LTE——3G技术的未来发展

  0、概述

  3G技术的出现给移动通信带来了巨大的影响，给人们的生活带来了前所未有的体验，它使上网冲浪、联网游戏、远程办公等摆脱了场地和环境的束缚，实现了真正的无所不在。上海贝尔阿尔卡特Evolium系统很好地实现和优化了这些应用，成为在系统结构、算法设计稳定性等方面领先的解决方案。但人们的需求并没有就此停滞，大量的市场调研和专家研究表明，2Mbit/s的WCDMAR99传输速率、14.4Mbit/sR5HSDPA的峰值速率已远远不能满足人们未来的需求。那么是不是一定要等到2010年后的IMT-Advanced(B3G)才能满足这些需求呢?国际标准化组织3GPP在经过认真的讨论后提出了新的挑战，那就是在2007年实现峰值速率100Mbit/s的数据传输。这是一个巨大的挑战，也就是说必须在两年之内设计出7-50倍于当前系统传输速率的新技术，并且具有很好的向下兼容性，以保护现有的投资。这一新的系统被称作E3G或LTE(Long Term Evolution)。

  阿尔卡特作为3GPP的独立成员，发起并参与了LTE的标准制定和技术研究，并且提交了候选技术。本文将结合LTE的提出、发展以及技术方案，阐述上海贝尔阿尔卡特对LTE的理解和所做的准备。

  1、LTE概念的提出

  LTE的研究项目(studyitem)是于2004年底在3GPP中提出的，当时的目标和关键特性还不是很清楚，争论也比较多，但在2005年6月的魁北克会议上最终确立了系统目标(requirement)，到此LTE的概念正式确立。具体内容包括：

  a)目标峰值速率：下行链路100Mbit/s，上行链路50Mbit/s；

  b)适用于不同的带宽：1.25-20MHz；

  c)支持"paired"和"unpaired"的频谱分配；

  d)以分组域业务为主要目标；

  e)降低无线网络时延：U-plan＜10ms，C-plan＜100ms：

  f)频谱效率：下行链路5(bit/s)/Hz(3～4倍于R6HSDPA)；上行链路2.5(bit/s)/Hz(2～3倍于R6HSUPA)；

  g)强调后向兼容，同时也考虑与系统性能的折衷；

  h)提高小区边缘的用户吞吐量。

  从中可以看出，其目标与3G相比已经有了很大提高。其主要特性体现在高数据速率、分组传送、灵活带宽和向下兼容。

  2、LTE的发展时间表

  LTE概念的提出意味着目标的确立，为了有一个清晰的技术发展路线，3GPP制定了明确的时间表，如图1所示。

    图1  3GPPLTE总体发展时间表

  整个标准发展过程分为研究项目(studyitem)和工作项目(workitem)两个阶段。

  研究项目阶段在2006年年中结束，该阶段将主要完成目标需求的定义，明确LTE的概念等，然后征集候选技术提案，并对技术提案进行评估，确定其是否符合目标需求。对有可能融合的提案进行讨论，甚至还可能对某些技术的优越性进行辩论，最终选择出适合未来LTE的技术方案。实际上这是厂商实力的较量，也不乏政府在其后的影响。针对系统功能的划分、接口的定义也会在这个阶段涉及。

  工作项目在2006年年中以前建立，并开始着手标准的建立。该阶段将对未来LTE标准细节的各个方面展开讨论和起草，并一直持续到2007年年中。整个过程比3G标准的制定过程节奏明显加快，这也是考虑到市场的需求。随着宽带技术的不断创新，3GPP也将在最短的时间内推出最新的技术。这给运营业带来了新的机遇，更新更快的业务可以在不远的将来得以实现，甚至完全可以和有线网络相媲美。

  3GPP针对LTE研究项目阶段制定了更为详细的时间表，如图2所示。

    图2  3GPPLTE研究项目发展时间表

  3、LTE主要技术提案介绍

  从LTE制定的目标需求可以看出，100Mbit/s的传输能力已远不是3G所能比的，那么其使用的技术也必将有较大的提高。在方案的征集过程中有6个选项，按照双工方式可分为频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种；按照无线链路的调制方式或多址方式主要可分为码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDMA)两种。如表1所示。

    表1  3GPPLTE主要技术提案