3G LTE新興技術(shù)

　　LTE的框架

　　OFDM/SC-FDMA的基本設(shè)計參數(shù)初步確定。

　　OFDM和SC-FDMA(以DFT-S-OFDM為例)的子載波寬度為15kHz，OFDM循環(huán)前綴(CP)的長度有長短兩種選擇，短CP為基本選項，長CP可用于大范圍小區(qū)或多小區(qū)廣播。DFT-S-OFDM的一個子幀由長短兩種數(shù)據(jù)塊組成，長塊主要用于傳送數(shù)據(jù)，短塊主要用于傳送導(dǎo)頻信號。

　　下行主要采用QPSK、16QAM、64QAM三種調(diào)制方式，上行主要采用位移BPSK(用于進(jìn)一步降低DFT-S-OFDM的PAPR)、QPSK、8PSK和16QAM，另一個正在考慮的降PAPR技術(shù)是頻域濾波。上下行的最小資源塊大小為25個子載波，即375kHz。系統(tǒng)可以采用集中式(localized)或分散式(distributed)方式將數(shù)據(jù)映射到資源塊上。

　　在信道編碼方面，LTE主要考慮Turbo碼，但也正在考慮其他編碼方式，如LDPC碼。在MIMO方面，LTE的基本MIMO模型是下行2×2、上行1×2個天線，但同時也正在考慮更多的天線配置(最多4×4)。正在被考慮的MIMO技術(shù)包括空間復(fù)用(SM)、空分多址(SDMA)、預(yù)編碼(Pre-coding)、秩自適應(yīng)(Rankadaptation)、以及開環(huán)發(fā)射分集(STTD，主要用于控制信令的傳輸)等。上行將采用一種特殊的SDMA技術(shù)，即已被WiMAX采用的虛擬(Virtual)MIMO技術(shù)。另外，LTE也正在考慮采用小區(qū)干擾抑制技術(shù)提高小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)率和系統(tǒng)容量等。

　　在切換方面，除了LTE系統(tǒng)內(nèi)的切換，也正在考慮不同頻率之間和不同系統(tǒng)(如其他3GPP系統(tǒng)、WLAN系統(tǒng)等)的切換。

　　LTE的工作計劃

　　自2004年11月啟動LTE項目以來，3GPP以頻繁的會議全力推進(jìn)此項工作。僅半年就完成了需求(Requirement)的制定，計劃在2006年中完成StudyItem的研究工作，2007年中完成標(biāo)準(zhǔn)的制定，預(yù)計2009年即可商用。

　　從時間上來看，3GPP的LTE工作計劃可以分為StudyItem(SI)和WorkItem(WI)兩個階段。

　　第一階段(SI階段)：從2005年3月到2006年6月，完成3GPPLTE的可行性研究，形成研究報告。

　　在2006年3月已經(jīng)完成或正在進(jìn)行的相關(guān)內(nèi)容有：RAN-CN功能的劃分與調(diào)整；RAN體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化；無線接口協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)；物理層中多種接入方案、宏分集與射頻部分的研究；狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移問題。

　　在2006年3月到6月將完成包括信道結(jié)構(gòu)的研究、演進(jìn)的MIMO機制、信令的流程與終端移動性問題等方面的研究。并且將在6月份提出WI階段的工作時間計劃。

　　第二階段(WI階段)從2006年6月到2007年6月，使用一年左右的時間完成核心的技術(shù)規(guī)范撰寫工作。

　　在2007年年中完成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定工作后，預(yù)計在2008年或2009年將成熟的商用產(chǎn)品推向市場。

　　LTE能帶來什么

　　3GLTE著重考慮的方面主要包括降低時延、提高用戶的數(shù)據(jù)率、增大系統(tǒng)容量和覆蓋范圍以及降低運營成本等。LTE的目標(biāo)主要包括以下的內(nèi)容：

