对LTE的多角分析.docVIP

LTE LTE（Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）组织制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统）技术标准的长期演进，于2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动。LTE系统引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multi-Input Multi-Output，多输入多输出）等关键技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（20M带宽2X2MIMO在64QAM情况下，理论下行最大传输速率为201Mbps，除去信令开销后大概为150Mbps，但根据实际组网以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为100Mbps，上行为50Mbps），并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。根据双工方式不同LTE系统分为FDD-LTE（Frequency Division Duplexing）和TDD-LTE (Time Division Duplexing)，二者技术的主要区别在于空口的物理层上（像帧结构、时分设计、同步等）。FDD系统空口上下行采用成对的频段接收和发送数据，而TDD系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，较FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。 LTE基于旧有的GSM/EDGE和UMTS/HSPA网络技术，是GSM/UMTS标准的升级, LTE的当前目标是借助新技术和调制方法提升无线网络的数据传输能力和数据传输速度，如新的数字信号处理（DSP）技术，这些技术大多于2000年前后提出。LTE网络有能力提供300Mbit/s的下载速率和75 Mbit/s的上传速率。在E-UTRA环境下可借助QOS技术实现低于5ms的延迟。LTE可提供高速移动中的通信需求，支持多播和广播流。LTE频段扩展度好，支持1.4MHZ至20MHZ的时分多址和码分多址频段。全IP基础网络结构，也被称作核心分组网演进，将替代原先的GPRS核心分组网，可向原先较旧的网络如GSM、UMTS和CDMA2000提供语音数据的无缝切换。简化的基础网络结构可为运营商节约网路运营开支。举例来说，E-UTRA可以提供四倍于HSPA的网络容量。 LTE的远期目标是简化和重新设计网络体系结构，使其成为IP化网络，这样不会出现3G网络存在的在转换中的所产生的不良因素。因为LTE的接口与2G和3G网络互不兼容，所以LTE需同原有网络分频段运营。LTE是给予拥有GSM/UMTS网络的运营商最平滑的升级路线, 但因2008年美国高通（Qualcomm）宣布放弃EVDO的平滑升级版本超行动宽带（Ultra Mobile Broadband，UMB），使得拥有CDMA网络的运营商如美国Verizon Wireless（于2010年铺设完成美国第一张大面积覆盖的LTE网络）和日本au电信也已经宣布将迁移至LTE网络. 因此LTE预计将成为第一个真正的全球通行的无线通讯标准, 尽管因为不同国家和地区的不同网络所使用的频段不同，只有支持多个频段的手机才可以实现“全球通行”。 LTE尽管被宣传为4G无线标准,但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced,因此在严格意义上其还未达到4G的标准。只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求。 实现高数据率、低延迟。减少每比特成本。 增加业务种类，更好的用户体验和更低的成本。 更加灵活地使用现有和新的频谱资源。 简单的网络结构和开放的接口。 更加合理地利用终端电量。 LTE系统只存在分组域。分为两个网元，EPC（Evolved Packet Core，演进分组核心网）和eNode B（Evolved Node B，演进Node B）。EPC负责核心网部分，信令处理部分为MME（Mobility Management Entity，移动管理实体），数据处理部分为S-GW（Serving Gateway，服务网管）。eNode B负责接入网部分，也称E-UTRAN（Evolved UTRAN，演进的UTRAN），如图1所示。 LTE的关键需求 Peak data rate（峰值数据速