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無線網絡LTE的關鍵技術以及市場背景( 二 )

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二 LTE項目計劃和主要性能目標
3GPP組織在LTE項目的工作，基本可以分為兩個階段：2005年3月到2006年6月為SI（StudyItem）階段，完成可行性研究報告；2006年6月到2007年6月為WI（WorkItem）階段，完成核心技術的規(guī)范工作 。
在2007年中期完成LTE相關標準制定（3GPPR7），在2008年或2009年推出商用產品 。到目前為止，LTE項目的研究工作取得了一系列的重大進展，截至到2006年3月已完成或正在進行的內容包括：物理層接入方案、無線接口協(xié)議體系結構，RAN-CN功能劃分與調整，及宏分集、射頻的相關研究 。雖然如此，原計劃于2006年3月完成的部分工作被推遲到6月才可以完成，從目前來看，仍滯后于既定的工作計劃 。
3GPPLTE項目的主要性能目標包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供>100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25MHz到20MHz多種帶寬 。

;為了實現3GLTE系統(tǒng)的上述目標性能，需要改進與增強現有3G系統(tǒng)的空中接口技術和網絡結構 。3GPP標準化組織經過激烈的討論于2005年12月，批準采用由北電等的廠家提出的OFDM和MIMO方案作為其無線網絡演進（LTE）的唯一標準，這也表明3GPP標準的演進方向與北電的多年來技術發(fā)展方向完全一致 。同時LTE系統(tǒng)核心網采用兩層扁平網絡架構，由WCDMA/HSDPA階段的NodeB、RNC、SGSN、GGSN四個主要網元，演進為eNodeB（eNB）和接入網關（aGW）兩個主要網元 。核心網同時采用全IP分布式結構，支持IMS、VoIP、SIP、Mobile IP等各種先進技術 。
三 LTE要害技術及進展情況
【無線網絡LTE的關鍵技術以及市場背景】 空中接口物理層技術是無線通信系統(tǒng)的基礎與標志，3GPP組織就LTE系統(tǒng)物理層下行傳輸方案很快達成一致，采用先進成熟的OFDMA技術；但上行傳輸方案卻爭論不斷，很大部分設備商考慮到OFDM較高的峰均比會增加終端的功放成本和功率消耗，限制終端的使用時間，堅持采用峰均比較低的單載波方案SC-FDMA，但一些積極參與WiMAX標準組織的公司卻認為可以采用濾波、循環(huán)削峰等方法有效降低OFDM峰均比 。雙方各執(zhí)己見，一度僵持不下，經過多次會議的艱苦協(xié)商，最后上行方案還是選擇了單載波SC-FDMA 。這樣LTE系統(tǒng)傳輸方案最終確定為下行OFDMA和上行SC-FDMA 。同時在是否采用宏分集問題上也產生了激烈的爭論，最終考慮到網絡結構扁平化，分散化的發(fā)展趨勢，3GPP組織在2005年12月經過“示意性”的投票，決定LTE系統(tǒng)暫不考慮宏分集技術 。
OFDM技術是LTE系統(tǒng)的技術基礎與主要特點，OFDM系統(tǒng)參數設定對整個系統(tǒng)的性能會產生決定性的影響，其中載波間隔又是OFDM系統(tǒng)的最基本參數，經過理論分析與仿真比較最終確定為15kHz 。上下行的最小資源塊為375kHz，也就是25個子載波寬度，數據到資源塊的映射方式可采用集中（localized）方式或離散（distributed）方式 。循環(huán)前綴CyclicPrefix（CP）的長度決定了OFDM系統(tǒng)的抗多徑能力和覆蓋能力 。長CP利于克服多徑干擾，支持大范圍覆蓋，但系統(tǒng)開銷也會相應增加，導致數據傳輸能力下降 。為了達到小區(qū)半徑100Km的覆蓋要求，LTE系統(tǒng)采用長短兩套循環(huán)前綴方案，根據具體場景進行選擇：短CP方案為基本選項，長CP方案用于支持LTE大范圍小區(qū)覆蓋和多小區(qū)廣播業(yè)務 。
MIMO作為提高系統(tǒng)輸率的最主要手段，也受到了各方代表的廣泛關注 。LTE已確定MIMO天線個數的基本配置是下行2×2、上行1×2，但也在考慮4×4的高階天線配置 。北電的專利技術虛擬MIMO也被LTE采納作為提高小區(qū)邊緣數據速率和系統(tǒng)性能的主要手段 。另外，LTE也正在考慮采用小區(qū)干擾抑制技術來改善小區(qū)邊緣的數據速率和系統(tǒng)容量 。下行方向MIMO方案相對較多，根據2006年3月雅典會議報告，LTEMIMO下行方案可分為兩大類：發(fā)射分集和空間復用兩大類 。目前，考慮采用的發(fā)射分集方案包括塊狀編碼傳送分集（STBC,SFBC），時間（頻率）轉換發(fā)射分集（TSTD，FSTD），包括循環(huán)延遲分集（CDD）在內的延遲分集（作為廣播信道的基本方案），基于預編碼向量選擇的預編碼技術 。其中預編碼技術已被確定為多用戶MIMO場景的傳送方案 。5月的上海會議將對MIMO技術做進一步的討論 。最終會為下行數據信道確定唯一的分集傳送方案 。

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