LTE是为适应时代需求而提出的新的移动宽带接入标准,为此3GPP规定了LTE系统的各项技术指标并引入了多项核心新技术。LTE(Long Term Evolution)项目是3GPP对通用移动通信系统(UMTS)技术的长期演进,始于2004年3GPP的多伦多会议。
LTE并非人们普遍误解的4G技术,而是3G与4G技术之间的一个过渡,是3.9G的全球标准,与3G相比,LTE具有如下技术特征:
1)通信速率有了提高,下行峰值传输速率为100Mbit/s、上行为50Mbit/s。
2)频谱效率提高了:下行链路5(bit/s)/Hz,(3~4倍于R6版本的HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz。
3)以分组域业务为主要目标,系统在整体架构上将基于分组交换。
4)QoS保证:通过系统设计和严格的QoS机制,保证实时业务(如VoIP)的服务质量。
5)系统部署灵活,能够支持1.25~20MHz的多种系统带宽,并支持“paired”和“un-paired”的频谱分配,保证了将来在系统部署上的灵活性。
6)降低无线网络时延。
7)增加了小区边界传输速率,在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界传输速率。
8)强调向下兼容,支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。
LTE技术也分为TDD-LTE和FDD-LTE两种。(www.xing528.com)
LTE系统引入的核心新技术总结如下。
(1)OFDM/OFDMA
LTE中的传输技术采用OFDM技术,其原理是将高速数据流通过串/并变换,分配到传输速率较低的若干个相互正交的子信道中进行并行传输。由于每个子信道中的符号周期会相对增加,因此可以减小由无线信道的多径时延扩展产生的时间弥散性对系统造成的影响。
LTE规定了下行采用OFDMA,上行采用SC-FDMA的多址方案,这保证了使用不同频谱资源用户间的正交性。LTE系统对OFDM子载波的调度方式也更加灵活,具有集中式和分布式两种,并灵活地在这两种方式间相互转化。上行除了采用这种调度机制之外,还可以采用竞争(Contention)机制。
(2)MIMO
MIMO技术是提高系统传输速率的主要手段,LTE系统分别支持适应于宏小区、微小区、热点等各种环境的MIMO技术。基本的MIMO模型是下行2×2,上行1×2天线阵列,LTE发展后期会支持4×4的天线配置。目前,下行MIMO模式包括波束成形、发射分集和空间复用,这3种模式适用于不同的信噪比条件并可以相互转化。波束成形和发射分集适用于信噪比条件不高的场景中,用于小区边缘用户有利于提高小区的覆盖范围;空间复用模式适用于信噪比较高的场景中,用于提高用户的峰值传输速率。在空间复用模式中同时发射的码流数量最大可达4;空间复用模式还包括SU-MIMO(单用户)和MU-MIMO(多用户),两种模式之间的切换由eNodeB决定。上行MIMO模式中根据是否需要eNodeB的反馈信息,分别设置开环或闭环的传输模式。
(3)E-MBMS
3GPP提出的广播组播业务不仅实现了网络资源的共享,还提高了空中接口资源的利用率。LTE系统的增强型广播组播业务(Enhanced Multimedia Broadcast/Multicast Service,E-MBMS)不仅实现了纯文本低传输速率的消息类组播和广播,更重要的是实现了高速多媒体业务的组播和广播。为此,对UTRA做出了相应的改动:增加了广播组播业务中心网元(BM-SC),主要负责建立、控制核心网中的MBMS的传输承载,MBMS传输的调度和传送,向终端设备提供业务通知;定义了相关逻辑信道用于支持E-MBMS。
从业务模式上,MBMS定义了两种模式,即广播模式和组播模式。这两种模式在业务需求上不同,导致其业务建立的流程也不同。
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