)

　　在LTE系統(tǒng)設(shè)計之初，其目標(biāo)和需求就非常明確。作為后3G時代革命性的技術(shù)，LTE把降低時延、提高用戶傳輸數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量和覆蓋范圍作為主要目標(biāo)。具體性能要求如下：

　　a)支持1.4、3、5、10、15和20MHz帶寬，靈活使用已有或新增頻段;并以盡可能相似的技術(shù)支持“成對”頻段和非“成對”頻段，便于系統(tǒng)靈活部署。

　　b)20MHz帶寬條件下，峰值速率達(dá)到上行50Mbit/s(2×1天線)，下行100Mbit/s(2×2天線)。

　　c)在有負(fù)荷的網(wǎng)絡(luò)中，下行頻譜效率達(dá)到3GPP R6 HSDPA的2~4倍，上行頻譜效率達(dá)到R6 HSUPA的2~3倍。

　　d)在單用戶、單業(yè)務(wù)流以及小IP包條件下，用戶面單向延遲小于5ms。

　　e)從空閑狀態(tài)到激活狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時間小于100ms，從休眠狀態(tài)到激活狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時間小于50ms。

　　f)支持低速移動和高速移動。低速(0~15km/h)下性能較好，高速(15~120km/h)下性能最優(yōu)，較高速(350~500km/h)下的用戶能夠保持連接性。

　　除了性能指標(biāo)要求之外，在操作性、互聯(lián)互通性以及業(yè)務(wù)支持等方面，LTE技術(shù)都提出了具體要求，比如支持與現(xiàn)有3GPP和非3GPP系統(tǒng)的互操作;支持增強(qiáng)型的廣播和多播業(yè)務(wù);降低建網(wǎng)成本;支持增強(qiáng)的IMS和核心網(wǎng);取消電路域，所有業(yè)務(wù)都在分組域?qū)崿F(xiàn)，如采用VoIP，支持簡單的鄰頻共存;為不同類型服務(wù)提供QoS 機(jī)制，保證實(shí)時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量;允許給UE分配非連續(xù)的頻譜;優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)移動性等。因此，與其他無線技術(shù)相比，LTE具有更高的傳輸性能，且同時適合高速和低速移動應(yīng)用場景。

　　3 LTE與HSPA+的性能比較

　　HSPA+作為HSPA技術(shù)的直接演進(jìn)，在R7版本中引入，與LTE共同經(jīng)歷了R8、R9版本的發(fā)展。HSPA+的出發(fā)點(diǎn)在于對投資成本及平滑演進(jìn)的考慮，因此具有一定的局限性，這種演進(jìn)只能算是一種技術(shù)“改良”。與之相比，LTE作為著眼于4G的主流演進(jìn)技術(shù)，可以稱得上是一種技術(shù)“革命”。 LTE與HSPA+的性能差異體現(xiàn)在吞吐量、時延、頻譜效率等方面。

　　3.1 吞吐量

　　吞吐量是指單位時間內(nèi)成功地傳送數(shù)據(jù)的數(shù)量，是衡量無線通信系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。影響吞吐量的因素包括帶寬、調(diào)制方式、信號質(zhì)量、信道衰落、噪聲干擾、調(diào)度機(jī)制等。

　　考慮到向后兼容和升級成本，HSPA+的載波帶寬沿用了WCDMA以來的5MHz。采用2×2 MIMO配置和16QAM調(diào)制方式時，HSPA+峰值速率為28Mbit/s，采用2×2 MIMO配置和64QAM調(diào)制方式時，峰值速率為42Mbit/s。而LTE系統(tǒng)可以支持20MHz的帶寬，LTE-A可以支持100MHz的帶寬。更大的帶寬使LTE系統(tǒng)擁有比HSPA+更大的傳輸容量。

　　LTE系統(tǒng)下行支持SU-MIMO、MU-MIMO和基于參考信號的波束賦型等多種多天線陣列技術(shù)，支持8種不同的MIMO和波束成型模式，并且可以同時支持多個數(shù)據(jù)流的傳送。LTE中每個用戶下行可支持2個流，而LTE-A中下行可支持8個流，還可以采用4×4、8×8等類型的收發(fā)方式，而目前所定義的HSPA系統(tǒng)只支持發(fā)射分集和2×2 MIMO。MIMO技術(shù)應(yīng)用的豐富性和多樣性使LTE的吞吐量更優(yōu)。

　　LTE使用自然均衡器，如果RMS時延擴(kuò)展小于CP長度，就不會產(chǎn)生系統(tǒng)間干擾。而HSPA+使用Rake接收機(jī)，不能完全消除系統(tǒng)間干擾，因此多徑環(huán)境下性能會下降。LTE系統(tǒng)中，下行采用MLD+SIC接收機(jī)，上行采用SIC接收機(jī)，這些先進(jìn)的接收機(jī)技術(shù)能夠進(jìn)一步降低干擾。