LTE演進及其標準化(一)

前言

　　隨著移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的大量應用以及新業(yè)務(wù)種類的出現(xiàn)，對移動通信網(wǎng)絡(luò)性能和質(zhì)量方面的要求越來越高。LTE就是面向長期演進的體系和網(wǎng)絡(luò)，它實際上并不是一個標準，但是它導致了3G標準的全面演進。目前3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普遍引入了HSDPA和HSUPA，下一步將面臨HSPA+與LTE演進方向選擇的問題，分析LTE的演進路線和標準化的過程以及它與HSPA+的異同，無疑有助于更深入地了解目前和未來網(wǎng)絡(luò)的演進方向。

介紹了LTE技術(shù)的演進過程和LTE標準的主要性能指標。通過LTE技術(shù)與HSPA+技術(shù)的分析比較，闡述了LTE技術(shù)的性能和優(yōu)點。并在此基礎(chǔ)上，展望了LTE-A的4G演進方向。

　　1 LTE標準演進過程

　　GSM網(wǎng)絡(luò)是最早出現(xiàn)的數(shù)字移動通信技術(shù)，它基于FDD和TDMA技術(shù)來實現(xiàn)，由于TDMA的局限性，GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)展受到容量和服務(wù)質(zhì)量方面的嚴峻挑戰(zhàn)，從業(yè)務(wù)支持種類來看，雖然采用GPRS/EDGE引入了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但是由于采用的是GSM原有的空中接口，因此其帶寬受到限制，無法滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)多樣性和實時性的需求。在技術(shù)標準發(fā)展方面，針對GPRS提出了EDGE以及EDGE+的演進方向，但是基于CDMA接入方式的3G標準的出現(xiàn)使得EDGE不再進入人們的視線。

　　CDMA采用碼分復用方式，雖然2G時代的CDMA標準成熟較晚，但是它具有抗干擾能力強、頻譜效率高等技術(shù)優(yōu)勢，所以3G標準中的WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000都普遍采用了CDMA技術(shù)。

　　演進到3G網(wǎng)絡(luò)時，GSM系統(tǒng)可以采用WCMDA或者TD-SCDMA的路線，而CDMA則使用CDMA2000的途徑。WCDMA和TD-SCDMA早期標準為R99，后來在R4版本中引入IMS，R5版本中引入HSDPA，R6版本中引入HSUPA，R7版本中引入HSPA+，R8版本則面向LTE，CDMA系列的演進經(jīng)由CDMA2000到CDMA1x再到UWB的方向發(fā)展，演進路徑如圖1所示。

　　各版本中都通過使用新技術(shù)來提升網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量，采用吞吐量進行對比，結(jié)果如表1所示。

　　LTE是面向未來的移動通信技術(shù)標準，早在2004年底，3GPP就啟動了LTE技術(shù)的標準化工作，并在2009年3月發(fā)布了R8版本的FDD-LTE和TDD-LTE標準，這標志著LTE標準草案研究完成，LTE進入實質(zhì)研發(fā)階段。R9版本中進一步提出了LTE-advanced(LTE-A)的概念，LTE-A于2010 年6月通過ITU的評估，于2010年10月正式成為IMT-A的主要技術(shù)之一，它是在R8版本基礎(chǔ)上的演進和增強。R10版本對其加以完善，是LTE-A的關(guān)鍵版本。

　　LTE采用正交頻分復用(OFDM)、多進多出天線(MIMO)等物理層關(guān)鍵技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整獲得性能提升。LTE-A則引入了一些新的候選技術(shù)，如載波聚合技術(shù)、增強型多天線技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)MIMO增強技術(shù)等，使性能指標獲得更大改善。