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标题:
LTE的技术特征及发展趋势
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2010-4-5 15:08
作者:
张铭龙
标题:
LTE的技术特征及发展趋势
LTE
(长期演进)是
3GPP
近两年来启动的最大的新技术研发项目,可以被看成是“准
4G
”技术。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基础性技术。当前,全球的移动通信产业对
LTE
寄予了厚望,引起普遍关注,期望这一技术能够增强移动通信产业持续发展的能力。据专家预计,到
2014
年全球
LTE
用户将达到
3900
万、设备市场的规模将达到
90
亿美元。
LTE
的技术特征
LTE
是
3G
的下一代演进技术,具有
100Mbit/s
的数据下载能力。
3GPP
启动的
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
高速移动用户提供大于
100kbps
的接入服务;支持成对或非成对频谱,并可灵活配置
1.25MHz
到
20MHz
多种带宽。
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等方面。
LTE
采用由
NodeB
构成的单层结构。这种结构有利于简化网络和降低延迟,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
的架构为演进型
U
-
TRAN
结构。接入网主要由演进型
NodeB
和接入网关两部分构成。后者是一个边界节点,若将其视为核心网的一部分,则接入网主要由演进型
NodeB
一层构成。演进型
NodeB
不仅具有原来
Node B
的功能,还能完成原来
RNC
的大部分功能。
Node B
之间将采用网格方式直接互联,这也是对原有
UTRAN
结构的重大修改。新的系统中还引入了一个
RRM
服务器进行集中式管理,采用完全分散的管理结构来解决小区间干扰协调、负载控制等功能,从而提高了系统的效率。另外,在空中接入技术方面,
LTE
的信道数量将比
WCDMA
系统有所减少,取消了专用信道,不再保留广播媒体控制层和
UTRAN
的公共业务信道,减少了
MAC
层的实体类型。
LTE
的发展现状
目前,全球移动无线技术的演进路径主要有三个:一是
WCDMA
和
TD-SCDMA
,均从
HSPA
演进至
HSPA+
,进而到
LTE
;二是
CD
-
MA2000
沿着
EV-DORev.0/Rev.A/Rev.B
,最终到
UMB
;三是
802.16m
的
WiMAX
路线。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、华为等世界主要的电信设备生产商开发的技术,
CD
-
MA
阵营的阿尔卡特朗讯和北电网络也有投入。由于
CDMA
近年来日渐失势,最近阿尔卡特朗讯冲减了
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。
3GPP
对
LTE
发展时间表大致情况如下:
2005
年
3
月到
2006
年
6
月完成可行性研究报告;
2006
年
6
月到
2007
年
6
月完成核心技术的规范工作;
2007
年中期完成
LTE
相关标准制定;
2008
年或
2009
年推出商用产品。
分析家指出,基于
OFDM
的
LTE
技术市场预计将在今后
3
年加速发展,从
2008
年到
2014
年这
6
年间,将是打基础的阶段,而此后市场的需求将会快速膨胀。作为下一步网络演进的首选移动通信平台,
LTE
预计将在
2014
年获得规模部署。业内分析家称,
LTE
是目前欧洲
3G
系统
UMTS
向
4G
演进的首选技术,
2008
年全球
GSM
和
UMTS
用户将达到
30
亿,这为
LTE
的发展提供了很好的用户基础,绝大多数主流移动运营商都将采用
LTE
技术。
LTE
的未来走势
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
NTTDoCoMo
、美国
AT&T
和
Verizon
等世界主要电信运营商已经决定采用
LTE
技术,中国移动加入
LTE
阵营,将会大大推动
LTE
技术的发展,
LTE
在后
3G
时代也将延续
2G
时代
GSM
的主流地位。沃达丰
CEO
阿伦·萨林在巴塞罗那的移动世界大会上表示,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。
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。
业界对
LTE
技术的研究,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。
2006
年
7
月,
NTTDoCoMo
和本国
NEC
、富士通等设备伙伴开始研发
LTE
并积极进行
LTE
实验。
2008
年
2
月
20
日
,
NTTDoCoMo
选择爱立信参加
LTE
基站开发项目。
2008
年
4
月初,爱立信宣布推出全球首款支持
LTE
标准的商用平台——
M700
手机平台。
2008
年
1
月,大唐电信和爱立信宣布成立
LTETDD
联合研究中心。
2008
年
2
月在巴塞罗纳举行的全球移动大会上,阿尔卡特朗讯
CEOPatriciaRusso
表示,将在中国投入
1000
人的研发队伍进行
LTETDD
的研发,并且表示在
2008
年年底推出产品原型,计划
2009
年推出商用测试方案。加上国内几家企业的大力推动,
LTE TDD
的商用化进程也将大大提速。
2007
年
11
月,
3GPP
工作组会议通过
LTETDD
融合技术提案。基于
TD
的帧结构统一了延续已有标准的两种
TDD
模式;同时,对
LTETDD
的进一步优化领域的提案也被会议所接受。
TD-LTE
是指
TD-SCDMA
的长期演进技术。在其发展过程中,
TD-LTE
必将要应对来自其他系统的挑战,主要包括
3GPP
中
LTEFDD
阵营、
3GPP2
的
UMB
阵营和同样采用
TDD
方式的
WiMAX
阵营。其中,
3GPP2
已确定
UMB
为
CDMA2000
系列标准的演进升级版本;
IEEE
于
2005
年年底推出了支持移动性的宽带无线接入标准
IEEE802.16e
,并已经成为国际
3G
标准中的一员。
面对这些挑战,
TD-LTE
系统具有其自身的优势,这主要是来自于
TD
现有核心技术大部分得到了继承、扩展和增强,同时也有与
MIMO
、
OFDM
主流技术有机结合,引入新型技术以显著提高系统性能,为未来
4G
标准中能够取得更多的专利提供了可能。
TD-LTE
作为
TD-SCDMA
的长期演进技术,国内企业和相关的高校研究院所很早就开始针对该标准进行技术研究,包括各大运营商、电信研究院、中国通信标准化协会、大唐、普天、中兴通讯、华为、展讯等。
随着全球信息化步伐的加快,以及多媒体娱乐的兴起和网络游戏的发展,人们发现
2Mbps
的
WCDMA
传输速率和
14
.
