LTE革命引發負效應

LTE標準化正有條不紊的進行中，很多關鍵技術都已確定，但仍需克服后向兼容、靈活性等諸多問題。

“與其說LTE是3G技術的‘演進’(evolution)，不如說是‘革命’(revolution)。”信息產業部電信研究院通信標準研究所無線與移動研究部沈嘉認為。這場“革命”使系統不可避免地喪失了大部分后向兼容性，也就是說，從網絡側和終端側都要做大規模的更新換代。因此從技術歸屬上，可以將LTE看作4G范疇。

LTE是以OFDM為核心的技術，LTE為了降低用戶面延遲而取消了無線網絡控制器(RNC)。

在2004年WiMAX對UMTS技術產生挑戰(尤其是HSDPA技術)時，3GPP急于開發和WiMAX抗衡的、以OFDM/FDMA為核心技術、支持20MHz系統帶寬甚至更高性能的技術，以求達到在B3G(IMT-Advanced)標準化上先發制人的目的。

標準化狀況

LTE研究階段(SI)于2004年底開始，于2006年9月結束。沈嘉介紹：“LTE的可行性研究得出了正面的結論。”

2005年6月完成了LTE需求的研究，形成了需求報告TR25.913。2006年9月3GPP正式批準了LTE工作階段(WI)，LTE標準的起草正式開始。3GPP已于2007年3月完成第2階段(Stage2)的協議，按照目前的工作計劃，3GPP將于2007年9月最終完成第3階段 (Stage3)協議，而測試規范將于2008年3月完成。

沈嘉介紹：“在SI階段，各工作組形成了TR25.814、TR25.813、TRR3.018等研究報告。各工作組的SI結論被收集在SI總技術報告TR25.912。3月完成了Stage2規范TS36.300。此外，3GPP決定將編號36的標準號分給LTE。”

具體來說，RAN1負責結合需求(TR25.913)對物理層技術進行評估，其評估結果寫入評估報告TR25.814。RAN2負責LTE MAC層技術和層三無線資源控制方面的研究，工作報告為TR25.813。RAN3負責層三協議、信令方面的研究，工作報告為TRR3.018。RAN4 負責系統性能評估方面研究。

從體系架構來看，LTE需要與SAE(System Architecture Evolution)相配合。LTE可以接入eRAN，采用全IP架構，支持異構網(IMT和非IMT)的漫游與切換。B3G也會沿用SAE，從而保持與 LTE的前向兼容。中國電信北京研究院移動支撐辦公室副主任孫震強強調：“3GPP在開展LTE研究工作的同時，啟動了SAE研究項目。LTE與SAE之間有著緊密的聯系，共同構建了3GPP的系統整體演進。”

關鍵技術的確定

LTE研究未來10年或更長時間內網絡演進。中國移動通信集團設計院有限公司孟德香博士表示：“降低時延、提高數據速率、改進系統容量和覆蓋是LTE的目標。LTE引入接入網eNodeB+核心網aGW的扁平化的系統架構。”

LTE采用SC-FDMA(上行)和OFDMA(下行)的空中接口技術、多天線MIMO技術和增強的多媒體廣播/多播技術MBMS等關鍵技術。而在技術裁定的背后，有著許多鮮為人知的故事。宏分集的取舍就是其中之一。

宏分集的基礎是軟切換。沈嘉介紹：“是否采用宏分集技術，是LTE討論的焦點，影響到網絡架構的選擇，對LTE/SAE系統的發展方向有深遠的影響。”下行宏分集由于存在難以解決的“同步問題”，很早就明確，對單播(unicast)業務不采用下行宏分集。只是在多小區廣播 (broadcast)時，由于放松了對頻譜效率的要求，可以通過采用較大的CP，使下行宏分集成為可能。對于寬帶系統，上行宏分集頻譜資源消耗太大。另外，軟切換需要一個“中心節點”(如RNC)來進行控制，這和大多數公司推崇的“扁平化”、“分散化”網絡結構背道而馳。經過仿真結果的比較、激烈的爭論、和“示意性”的表決，3GPP最終決定LTE不考慮宏分集技術。

LTE基本傳輸和多址技術的爭論更是一道風景。當時流行著兩種主要觀點：多數公司認為OFDM/FDMA技術與CDMA技術相比，可以取得更高的頻譜效率；少數公司認為OFDM系統和CDMA系統性能相當，出于后向兼容的考慮，應該沿用CDMA技術。

持前一種看法的公司全部支持在下行采用OFDM技術，但在上行多址技術的選擇上又分為兩種觀點：大部分廠商因為對OFDM的上行峰平比PAPR 有顧慮，主張采用具有較低PAPR的單載波技術；另一些公司建議在上行也采用OFDM技術，并用一些增強技術解決PAPR的問題。

經過激烈的討論和艱苦的融合，3GPP最終選擇了大多數公司支持的方案，即下行OFDM，上行SC(單載波)-FDMA。

沈嘉表示：“目前，OFDMA/SC-FDMA的參數設計、導頻設計、資源分配、控制信道結構等也已基本確認。” 

LTE的潛在問題

規則雖然已經制定，但LTE仍需要完善。

首先，LTE作為3G頻段上的4G技術，后向兼容性被弱化。沈嘉認為：“HSPA系統向LTE升級方案之一HSPA+日益重要。”HSPA+的 5MHz頻譜效率和LTE相同并可使用MIMO；2009年峰值速率達42Mbps(2天線MIMO+16QAM)；HSPA+后向兼容，有利于保護現有 HSPA運營商的投資。 

其次，問題在于SC-FDMA的性能限制，比如調度靈活性，MIMO復雜度等。小區邊緣性能尚有隱憂，小區間干擾協調在復雜網絡規劃/優化中實現困難；無擴頻增益帶來的小區間加擾/干擾消除性能有限。

此外，LTE沒有針對TDD系統單獨優化，而過度強調FDD/TDD兼容性。對室內覆蓋能力考慮不足，仍沿用室外覆蓋室內假設，對2500MHz頻段過于樂觀。這些潛在問題不得不讓業界認真對待。

可喜的是，設備提供商正在積極面對這些問題。上海貝爾阿爾卡特無線事業集團CTO段軍樂觀地表示：“OFDM的難點現在可以克服。比如FFT需要的處理能力，最新的處理芯片可以提供；功放性能和效率可以用SDR技術保障(預失真)。”

當前的網絡帶寬并不能帶來多媒體業務的充分發展，運營商顯示了對帶寬的渴望，韓國WiBRO，美國Sprint，NGMN組織都將促進LTE的良性發展。通信標準正不斷演進，以充分利用技術演進的成果，去適應未來的用戶需求。