LTE SON 自建立的研究与设计

自乐在水中

现在我们的生活离不开通信，移动通信的发展，从1G到2G 再到3G以及现在研究的3.9G即3GPP LTE，每一个突破都是让人类的通信更加快速。通过GPRS无线数据网络，随时随地在线收看电视直播；下班时发短信将家里的空调先打开，到家时就可以享受清新的空气；使用手机对家里的水、电、气费进行银行划账，更省时省力。这些现代通信文明的成果对中国移动用户来说并不陌生，现代移动通信发展正悄悄地改变着我们的生活。

随着移动通信技术的蓬勃发展,全球无线通信的发展形势逐渐呈现移动化、宽带化和IP化的趋势,移动通信行业竞争日趋激烈。为了和WiMAX,Wi-Fi等新兴的无线宽带技术竞争,国际标准化组织3GPP在2004年年底启动了3G技术的长期演进(Long Term Evolution)技术的研究,以实现3G技术向B3G和4G的平滑过渡。

3GPP LTE(Long Term Evolution)项目是3G标准的演进,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM、MIMO、全IP组网等先进的无线通信技术。3GPP LTE作为3G无线网络演进的唯一标准,在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率,其显著改善了小区边缘用户的性能,大幅提高了小区容量,且降低了系统延迟。

目前3GPP LTE项目已进入最后的标准拟定阶段。目前国内外各大通信设备制造商已投入大量的人力物力,进行LTE的系统仿真、预研及测试,以争取在后3G时代的通信发展中取得领先地位。

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-DORev.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。

　　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。

为了进一步对3G技术进行发展,3GPP首先引入了HSDPA和增强型上型链路(EUL)这两种竞争力很强的的3G增强技术,当这些技术还处于实施和测试阶段的时候,为了进一步提高系统性能和降低成本,并积极应对WI-FI, WIMAX等无线接入技术的挑战,3GPP在众多国内外大型运营商的提倡下于2004年底将UTRAN的长期演进(LTE,Long Term Evolution)计划正式批准立项。随着3GPP LTE的继续演进,新型技术层出不穷。为了满足LTE在高速率和高系统容量方面的需求,LTE系统支持下行应用多输入输出技术,包括空间复用,波束赋形以及预编码技术。波束赋形主要采用智能天线技术和预编码技术进行实现。波束赋形技术是一种应用于小间距天线阵列多天线传输技术,其主要原理是利用空间信道的强相关性,利用波的干涉原理产生强方向性辐射方向图,使得辐射方向图的主瓣自适应地指向你用户来波方向,从而提高信噪比,提高系统容量或覆盖范围。而空间复用技术则是一种利用空间信道的弱相关性的技术,其主要工作机理是在多个相互独立的空间信道上传递不同的数据流,从而提高数据传输的峰值速率。目前,基于预编码的MIMO技术已广泛应用于各大E3G系统之中。随着用户对传输速率要求的不断提升,ITU对下一代移动通信系统IMT-A的峰值速率和频谱利用率提出了更高的要求。3GPP组织也开始了对LTE系统的演进,提出了LTE-A系统。在LTE-A系统中,规定下行MIMO场景支持最多8根收发天线。

3GPP长期演进(LTEong 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。

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：

(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R6HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6HSU-PA2--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。

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。

移动通信的普及和广泛应用，改善了人民群众的工作方式和生活方式，是社会信息化的重要组成部分。未来移动通信发展的内容多媒体化、业务个性化、承载IP化、接入综合化、终端智能化发展趋势将引发通信产业的新一轮变革，面对3G到4G的过渡，我们应抓住机遇，努力突破核心技术，实施符合国情的发展战略，实现我国通信产业和移动通信发展的新跨越。