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浅谈当今LTE技术的应用与发展

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  摘要:本文从技术特征,应用现状出发,具体阐述了LTE的应用与未来发展。
  关键词:LTE 3G通讯技术
  
  前言
  3GPP长期演进(LTE)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目,这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括:在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率;改善小区边缘用户的性能.
  一、LTE的定义
  LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被通俗的称为3.9G,具有100Mbps的数据下载能力,被视作从3G向4G演进的主流技术。LTE的研究,包含了一些普遍认为很重要的部分,如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。
  二、LTE的主要技术特征
  (1)通信速率有了提高,下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。
  (2)提高了频谱效率,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,是R6版本HSU-PA的2--3倍。
  (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1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽,并支持“paired”和“unpaired”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:子帧长度0.5ms和0.675ms,解决了向下兼容的问题并降低了网络时延,时延可达U-plan<5ms,C-plan<100ms。
  (7)增加了小区边界比特速率,在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。
  (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。
  与3G相比,LTE更具技术优势,具体体现在:高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。
  三、LTE的营运发展
  按用户数量和市值计算,中国移动都是全球最大的移动运营商。此前,英国沃达丰、日本NTT DOCOMO、美国AT&T和Verizon等世界最主要电信运营商已经决定采用LTE技术,此次中国移动加入,将大力推动LTE技术的发展,LTE在后3G时代也将延续2G时期GSM的主流地位。2009年日本颁发了4张LTE牌照,开始了LTE的商用准备。
  沃达丰CEO阿伦•萨林 (Arun Sarin)在巴塞罗那的移动世界大会表示,该集团将与中国移动和Verizon携手推进LTE技术,LTE将成为行业未来发展的明确方向。
  目前,移动无线技术的演进路径主要有三条:一是WCDMA和TD-SCDMA,均从HSDPA演进至HSDPA+,进而到LTE;二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B,最终到UMB(Motorola最近提出的新方案是,CDMA2000也通过一定方式演进到LTE,3GPP2也基本放弃了UMB的计划);三是802.16m的WiMAX路线。这其中LTE拥有最多的支持者,WiMAX次之。
  LTE是由爱立信、诺基亚西门子、华为等世界主要电信设备生产商开发的技术,CDMA阵营的阿尔卡特朗讯和北电网络也有投入。CDMA近年来日渐失势,阿尔卡特朗讯已经在上周冲减了37亿美元与CDMA技术标准相关的资产,并将和日本NEC建立研发LTE的合资公司。
  由于美国高通公司在3G时代占据了技术的核心专利,LTE阵营处心积虑搞OFDM绕开高通主要技术,可以肯定高通的地位会比3G时代有所削弱;同时,尽管高通的UMB技术乏有问津,该公司在巴塞罗那也宣布将于2009年推出多模LTE芯片组,高通在该领域仍将保持收益。
  3GPP长期演进(LTE)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目,这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括:在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率;改善小区边缘用户的性能;提高小区容量;降低系统延迟,用户平面内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms;支持100Km半径的小区覆盖;能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务;支持成对或非成对频谱,并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。
  LTE的研究,包含了一些普遍认为很重要的部分,如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。
  为了达到这些目标,无线接口和无线网络架构的演进同样重要。考虑到需要提供比3G更高的数据速率,和未来可能分配的频谱,LTE需要支持高于5MHz的传输带宽。
  1.Lightware Terminal Equipment -- 光端机
  2.Line Terminatinig Equipment -- 线路终接设备
  3.Long Term Evolution -- 3GPP长期演进
  四、LTE应用现状与未来
  在安捷伦“无线测试大世界”为主题的巡展会上,安捷伦首次展出的TD-LTE测试仪表成为巡展会主角,受到业内人士的关注。安捷伦首推的TD-LTE测试仪表不但能够最先抢占国内4G发展测试市场,同时,也加速了我国TD-LTE产业的发展
  目前在中国有关TD的通信设备、天线等配套产品都已成熟,尽管目前TD终端还存在问题,但相信在不久的将来就会克服,这对TD-LTE的发展将会是个好消息。TD-LTE还需要3至4年设备研发期,1年终端产品发展期,相信在2011年,中国就会迎来TD-LTE的繁荣发展
  北美和欧洲很多运营商已经开始行动向LTE进军。在美国,Verizon和AT&T已经确定了LTE的发展方向。3G大本营欧洲运营商也在向LTE发展,目前已经有24个国家的运营商向HSUPA升级。从全球看,不单是TD-LTE,在2011年全球都将会是LTE发展的繁荣时期。
  总结
  根据Infoneucs在2008年3月给出的调查报告显示,在2007年底,全世界大约有30亿手机用户,据前期估计,到2011年,全世界手机用户将达到44亿户。而在亚洲,手机用户每年以45%的速率增长。到目前为止,仅中国就拥有6亿用户。同时根据Juni-perResearch的研究数据表明,到2015年,全球将会有25亿以上的手机用户选择LTE为他们提供的服务。当然,这其中我国的TD-LTE无疑将发挥不可忽视的作用。在去年LSTI(LTE/SAETrialInitiative)11月份的测试中,证明了LTE技术能够满足固定和移动用户在物理层对流量的需求。无论是在实验室还是在郊区进行试验,LTE/SAE技术都能达到预期的传输速率。安捷伦也参与了这项测试,并提供LTE相关的测试仪器。这个结果使各大设备商、运营商对LTE的信心大增。面对全球LTE的发展趋势及LTE优良的技术指标,在接下来的几个月里,中国移动行动迅速,首先加入了LTSI,与全球一流运营商一起进行LTE的研发及测试。


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