　　支持1.25MHz～20MHz帶寬；

　　極大提高峰值數(shù)據(jù)速率(在20MHz帶寬下支持下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率)；

　　在保持現(xiàn)有基站位置的同時提高小區(qū)邊緣比特速率；

　　有效提高頻譜效率(3GPP版本6的2～4倍)；

　　將接入網(wǎng)時延降低到10ms以下；將控制平面時延降低到100ms以內(nèi)；

　　優(yōu)化15km/h以下低速用戶的性能，能為15-120km/h的移動用戶提供高性能的服務(wù)，可以支持120-350km/h的用戶；

　　吞吐量、頻譜效率和移動性指標(biāo)在5km半徑的小區(qū)內(nèi)將得到充分保證，當(dāng)小區(qū)半徑增大到30km時，只對以上指標(biāo)帶來輕微的弱化；

　　支持多種載波帶寬，以滿足配置系統(tǒng)時窄帶頻譜分配時的靈活性；

　　支持與現(xiàn)有的3G系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同工作：增強的MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service)；降低CAPEX(資本支出，Capital Expenditure)和OPEX(運營支出，Operation Expenditure)的成本；

　　降低空中接口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的成本；

　　實現(xiàn)合理的終端復(fù)雜度、成本和耗電；

　　支持增強的IP多媒體子系統(tǒng)(IP Multimedia Sub-system，IMS)和核心網(wǎng)；盡可能保證后向兼容，有效地支持多種業(yè)務(wù)類型，尤其是分組域(PS-Domain)業(yè)務(wù)(如VoIP等)；

　　優(yōu)化系統(tǒng)為低移動速度終端提供服務(wù)，同時也應(yīng)支持高移動速度終端；

　　支持增強型的廣播多播業(yè)務(wù)；

　　系統(tǒng)應(yīng)該能工作在對稱和非對稱頻段；盡可能簡化處于相鄰頻帶運營商共存的問題。

　　為了實現(xiàn)3GLTE的設(shè)計目標(biāo)，著重在空中接口傳輸技術(shù)和接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)上對現(xiàn)有3G系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

　　在空中接口方面，一是在下行鏈路采用能夠有效對抗多徑衰落、提高頻譜效率的OFDM技術(shù)；采用自適應(yīng)鏈路技術(shù)使編碼調(diào)制參數(shù)能夠適應(yīng)無線信道的變化，以提供更高的頻譜效率和更可靠的傳輸性能；通過在發(fā)射端和接收端配置多個天線，從而提高系統(tǒng)的容量、改善系統(tǒng)性能；二是在上行鏈路采用峰均比(PAPR)較低的分布式或集中式單載波頻分復(fù)用提供多址接入；在幀結(jié)構(gòu)和頻譜規(guī)劃上，盡可能與現(xiàn)有3G標(biāo)準(zhǔn)相兼容，以方便終端在不同制式系統(tǒng)中的切換，減小未來升級帶來的投入。

　　在接入網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計的主要目標(biāo)是減小時延和復(fù)雜度，使得協(xié)議能夠有效支持新的物理層傳輸技術(shù)，從而提供更高的用戶容量、系統(tǒng)吞吐量和端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。在3GLTE中，最終將要實現(xiàn)所有業(yè)務(wù)通過分組域傳輸，如何保證各種分組業(yè)務(wù)、特別是實時性要求較高的分組業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，將成為一個關(guān)鍵的問題。

　　LTE還將發(fā)展新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在原來的3G無線接入網(wǎng)之外，建立一個新的全I(xiàn)P化的RAN和與固網(wǎng)融合的純IP的核心網(wǎng)，以滿足寬帶無線接入的需求，移動通信系統(tǒng)將不再自成系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了固定網(wǎng)和移動網(wǎng)的融合。目前LTE工作組正在緊鑼密鼓地從需求開始全面開展工作，由于在3GPP內(nèi)部意見并沒有完全統(tǒng)一，能否達(dá)到預(yù)定目標(biāo)還存在一些問題。