3、lte中的无线接入技术.doc

3GPP LTE标准化进展将引发技术革命为了应对宽带接入技术的挑战，同时为了满足新型业务需求，国际标准化组织3GPP在2004年底启动了其长期演进(LTE)技术的标准化工作。希望达到以下几个主要目标： ??? 保持 3GPP在移动通信领域的技术及标准优势。 ??? 填补第3代移动通信系统和第4代移动通信系统之间存在的巨大技术差距。 ??? 希望使用已分配给第3代移动通信系统的频谱，保持无线频谱资源的优势。 ??? 解决第3代移动通信系统存在的专利过分集中问题。 ??? 3GPP LTE的标准化进程安排如下：2004年12月份到2006年6月为研究阶段；2006年6月到2007年6月为工作阶段，完成3GPP LTE的标准化工作。但由于一些问题没有解决，研究阶段推迟到2006年9月才结束。从3GPP LTE的标准化进程来看，其初衷为第3代移动通信系统的演进，但由于其他技术的竞争，业务的需求和运营商的压力，其标准化进程实质为一场技术革命过程。与第3代移动通信系统相比，3GPP LTE物理层(层1)在传输技术[1]、空中接口协议结构层(层2)和网络结构[2]等方面都发生了革命性的变化。 ??? 1 3GPPLTE的演进目标 ??? 3GPP LTE是一个高数据率、低时延和基于全分组的移动通信系统，具体目标[3]主要包括： ??? (1)频谱带宽配置 ??? 实现灵活的频谱带宽配置，支持1.25 MHz、1.6 MHz、2.5 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz和20 MHz的带宽设置，从技术上保证3GPP LTE系统可以使用第3代移动通信系统的频谱。 ??? (2)小区边缘传输速率 ??? 提高小区边缘传输速率，改善用户在小区边缘的体验，增强3GPP LTE系统的覆盖性能，主要通过频分多址和小区间干扰抑制技术实现。 ??? (3)数据率和频谱利用率 ??? 在数据率和频谱利用率方面，实现下行峰值速率100 Mb/s，上行峰值速率50 Mb/s；频谱利用率为HSPA的2～4倍，用户平均吞吐量为HSPA的2～4倍。为保证3GPP LTE系统在频谱利用率方面的技术优势，主要通过多天线技术、自适应调制与编码和基于信道质量的频率选择性调度实现。 ??? (4)时延 ??? 提供低时延，使用户平面内部单向传输时延低于5 ms，控制平面从睡眠状态到激活状态的迁移时间低于50 ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100 ms，以增强对实时业务的支持。 ??? (5)多媒体广播和多播业务 ??? 进一步增强对多媒体广播和多播业务的支持，满足广播业务、多播业务和单播业务融合的需求，主要通过物理层帧结构、层2的信道结构和高层的无线资源管理实现。 ??? (6)全分组的包交换 ??? 取消电路交换，采用基于全分组的包交换，从而提高系统频谱利用率。对IP语音(VoIP)业务的支持与低时延目标的实现导致调度和层1、层2间信令设计的困难。 ??? (7)共存 ??? 实现与第3代移动通信系统和其他通信系统的共存 ??? 本文将分别从物理层的传输技术、层2协议结构和网络结构，阐述3GPP LTE如何实现以上目标。 ??? 2 3GPPLTE物理层的传输技术 ??? 2.1物理层上下行传输方案 ??? 下行的多址方式为正交频分多址(OFDMA)，上行为基于正交频分复用(OFDM)传输技术的单载波频分多址(SC-FDMA)，SC-FDMA为单载波传输技术，其特点为低峰均比，子载波间隔为15 kHz。这两种技术都能较好地支持频率选择性调度。 ??? 2.2帧结构设计 ??? 上下行帧长都为10 ms，分成20个时隙，10个子帧，最小物理资源块为180 kHz。下行为了同时支持广播业务和单播业务，设计长循环前缀(CP)和短CP两种类型。短CP时每子帧由7个OFDM符号组成，短CP的子帧主要支持单播业务。长CP时每子帧由6个OFDM符号组成，长CP的持续时间为16.67 ms，长CP的子帧结构支持多播业务，实现单频组网，获得多小区传输合并增益。上行每个子帧由8个OFDM符号组成，其中2个短OFDM符号，6个长OFDM符号。短OFDM符号主要用于导频信号传输，长OFDM符号主要用于数据传输。同时为了与时分双工(TDD)系统共存，又分别为低码速率时分双工(LCR-TDD)和高码速率时分双工(HCR-TDD)设计了相应的帧结构。 ??? 2.3小区间干扰控制技术 ??? 采用小区间干扰控制技术的目的为提高用户在小区边缘的信息传输速率。主要的多小区干扰补偿技术有：干扰随机化技术、干扰抵消技术和多小区干扰协调技术。3GPP LTE标准化的前期研究重点为下行频分双工(FDD)系统中的多小区干扰协调技术，多小区干扰协调技术对频谱资源和发射功率进行限制。中心用户可以使用全部资