1、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3GPP LTE接入網(wǎng)在能夠有效支持新的物理層傳輸技術(shù)的同時(shí)，還需要滿(mǎn)足低時(shí)延、低復(fù)雜度、低成本的要求。原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯然已無(wú)法滿(mǎn)足要求，需要進(jìn)行調(diào)整與演進(jìn)。2006年3月的會(huì)議上，3GPP確定了 E-UTRAN的結(jié)構(gòu)，接入網(wǎng)主要由演進(jìn)型eNodeB(eNB)和接入網(wǎng)關(guān)(aGW)構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)類(lèi)似于典型的IP寬帶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)將對(duì)3GPP系統(tǒng)的體系架構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。eNodeB是在NodeB原有功能基礎(chǔ)上，增加了RNC的物理層、MAC層、RRC、調(diào)度、接入控制、承載控制、移動(dòng)性管理和inter-cell RRM等功能。aGW可以看作是一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，作為核心網(wǎng)的一部分。但在如何處理小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)、負(fù)載控制等問(wèn)題上各成員還存在分歧，是采用RRM Server進(jìn)行集中式管理，還是采用分散管理，尚未達(dá)成一致。

2、基本的傳輸技術(shù)和多址技術(shù)

之前提到了3GPP RAN1工作組，它是專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)物理層傳輸技術(shù)的甄選、評(píng)估和標(biāo)準(zhǔn)制定的。在對(duì)各公司提交的候選方案進(jìn)行征集后，確定了以OFDM為物理層基本傳輸技術(shù)方案。實(shí)際上在確定這個(gè)方案的時(shí)候，3GPP內(nèi)部分為兩大陣營(yíng)：支持OFDM的和支持CDMA的。支持CDMA的公司主要考慮的是后向兼容性，支持OFDM的公司主要是考慮到某些公司對(duì)于CDMA技術(shù)的壟斷性把持。在選擇OFDM作為物理層基本傳輸技術(shù)的同時(shí)，大家對(duì)OFDM的具體實(shí)現(xiàn)上還存在分歧：一部分公司認(rèn)為上行的峰平比較大，對(duì)終端的壽命和耗電量有很高的需求，由此建議上行采用低峰平比的單載波技術(shù);另一部分公司則認(rèn)為在上行也可采用濾波、循環(huán)削峰等方法有效降低OFDM峰均比。

最后，經(jīng)過(guò)激烈的討論的艱苦的融合，3GPP最終選擇了大多數(shù)公司支持的方案，下行OFDM;上行SC-FDMA。

下行用OFDM是大家沒(méi)有意見(jiàn)的，下面我們來(lái)聊聊上行。上行SC-FDMA信號(hào)可以用“頻域”和“時(shí)域”兩種方法生成，頻域生成方法又稱(chēng)為DFT擴(kuò)展 OFDM(DFT-S-OFDM);時(shí)域生成方法又稱(chēng)為交織FDMA(IFDMA)。DFT-S-OFDM技術(shù)技術(shù)是在OFDM的IFFT調(diào)制之前對(duì)信號(hào)進(jìn)行DFT擴(kuò)展，這樣系統(tǒng)發(fā)射的是時(shí)域信號(hào)，從而可以避免OFDM系統(tǒng)發(fā)送頻域信號(hào)帶來(lái)的PAPR問(wèn)題。

另外在是否采用宏分集問(wèn)題上也產(chǎn)生了激烈的爭(zhēng)論。由于同步方面的問(wèn)題，對(duì)于LTE的單播業(yè)務(wù)將不采用下行宏分集，但是在多小區(qū)廣播業(yè)務(wù)的時(shí)候，可以通過(guò)采用較大的循環(huán)前綴，解決小區(qū)間的同步問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)下行宏分集。對(duì)于上行宏分集的看法，大家卻有分歧。這是緣于宏分集是和軟切換在一起考慮的，我們知道OFDM是實(shí)際上可以看作是FDMA的方式，而軟切換對(duì)于CDMA來(lái)說(shuō)是利大于弊，但是對(duì)于FDMA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)呢，很多人認(rèn)為是弊大于利。另外軟切換也需要一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)來(lái)控制，考慮到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，分散化的發(fā)展趨勢(shì)，3GPP組織在2005年12月經(jīng)過(guò)“示意性”的投票，決定LTE系統(tǒng)暫不考慮宏分集技術(shù)。

3、物理層技術(shù)

