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LTE发展历程及近期概况 郑骜扬 内容提要 LTE研究工作开展背景 LTE系统需求 LTE项目近期进展 一、LTE研究工作开展背景 伴随GSM等移动网络在过去的二十年中的广泛普及，全球语音通信业务获得了巨大的成功。目前，全球的移动语音用户已超过了18亿。 同时，我们的通信习惯也从以往的点到点（Place to Place）演进到人与人。个人通信的迅猛发展极大地促使了个人通信设备的微型化和多样化，结合多媒体消息、在线游戏、视频点播、音乐下载和移动电视等数据业务的能力，大大满足了个人通信和娱乐的需求。 GSM网络演进到GPRS/EDGE和WCDMA/HSDPA网络以提供更多样化的通信和娱乐业务，降低无线数据网络的运营成本，已成为GSM移动运营商的必经之路。但这也仅仅是往宽带无线技术演进的一个开始。 目前, 基于WCDMA 无线接入技术的3G 移动通信技术已逐渐成熟, 正在世界范围内被广泛推广应用。为了进一步对3G 技术进行发展, 3GPP 首先引入了HSDPA 和增强型上行链路这两种具有很强竞争力的3G 增强技术。 用户期望运营商提供任何时间任何地点不低于1Mbps的无线接入速度，小于20ms的低系统传输延迟，在高移动速率环境下的全网无缝覆盖。而最重要的一点是能被广大用户负担得起的廉价终端设备和网络服务。 遗憾的是, 虽然这些技术能够大幅度提高上下行速率, 但是是以牺牲小区吞吐率为代价的, 而且由于成本过高, 难以大规模应用。与WiFi和WiMAX等无线接入方案相比，WCDMA/HSDPA空中接口和网络结构过于复杂，虽然在支持移动性和QoS方面有较大优势，但在每比特成本、无线频谱利用率和传输时延等能力方面明显落后。 对未来通信系统的要求超过现有网络的能力，寻找突破性的空中接口技术和网络结构势在必行。 根据3GPP标准组织原先的时间表，4G最早要在2015年才能正式商用，在这期间传统电信设备商和运营商将面临前所未有的挑战。用户的需求、市场的挑战、成本的制约共同推动了3GPP组织在4G出现之前加速制定新的空中接口和无线接入网络标准。 3GPP致力于3GPP LTE（Long Term Evolution）作为3G系统的演进是从2004年11月加拿大多伦多的3GPP接入网演进学术讨论会（RAN Evolution Workshop）开始的，考虑到WiMAX等宽带无线通讯技术的迅速发展，3GPP需要提出自己的标准，参与宽带无线通讯技术的竞争。 讨论会上确定了一些高层需求，如降低每比特成本；增强对未来业务的支持能力；可以灵活地在已有和新的频段上部署；结构简单，接口开放；考虑终端适当地省电。 会议收集了无线接入网R6版本之后的演进意见，在随后的全体会议上，“UTRA和UTRAN演进”研究项目得到了二十六个组织的支持，并最终获得通过。这也表明了3GPP组织运营商和设备商成员共同研究3G技术演进版本的强烈愿望。 3GPP于2004年12月正式成立了LTE（Long Term Evolution）研究项目（Study Item） 明确研究项目的目标是：发展3GPP无线接入技术向着“高数据速率、低延迟和优化分组数据应用”方向演进。 负责LTE研究项目的工作组为RAN1（Radio Access Networks WG1）、RAN2、RAN3、RAN4。 根据计划，研究项目工作于2006年6月完成新的空中接口技术和接入网结构的甄选，之后转入到3GPP工作项目（Work Item），开始标准制定，预计2007年6月完成标准，2009年实现系统商用。 3GPP在开展LTE研究工作的同时，启动了SAE（System Architecture Evolution）研究项目（Study Item）。 该项目由SA2（Services System Aspects WG2）工作组牵头，RAN3配合。LTE与SAE之间有着紧密的联系，共同构建了3GPP的系统整体演进。 3GPP LTESAE计划 二、 LTE系统需求 LTE系统需求 LTE项目首先从定义需求开始，仅用6个月就完成了系统需求的制定，各项需求指标直指WiMAX。2005年6月TSGRAN#28的魁北克全会上，通过了LTE的需求报告，需求指标写入需求报告TR25.913。 LTE的需求指标(1) 峰值速率：上、下行各20MHz带宽条件下，下行峰值速率100Mb/s，上行峰值速率50Mb/s； 控制面延迟：空闲状态到激活状态的转换时间小于100ms； 控制面容量：5MHz带宽下，每小区应至少支持200个激活用户； LTE的需求指标(2) 用户面延迟：系统在单用户、单业务流以及小IP包条件下，用户面延迟小于5ms； 用户吞吐量：下行用户平均吞吐量3～4倍于Release 6