3G LTE新興技術

　　LTE的框架

　　OFDM/SC-FDMA的基本設計參數初步確定。

　　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可用于大范圍小區或多小區廣播。DFT-S-OFDM的一個子幀由長短兩種數據塊組成，長塊主要用于傳送數據，短塊主要用于傳送導頻信號。

　　下行主要采用QPSK、16QAM、64QAM三種調制方式，上行主要采用位移BPSK(用于進一步降低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。系統可以采用集中式(localized)或分散式(distributed)方式將數據映射到資源塊上。

　　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技術包括空間復用(SM)、空分多址(SDMA)、預編碼(Pre-coding)、秩自適應(Rankadaptation)、以及開環發射分集(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，即已被WiMAX采用的虛擬(Virtual)MIMO技術。另外，LTE也正在考慮采用小區干擾抑制技術提高小區邊緣的數據率和系統容量等。

　　在切換方面，除了LTE系統內的切換，也正在考慮不同頻率之間和不同系統(如其他3GPP系統、WLAN系統等)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年中完成標準的制定，預計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月已經完成或正在進行的相關內容有：RAN-CN功能的劃分與調整；RAN體系結構的優化；無線接口協議的體系結構；物理層中多種接入方案、宏分集與射頻部分的研究；狀態與狀態轉移問題。

　　在2006年3月到6月將完成包括信道結構的研究、演進的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規范撰寫工作。

　　在2007年年中完成相關標準制定工作后，預計在2008年或2009年將成熟的商用產品推向市場。

　　LTE能帶來什么

　　3GLTE著重考慮的方面主要包括降低時延、提高用戶的數據率、增大系統容量和覆蓋范圍以及降低運營成本等。LTE的目標主要包括以下的內容：

　　支持1.25MHz～20MHz帶寬；

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

　　在保持現有基站位置的同時提高小區邊緣比特速率；

　　有效提高頻譜效率(3GPP版本6的2～4倍)；

　　將接入網時延降低到10ms以下；將控制平面時延降低到100ms以內；

　　優化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，可以支持120-350km/h的用戶；

　　吞吐量、頻譜效率和移動性指標在5km半徑的小區內將得到充分保證，當小區半徑增大到30km時，只對以上指標帶來輕微的弱化；

　　支持多種載波帶寬，以滿足配置系統時窄帶頻譜分配時的靈活性；

　　支持與現有的3G系統和非3GPP規范系統的協同工作：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；

　　降低空中接口和網絡架構的成本；

　　實現合理的終端復雜度、成本和耗電；

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

　　優化系統為低移動速度終端提供服務，同時也應支持高移動速度終端；

　　支持增強型的廣播多播業務；

　　系統應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3GLTE的設計目標，著重在空中接口傳輸技術和接入網結構上對現有3G系統進行改進。

　　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；采用自適應鏈路技術使編碼調制參數能夠適應無線信道的變化，以提供更高的頻譜效率和更可靠的傳輸性能；通過在發射端和接收端配置多個天線，從而提高系統的容量、改善系統性能；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用提供多址接入；在幀結構和頻譜規劃上，盡可能與現有3G標準相兼容，以方便終端在不同制式系統中的切換，減小未來升級帶來的投入。

　　在接入網體系結構方面，設計的主要目標是減小時延和復雜度，使得協議能夠有效支持新的物理層傳輸技術，從而提供更高的用戶容量、系統吞吐量和端到端的服務質量保證。在3GLTE中，最終將要實現所有業務通過分組域傳輸，如何保證各種分組業務、特別是實時性要求較高的分組業務的服務質量，將成為一個關鍵的問題。

　　LTE還將發展新的網絡結構。在原來的3G無線接入網之外，建立一個新的全IP化的RAN和與固網融合的純IP的核心網，以滿足寬帶無線接入的需求，移動通信系統將不再自成系統，真正實現了固定網和移動網的融合。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內部意見并沒有完全統一，能否達到預定目標還存在一些問題。