OFDM技術(shù)是LTE系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)與主要特點(diǎn)，OFDM系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能會(huì)產(chǎn)生決定性的影響，其中載波間隔又是OFDM系統(tǒng)的最基本參數(shù)，經(jīng)過(guò)理論分析與仿真比較最終確定為15kHz。上下行的最小資源塊為375kHz，也就是25個(gè)子載波寬度，數(shù)據(jù)到資源塊的映射方式可采用集中(localized)方式或離散(distributed)方式。循環(huán)前綴Cyclic Prefix(CP)的長(zhǎng)度決定了OFDM系統(tǒng)的抗多徑能力和覆蓋能力。長(zhǎng)CP利于克服多徑干擾，支持大范圍覆蓋，但系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)也會(huì)相應(yīng)增加，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸能力下降。為了達(dá)到小區(qū)半徑100Km的覆蓋要求，LTE系統(tǒng)采用長(zhǎng)短兩套循環(huán)前綴方案，根據(jù)具體場(chǎng)景進(jìn)行選擇：短CP方案為基本選項(xiàng)，長(zhǎng)CP方案用于支持LTE大范圍小區(qū)覆蓋和多小區(qū)廣播業(yè)務(wù)。

MIMO作為提高系統(tǒng)輸率的最主要手段，也受到了各方代表的廣泛關(guān)注。LTE已確定MIMO天線(xiàn)個(gè)數(shù)的基本配置是下行2×2、上行1×2，但也在考慮 4×4的高階天線(xiàn)配置。另外，LTE也正在考慮采用小區(qū)干擾抑制技術(shù)來(lái)改善小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)容量。下行方向MIMO方案相對(duì)較多，根據(jù)2006年 3月雅典會(huì)議報(bào)告，LTE MIMO下行方案可分為兩大類(lèi)：發(fā)射分集和空間復(fù)用兩大類(lèi)。目前，考慮采用的發(fā)射分集方案包括塊狀編碼傳送分集(STBC, SFBC)，時(shí)間(頻率)轉(zhuǎn)換發(fā)射分集(TSTD，FSTD)，包括循環(huán)延遲分集(CDD)在內(nèi)的延遲分集(作為廣播信道的基本方案)，基于預(yù)編碼向量選擇的預(yù)編碼技術(shù)。其中預(yù)編碼技術(shù)已被確定為多用戶(hù)MIMO場(chǎng)景的傳送方案。

高峰值傳送輸率是LTE下行鏈路需要解決的主要問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)下行100Mbps峰值速率的目標(biāo)，在3G原有的QPSK、16QAM基礎(chǔ)上，LTE系統(tǒng)增加了64QAM高階調(diào)制。LTE上行方向關(guān)注的首要問(wèn)題是控制峰均比，降低終端成本及功耗，目前主要考慮采用位移BPSK和頻域?yàn)V波兩種方案進(jìn)一步降低上行SC-FDMA的峰均比。LTE除了繼續(xù)采用成熟的Turbo信道編碼外，還在考慮使用先進(jìn)的低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼。

LTE是3GPP在2005年啟動(dòng)的新一代無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)研究項(xiàng)目。LTE采用了基于OFDM技術(shù)的空中接口設(shè)計(jì)，目標(biāo)是構(gòu)建出高速率、低時(shí)延、分組優(yōu)化的無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)，提供更高的數(shù)據(jù)速率和頻譜利用率。

整個(gè)系統(tǒng)由核心網(wǎng)絡(luò)（EPC）、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（E-UTRAN）和用戶(hù)設(shè)備（UE）3部分組成，見(jiàn)上圖。其中EPC負(fù)責(zé)核心網(wǎng)部分；E-UTRAN（LTE）負(fù)責(zé)接入網(wǎng)部分，由eNodeB節(jié)點(diǎn)組成；UE指用戶(hù)終端設(shè)備。系統(tǒng)支持FDD和TDD兩種雙工方式，并對(duì)傳統(tǒng)UMTS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，其中LTE僅包含eNodeB，不再有RNC；EPC也做了較大的簡(jiǎn)化。這使得整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)扁平化特性。

系統(tǒng)的扁平化設(shè)計(jì)使得接口也得到簡(jiǎn)化。其中eNodeB與EPC通過(guò)S1接口連接；eNodeB之間通過(guò)X2接口連接；eNodeB與UE 通過(guò)Uu接口連接。

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LTE關(guān)鍵技術(shù)解析.pdf