LTE演進(jìn)及其標(biāo)準(zhǔn)化(一)

前言

　　隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的大量應(yīng)用以及新業(yè)務(wù)種類的出現(xiàn)，對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)性能和質(zhì)量方面的要求越來(lái)越高。LTE就是面向長(zhǎng)期演進(jìn)的體系和網(wǎng)絡(luò)，它實(shí)際上并不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但是它導(dǎo)致了3G標(biāo)準(zhǔn)的全面演進(jìn)。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(jìn)方向選擇的問(wèn)題，分析LTE的演進(jìn)路線和標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程以及它與HSPA+的異同，無(wú)疑有助于更深入地了解目前和未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向。

介紹了LTE技術(shù)的演進(jìn)過(guò)程和LTE標(biāo)準(zhǔn)的主要性能指標(biāo)。通過(guò)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(diǎn)。并在此基礎(chǔ)上，展望了LTE-A的4G演進(jìn)方向。

　　1 LTE標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)過(guò)程

　　GSM網(wǎng)絡(luò)是最早出現(xiàn)的數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)，它基于FDD和TDMA技術(shù)來(lái)實(shí)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(yán)峻挑戰(zhàn)，從業(yè)務(wù)支持種類來(lái)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(wú)法滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)多樣性和實(shí)時(shí)性的需求。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展方面，針對(duì)GPRS提出了EDGE以及EDGE+的演進(jìn)方向，但是基于CDMA接入方式的3G標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)使得EDGE不再進(jìn)入人們的視線。

　　CDMA采用碼分復(fù)用方式，雖然2G時(shí)代的CDMA標(biāo)準(zhǔn)成熟較晚，但是它具有抗干擾能力強(qiáng)、頻譜效率高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，所以3G標(biāo)準(zhǔn)中的WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000都普遍采用了CDMA技術(shù)。

　　演進(jìn)到3G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)為R99，后來(lái)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(jìn)經(jīng)由CDMA2000到CDMA1x再到UWB的方向發(fā)展，演進(jìn)路徑如圖1所示。

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

　　LTE是面向未來(lái)的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，早在2004年底，3GPP就啟動(dòng)了LTE技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，并在2009年3月發(fā)布了R8版本的FDD-LTE和TDD-LTE標(biāo)準(zhǔn)，這標(biāo)志著LTE標(biāo)準(zhǔn)草案研究完成，LTE進(jìn)入實(shí)質(zhì)研發(fā)階段。R9版本中進(jìn)一步提出了LTE-advanced(LTE-A)的概念，LTE-A于2010 年6月通過(guò)ITU的評(píng)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(jìn)和增強(qiáng)。R10版本對(duì)其加以完善，是LTE-A的關(guān)鍵版本。

　　LTE采用正交頻分復(fù)用(OFDM)、多進(jìn)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(qiáng)型多天線技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MIMO增強(qiáng)技術(shù)等，使性能指標(biāo)獲得更大改善。