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LTE原理

LTE原理，以及運行機(jī)制，搭載在什么平臺上，

提問者: zfh20080805 提問時間: 2012-05-15

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問題答案 ( 2 )

一、LTE

3GPP（標(biāo)準(zhǔn)化組織）的LTE項目的目的是研發(fā)一個高數(shù)據(jù)率、低延遲，為分組業(yè)務(wù)優(yōu)化的無線接入技術(shù)。E-UTRA（LTE的無線接入系統(tǒng)）和E-UTRAN（LTE的無線接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）需達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)有多個方面，包括系統(tǒng)容量的需求、系統(tǒng)性能的需求、系統(tǒng)部署需求等。其中，明確指出了對移動性的需求：
E-UTRAN系統(tǒng)應(yīng)該能夠支持蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的移動性。系統(tǒng)應(yīng)對較低的移動速度（即0~15km/h）優(yōu)化，在更高的移動速度下（即15~120km/h）應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)較高的性能，在120~350km/h移動速度（在某些頻段甚至應(yīng)該支持500km/h）下要保持蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動性。超過250km/h的移動速度是一種特殊情況（如高速列車環(huán)境），E-UTRAN的物理層參數(shù)的設(shè)計應(yīng)該能夠在最高350km/h的移動速度（在某些頻段甚至應(yīng)該支持500km/h）下保持終端和系統(tǒng)的連接。
關(guān)于LTE對高速移動的支持，相關(guān)技術(shù)規(guī)范等提及不多，我只是在一篇論文里面看到過支持高速和低速的兩種模式。不過按照前述內(nèi)容，LTE的主要是針對中低速移動場景，但是也能支持高速移動的情況（LTE要求支持350km/h，某些頻段支持500km/h）。下面是今年7月31號的一則新聞：
中國通號承擔(dān)TD-LTE高速鐵路寬帶通信國家重大專項
日前，中國鐵路通信信號集團(tuán)公司(簡稱中國通號)承擔(dān)的，基于TD-LTE的高速鐵路寬帶通信的關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用驗證課題申報書，獲得了工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)。
該課題是為滿足高鐵旅客對于數(shù)據(jù)通信和數(shù)字娛樂的通信要求，在高鐵動車內(nèi)支持多種無線通信技術(shù)制式，車廂到路邊的外部系統(tǒng)采取TD-LTE技術(shù)。該課題對TD-LTE技術(shù)支持高速鐵路的寬帶通信系統(tǒng)進(jìn)行研究，并最終形成應(yīng)用示范，為旅客提供寬帶接入信息化服務(wù)。
該課題是今年5月國家科技重大專項實施管理辦公室發(fā)布的“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”國家科技重大專項2011年度課題之一。其研究目標(biāo)是，基于TD-LTE開展面向高速鐵路應(yīng)用的寬帶通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、可行性方案設(shè)計、樣機(jī)系統(tǒng)研發(fā)，并結(jié)合高鐵的建設(shè)與行業(yè)應(yīng)用單位聯(lián)合開展應(yīng)用示范。國家將對其突破高速鐵路環(huán)境下的寬帶通信系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計可實施的系統(tǒng)方案，完成高鐵車載通信設(shè)備、基站設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的樣機(jī)開發(fā)，聯(lián)合行業(yè)應(yīng)用單位開展鐵路的示范應(yīng)用，并積極推進(jìn)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和提案，申請發(fā)明專利等方面進(jìn)行考核。項目將于2011年1月至2013年12月間實施。
當(dāng)前，中國乃至世界高速鐵路建設(shè)規(guī)模不斷增加，為高鐵提供網(wǎng)絡(luò)通信解決方案勢在必行。本課題方案支持高鐵動車內(nèi)的2G/3G語音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、WiFi上網(wǎng)、視頻監(jiān)控、車上娛樂等業(yè)務(wù)，實現(xiàn)現(xiàn)代化的高鐵通信信息平臺。項目的實施也將極大地促進(jìn)集團(tuán)通信領(lǐng)域的發(fā)展。中國通號將集合通信各方面力量，并聯(lián)合實力雄厚并在此領(lǐng)域有著多年積累的設(shè)備制造商、院校及科研院所，共同完成這一重大課題的實施。
可見，LTE是能夠支持高速移動的實用的。相比LTE在中低速下的應(yīng)用，高速鐵路中，LTE的應(yīng)用不僅要研究通信的QoS，通信的穩(wěn)定性更是非常重要的。

二、LTE-Advanced簡介

2008年3月，在LTE標(biāo)準(zhǔn)化接近于完成之時，一個在LTE基礎(chǔ)上繼續(xù)演進(jìn)的項目——LTE-Advanced項目又在3GPP拉開序幕。如果說LTE可以被看做“準(zhǔn)4G技術(shù)”，LTE-Advanced就是名正言順的4G技術(shù)。