4Mbps
的
HSDPA
的峰值速率不能满足未来宽带通信的需求。从
LTE
制定的目标需求可以看出,
100Mbps
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。产业界一些巨头已经向
3GPP
提交了多项有关
OFDM
、增加小区边界吞吐量等的技术建议,正在积极准备未来
3G
的技术标准和系统的开发。这在保证技术和系统性能领先的同时,最大限度地利用并兼容现有的系统平台,保持系统的平滑演进,提供最优的
3G
解决方案。因此,在无线宽带需求不断增加,以及移动通信技术不断进步的情况下,
LTE
未来将会具有广阔的应用前景。
最新发展
2009
年
10
月
14
日
至
21
日,国际电信联盟在德国德累斯顿举行
ITU-RWP5D
工作组第
6
次会议,征集遴选新一代移动通信(
IMT-Advanced
,又称
4G
)候选技术。中国政府高度重视此次会议,工业和信息化部组团参会,并提交了具有自主知识产权的
TD-LTE-Advanced
技术方案。
国际电信联盟收到来自中国、日本、韩国、欧洲标准化组织
3GPP
和北美标准化组织
IEEE
的共
6
项
4G
候选技术提案。这些提案涵盖了
LTE-Advanced
和
802.16m
两种技术,并且都包含了
TDD
和
FDD
两种制式。
LTE-Advanced
得到国际主要通信运营企业和制造企业的广泛支持。法国电信、德国电信、美国
AT&T
、日本
NTT
、韩国
KT
、中国移动、爱立信、诺基亚、华为、中兴等明确表态支持
LTE-Advanced
。
802.16m
也获得部分芯片、网络产品制造企业如英特尔、思科等的联合推荐。
国际电信联盟确定
LTE-Advanced
和
802.16m
为
4G
国际标准候选技术。根据工作计划,国际电信联盟下一步将对两种候选技术进行分析评估和试验验证,并于
2010
年
10
月最终决定
4G
国际标准。
回顾第三代移动通信(
3G
),国际电信联盟曾确定了
10
种候选技术,并批准其中的
5
项为国际标准。经过市场选择,最后
TD-SCDMA
、
WCDMA
和
cdma2000
三种主流技术成功实现商用。在
4G
国际标准制定中,国际电信联盟在候选技术阶段确定两种候选技术,成功实现了技术聚焦,进一步明确了
4G
国际标准的技术路线,为各国重新整合通信产业资源,调整技术发展战略创造了有利条件。这必将对未来
4G
国际标准和产业发展产生重大影响。
TD-LTE-Advanced
(
LTE-AdvancedTDD
制式)是中国继
TD-SCDMA
之后,提出的具有自主知识产权的新一代移动通信技术。它吸纳了
TD-SCDMA
的主要技术元素,体现了我国通信产业界在宽带无线移动通信领域的最新自主创新成果。
2004
年,中国在标准化组织
3GPP
提出了第三代移动通信
TD-SCDMA
的后续演进技术
TD-LTE
,主导完成了相关技术标准。
2007
年,按照“新一代宽带无线移动通信网”重大专项的要求,中国政府面向国内组织开展了
4G
技术方案征集遴选。国内企事业单位积极响应,累计提交相关技术提案近
600
篇。经过
2
年多的攻关研究,对多种技术方案进行分析评估和试验验证,最终中国产业界达成共识,在
TD-LTE
基础上形成了
TD-LTE-Advanced
技术方案。目前,
TD-LTE-Advanced
已获得欧洲标准化组织
3GPP
和亚太地区通信企业的广泛认可和支持。在
4G
国际标准制定过程中,
TD-LTE-Advanced
将面临其他候选技术的挑战。中国将全力推动
TD-LTE-Advanced
成为
4G
国际标准,积极推进相关产业发展。
时间:
2010-4-5 18:55
作者:
wdy通信学子
百度上不是有么 3.9G
时间:
2010-4-5 21:28
作者:
kxlong
:)
时间:
2010-4-6 22:47
作者:
hrx1989
写的不错!分析的都比较中肯!
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