第2章

LTE背景與概述

2.1 LTE簡(jiǎn)介

2004年，全球微波接入互操作技術(shù)迅猛崛起，幾乎與此同時(shí)第3代合作伙伴計(jì)劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）也著手開(kāi)始了通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（Universal Mobile Telecommunications System，UMTS）技術(shù)的長(zhǎng)期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）項(xiàng)目。這項(xiàng)技術(shù)和第3代合作伙伴計(jì)劃2（3rd Generation Partnership Project 2，3GPP2）的超移動(dòng)寬帶（Ultra Mobile Broadband，UMB）技術(shù)被統(tǒng)稱為“演進(jìn)型3G”（Evolved 3G，E3G）。但實(shí)際上這種以正交頻分復(fù)用（OFDM）為核心的技術(shù)，與其說(shuō)是3G技術(shù)的“演進(jìn)”（Evolution），不如說(shuō)是“革命”（Revolution）。它和UMB、WiMAX、電氣和電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）的802.20移動(dòng)寬帶頻分雙工/移動(dòng)寬帶時(shí)分雙工（Mobile Broadband Frequency Division Duplex/Mobile Broadband Time Division Duplex，MBFDD/MBTDD）等技術(shù)，由于已經(jīng)具有某些第4代（4G）通信技術(shù)的特征，甚至可以被看做“準(zhǔn)4G”技術(shù)。

第3代（3G）移動(dòng)通信技術(shù)是當(dāng)前主流的無(wú)線通信技術(shù)。在諸多3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，又以3GPP制定的UMTS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最具影響力。3G系統(tǒng)正在全世界范圍逐步部署，高速下行分組接入（HSDPA）和高速上行分組接入（HSUPA）技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作也已經(jīng)完成。雖然移動(dòng)通信系統(tǒng)的“寬帶化”、“數(shù)據(jù)化”、“分組化”是必然趨勢(shì)，但由于3GPP在移動(dòng)通信領(lǐng)域占據(jù)了既有的優(yōu)勢(shì)地位，因此在其標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的時(shí)間安排和工作節(jié)奏上有自己的考慮。

一方面，從HSDPA至HSUPA，3GPP一貫推行后向兼容的穩(wěn)健演進(jìn)路線。另一方面，3GPP的主要成員也在按部就班地為2008年開(kāi)始的先進(jìn)的國(guó)際移動(dòng)通信（International Mobile Telecommunications-Advanced，IMT-Advanced）技術(shù)（即俗稱的B3G或4G技術(shù)）的標(biāo)準(zhǔn)化做準(zhǔn)備。在高速分組接入（HSPA、HSDPA和HSUPA的統(tǒng)稱）和IMT-Advanced之間，原來(lái)并沒(méi)有LTE的位置，但基于OFDM技術(shù)的WiMAX標(biāo)準(zhǔn)，迫使3GPP的移動(dòng)通信廠商不得不快速跟進(jìn)，為了使3GPP標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)其他無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)保持長(zhǎng)期的優(yōu)勢(shì)。3GPP大力地投入了UMTS技術(shù)的演進(jìn)版本——LTE的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

為了可以和支持20MHz帶寬的WiMAX技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，LTE也必須將最大系統(tǒng)帶寬從現(xiàn)有的5MHz擴(kuò)展到20MHz。為此，3GPP只能放棄在實(shí)現(xiàn)5MHz以上大帶寬時(shí)復(fù)雜度過(guò)高的碼分多址（CDMA）技術(shù)，選用以O(shè)FDM/FDMA技術(shù)為代表的新的核心傳輸技術(shù)。此外，為了降低用戶面延遲，在無(wú)線接入網(wǎng)（RAN）結(jié)構(gòu)上，LTE取消了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）網(wǎng)元。在整體系統(tǒng)架構(gòu)方面，和LTE相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)框架演進(jìn)（System Architecture Evolution，SAE）項(xiàng)目則推出了嶄新的演進(jìn)型分組系統(tǒng)（Evolved Packet System，EPS）架構(gòu)。向LTE/SAE的演進(jìn)，使系統(tǒng)喪失了大部分和3G系統(tǒng)的后向兼容性。也就是說(shuō)，LTE系統(tǒng)雖然可以部署于3G（即IMT-2000，國(guó)際移動(dòng)通信2000）的現(xiàn)有頻譜，但從網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)都要做大規(guī)模的更新?lián)Q代。因此實(shí)際上可以將LTE看做B3G的技術(shù)范疇。

自2004年11月LTE項(xiàng)目啟動(dòng)以來(lái)，3GPP全力推進(jìn)LTE的研究工作。于2005年中完成了需求的制定，在2006年9月完成了研究階段（Study Item，SI）的工作，2008年年底基本完成工作階段（Work Item，WI）的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，并于2009年12月推出基于LTE的R9版技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，2010年，TD-LTE已在上海世博會(huì)期間開(kāi)通了小范圍實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，2011年，LTE將全面走向商用。