2.1 LTE-Advanced需求

2.1.1 “平滑演進(jìn)”和“強(qiáng)兼容”要求

LTE-Advanced支持原LTE的全部功能，支持與LTE的前后向兼容性，即R8 LTE（R8是Release 8，3GPP的規(guī)范的版本號）的終端可以接入未來的LTE-Advanced系統(tǒng)，LTE-Advanced終端也可以接入R8 LTE系統(tǒng)。

2.1.2 針對室內(nèi)和熱點游牧場景進(jìn)行優(yōu)化

有統(tǒng)計表明，未來80%~90%的系統(tǒng)吞吐量將發(fā)生在室內(nèi)和熱點游牧場景，室內(nèi)、低速、熱點可能將成為移動因特網(wǎng)時代更重要的應(yīng)用場景。因此，傳統(tǒng)蜂窩技術(shù)“重室外、輕室內(nèi)”，“重蜂窩組網(wǎng)、輕孤立熱點”，“重移動切換、輕固定游牧”的觀念有修改的必要。LTE-Advanced的工作重點之一應(yīng)該放在對室內(nèi)場景進(jìn)行優(yōu)化方面。

2.1.3 有效支持新頻段和大寬帶應(yīng)用

在07年世界無線電大會上，為IMT-Advanced分配了一些新的頻譜。LTE-Advanced的潛在部署頻段包括450~470MHz/698~862MHz、790~862MHz、2.3~2.4GHz…，呈現(xiàn)頻段的高低分化趨勢。不同頻段的覆蓋范圍、穿透建筑物的能力和移動性方面都有所不同。在系統(tǒng)帶寬方面，LTE-Advanced提出要支持最大100MH在的帶寬。由于如此寬的連續(xù)頻譜很難找到，因此LTE-Advanced需要對多頻譜整合。

2.1.4 峰值速率大幅提升和頻譜效率有限改進(jìn)

LTE-Advanced考慮的峰值速率為下行1Gbit/s，上行500MHz。
如果維持LTE的天線配置不變，LTE-Advanced峰值頻譜效率估計難有明顯提高。和峰值速率、峰值頻譜效率相比，更有實際意義的指標(biāo)是小區(qū)平均頻譜效率級小區(qū)邊緣頻譜效率。在這方面LTE-Advanced提出的目標(biāo)如下：在LTE原有應(yīng)用場景下，平均頻譜效率要求提高約50%；在小區(qū)邊緣頻譜效率期待有25%的性能提升。

另外，LTE-Advanced需求還強(qiáng)調(diào)了自配置/自優(yōu)化、降低終端/網(wǎng)絡(luò)的成本和功耗等需求。

2.2 LTE-Advanced技術(shù)

2.2.1 多頻段協(xié)同與頻譜整合

在上面已經(jīng)提到了，LTE-Advanced系統(tǒng)很可能是一個多頻段層疊無線接入系統(tǒng)，需要采用多頻段協(xié)同與頻譜整合技術(shù)。

2.2.2 中繼技術(shù)

基站不直接將信號發(fā)給終端，而是先發(fā)給一個中繼站（Relay Station，RS），然后再由RS轉(zhuǎn)發(fā)給終端UE。上行和下行類似。LTE-Advanced系統(tǒng)提出了很高的系統(tǒng)容量要求，可獲得此容量的大帶寬頻譜只能在較高頻段去的，而這樣的頻段的路損和穿透損耗可能都比較大，很難實現(xiàn)好的覆蓋。除了使用基于基站的OFDMA、MIMO、智能天線、發(fā)射分集等技術(shù)擴(kuò)大覆蓋范圍外，還可以采用中繼技術(shù)和分布式天線技術(shù)改善系統(tǒng)覆蓋。

2.2.5 自組織網(wǎng)絡(luò)

LTE-Advanced將加強(qiáng)在自組織網(wǎng)絡(luò)方面的工作，一方面可以實現(xiàn)基站的自配置自由化，降低布網(wǎng)線成本和運營成本；另一方面還可以用于中繼站、Home eNodeB等數(shù)量繁多，難于元辰個控制的節(jié)點類型。

2.2.6 頻譜靈活使用與頻譜共享

頻譜靈活使用，即同一運營商在同一空口技術(shù)內(nèi)的廣域覆蓋和局域覆蓋之間的頻譜資源共享。這種場景相對比較現(xiàn)實，可以優(yōu)先考慮。
頻譜共享，記載不同運營商之間，以及不同空口技術(shù)之間共享頻譜資源，如采用認(rèn)知無線電、通用個廣播信道等方式實現(xiàn)。

另外，還包括分布式天線，基站間協(xié)同等技術(shù)。

回答者： gui613 回答時間：2012-05-15 15:29