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LTE学习笔记（一）——背景知识一、标准化组织无线通信技术的演进离不开一些标准化组织。1、ITU(International Telecommunication Union)国际电信联盟，主要任务是制定标准，分配无线频谱资源，组织各个国家之间的国际长途互连方案，成立于1865年5月17日，是世界上最悠久的国际组织。?2、3GPP(3rd Generation Partnership Project)第三代合作伙伴计划，成立于1998年12月，目标是在ITU的IMT-2000计划范围内制订和实现全球性的第三代移动电话系统规范。它致力于GSM到WCDMA的演化，虽然GSM到WCDMA空中接口差别很大，但是其核心网采用了GPRS的框架，因此仍然保持一定的延续性。3GPP基本每一年出台一个版本(Release)，目前必威体育精装版的版本是Release 13。欧洲ETSI、美国ATIS、日本TTC和ARIB、韩国TTA以及我国CCSA是3GPP的6个组织伙伴。?3、3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)第三代合作伙伴计划2，与3GPP几乎同时成立，由美国TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA四个标准化组织发起，中国无线通信标准研究组(CWTS)于1999年6月在韩国正式签字加入3GPP2。其主要致力于从2G的IS-95到3G的CDMA2000标准体系演进，得到拥有多项CDMA关键技术专利的高通公司的较多支持。3GPP和3GPP2两者实际上存在一定竞争关系，3GPP2致力于以IS-95(在北美和韩国应用广泛的CDMA标准)向3G过渡，和高通公司关系更加紧密。与之对应的3GPP致力于从GSM向WCDMA过渡，因此两个机构存在一定竞争。4、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)电气电子工程师学会，作为IT领域学术界的老大，在无线通信标准方面主要制订了大名鼎鼎的WiFi协议以及WiMAX协议，并力推WiMAX作为3G标准。?各个组织的关系可以概括为：在ITU协调下，满足一定需求的移动通信技术统称为“IMT家族”(International Mobile Telecommunications Family)，ITU为这些技术分配相应的频谱资源。从技术和标准的角度看，后面三个组织负责标准制定，来满足IMT的需求，不断地对无线通信系统进行完善。如下图所示。?就中国来说，图中3GPP的演进路线包括了移动和联通从2G、3G到4G的演进过程，而3GPP2则代表了电信的演进过程。在3GPP标准的演进过程中，2G时代的GSM/GPRS/EDGE主要基于时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)接入技术;3G时代主要是码分多址接入(CDMA)技术;最后，LTE采用了正交频分复用多址接入(OFDMA)技术。目前，OFDM在无线通信标准的演进中已经起到主导作用。二、LTE基本需求LTE标准化流程始于2004年11月在多伦多召开的一次研讨会上，当时参与移动通信业务开发的许多公司，都阐述了他们关于3GPP所推进的技术规范未来演进的设想，主要包括基本需求和满足需求的适当技术。具体需求可概括为：减少时延，包括连接建立和传输两个方面;提高用户数据传输速率;为保证业务的一致性，提高小区边缘用户的比特率;降低每比特成本，提高频谱效率;提高频谱使用的灵活性;简化网络结构;无缝移动性，包括不同的无线接入技术之间;实现移动终端的合理功耗。为了满足这些需求，LTE系统设计涵盖了无线接口和无线网络架构两个方面。在LTE的第一个版本也就是Release 8中，对这些需求进行了定性的描述，比如下行峰值速率100 Mbit/s，上行峰值速率50 Mbit/s，下行峰值频谱效率5 bit/s/Hz，上行峰值频谱效率5 bit/s/Hz等。具体的性能见下表：?需要说明的是，峰值速率也许并不是一个关键的因素，只是一个理论上的值，实际中仅仅是运营商宣传的噱头。?理论上，峰值速率定义为：把整个带宽都分配给一个用户，并采用最高阶调制和编码方案以及最多天线数目前提下每个用户所能达到的最大吞吐量。在Release 8中对天线数的基本假设是终端具有两根接收天线和一根发射天线。所有这些条件对于一个用户来说几乎不可能同时满足，峰值速率也就没有太大的实际意义了。三、LTE关键技术?OFDMOFDM之于LTE就像是CDMA之于三大3G标准，是LTE系统的基础和核心。除了技术演进的需求之外，LTE之所以会选择OFDM的另一个原因在于3GPP想避开高通公司高昂的CDMA专利费用，且已经有IEEE的WiMAX作为OFDM的领航者。?OFDM系统参数设定对整个系统的性能会产生决定性的影响，其中载波间隔又是O