LTE基础原理与关键技术 作者 曾召华_ 第1章.pptVIP

1.1.1 LTE启动背景　　众所周知，移动通信的发展方向是与互联网密切结合的，即移动通信未来的竞争焦点是数据业务。从长远规划的角度来看，现有的3G、3.5G技术不能成为最终的解决方案，面对宽带无线接入技术的竞争，特别是IEEE802.16/20技术的发展，3G必须加快后续技术的研究。 目前国际标准化组织正在推动无线传输技术从2 Mb/s向100 Mb/s(E3G)、1000 Mb/s(B3G)的目标发展。竞争的加剧进一步推动了技术的发展，从而使移动通信宽带化的步伐不断加快，为迎接移动数据业务时代的到来奠定了坚实的技术基础。 　　图1.1.1给出了移动通信技术演进的基本路线和示意图。从图中可清晰地看到两个特点:　　·移动通信正在从2G向3G、B3G、4G演进，载频带宽由窄带向宽带发展。　　·移动通信网络将会从以语音为主导的网络向以高速数据为主导的网络转型。 　　 图1.1.1 移动通信技术演进示意图 　　在第三代移动通信的发展过程中，随着R99、R4、R5、R6和R7各个系统版本技术规范的发布，3GPP作为WCDMA和TDSCDMA两个系统进行国际标准化工作的主要组织，为基于CDMA技术的第三代移动通信技术的发展发挥了重要的作用，近年来这些系统逐渐进入了商用的进程。另一方面，无线通信技术在不断发展，以OFDM技术为代表的各项新技术在近几年成为热点，并且逐渐走向产业化。特别是这些新技术在无线宽带接入系统中的出现，将无线通信的接入速率提升到了100 Mb/s的范畴，同时开始加强对于终端移动性的支持，这给正处在3G发展期的传统蜂窝移动通信带来了强大的竞争压力。 在这样的背景下，作为传统移动通信领域的领导者，无论是为了促进新技术的产业化，还是应对行业内激烈的技术竞争，保持移动通信领域的领导地位，都要求3GPP作出进一步的努力。同时，移动多媒体业务对带宽要求越来越高，“宽带化”成为移动通信技术的发展趋势。图1.1.2给出了移动宽带业务需求示意图。 　　 图1.1.2 移动宽带业务需求示意图 　　为了应对宽带接入技术的挑战，同时为了满足新型业务需求，3GPP标准组织在2004年底启动了其长期演进(LTE)技术的标准化工作。2004年11月，根据众多移动通信运营商、制造商和研究机构的要求，3GPP通过了关于“Evolved UTRA and UTRAN”(又称为Long Term Evolution(LTE)，即“3G长期演进”)的立项工作，希望达到以下几个主要目标: 　　·保持3GPP在移动通信领域的技术及标准优势。　　·填补第三代移动通信系统和第四代移动通信系统之间存在的巨大技术差距。 　　·希望使用已分配给第三代移动通信系统的频谱，保持无线频谱资源的优势。　　·解决第三代移动通信系统存在的专利过分集中的问题。 1.1.2 LTE技术特点　　为了在未来移动通信技术竞争激烈的环境中处于有利位置，LTE项目开始以后，作为技术研究工作的基础，在3GPP中对演进型系统的市场需求进行了详细的讨论，从系统性能要求、网络的部署场景、网络架构、业务支持能力以及与现有各个系统的演进和互通关系等方面进行了详细的描述。相比目前各个第三代移动通信系统，LTE演进具有如下主要技术特点: 　　(1)提高了通信速率和频谱效率。系统的最大带宽为20 MHz，在这样的带宽下，下行峰值速率为100 Mb/s、上行峰值速率为50 Mb/s。　　(2)分组交换与QoS保证。系统在整体架构上将基于分组交换，同时通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(VoIP、视频流等)的服务质量。　　(3)支持各种系统带宽。除了20 MHz的最大带宽以外，还能够支持1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz和15 MHz等系统带宽，以及“成对”与“非成对”频段的部署，以保证将来在系统部署上的灵活性。 　　(4)明确提出系统在支持高移动速率的基础上，需要考虑为低移动速率用户提供优化条件，同时改善小区边缘用户的吞吐量等具体的系统需求。　　这些市场需求比较全面地描述了LTE系统在各个方向上的设计目标，为具体的系统设计工作奠定了良好的基础。在LTE系统的技术研究方面，2005年3月，3GPP制定了相应的工作计划，各工作小组开始了各个方面的具体研究工作，其中包括:　　·RAN1工作组:对于LTE系统物理层的研究。　　·RAN2、RAN3和SA2工作组:对于网络架构和接入网协议功能的研究。 　　·RAN4工作组:对于无线射频以及接入网性能评估的研究。 　　物理层作为空中接口的基础在移动通信系统中扮演着重要的角色，而无线接入的多址方式作为物理层的基础，在移动通信系统的演进中起着重要的作用。　　3GPPRAN1工作组对各个公司提交的候选提案进行了概括和收