試論中國移動LTE的演進

郝 勇

中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司，黑龍江 哈爾濱 150001

3G技術的出現(xiàn)給移動通信帶來了巨大的影響，給人們的生活帶來了前所未有的體驗，它使上網(wǎng)沖浪、聯(lián)網(wǎng)游戲、遠程辦公等擺脫了場地和環(huán)境的束縛，實現(xiàn)了真正的無所不在。LTE的出現(xiàn)表明了話音業(yè)務逐漸由電路交換方式變?yōu)榉纸M交換模式，這顯然是科學技術的一大進步。LTE的作用極為廣泛，除了能夠讓網(wǎng)絡性能進行更新改進外，還可以使得每比特的成本大幅度降低,最終幫助運營商積極創(chuàng)新最新的商業(yè)結構。

1 LTE的演進歷程

2004年11月份的3GPP魁北克會議上，3GPP在LTE(Long Term Evolution)的項目啟動開始時，就以IMS實現(xiàn)多媒體業(yè)務的移動固定融合目標。2005年6月，在法國召開的3GPP會議上，聯(lián)合國內(nèi)廠家，提出了TDD演進模式的最終方案。2005年11月，在3GPP工作組會議上，通過了大唐移動主導的LTE TDD技術提案。到2006年6月，LTE的可行性研究階段基本結束，規(guī)范制定階段開始啟動。2007年9月，在3GPP RAN第37次會議上，很多國際運營商聯(lián)合起來并提出支持TYPE2的TDD幀結構。2007年11月，在工作組會議上，通過了LTE TDD融合技術的提案。2010年，已有的CDMA2000網(wǎng)絡將無法滿足用戶對高級業(yè)務快速增長的需求。預計許多傳統(tǒng)的采用CDMA2000技術標準的運營商可能希望充分利用LTE的優(yōu)越性，選擇沿著3GPP標準道路實現(xiàn)網(wǎng)絡演進。LTE作為一種比較先進的技術，需要系統(tǒng)在提高小區(qū)邊緣的速率、峰值數(shù)據(jù)的速率、頻譜的利用率，且時刻關注降低運營以及建網(wǎng)成本等方面進行進一步改進。

2 LTE的技術創(chuàng)新

2.1 LTE標準化進展

隨著LTE技術的標準化逐漸接近完成，其研發(fā)已經(jīng)進入到了關鍵時期。作為一個在無線通信產(chǎn)業(yè)具備巨大潛力的創(chuàng)新技術，LTE在傳統(tǒng)通信市場的利潤逐漸薄弱的今天，為移動互聯(lián)網(wǎng)市場擴展提供了一次寶貴機遇，但LTE也給通信產(chǎn)業(yè)提出了多重挑戰(zhàn)。從2004年11月開始啟動LTE這個項目以來，3GPP召開頻繁的會議來全力推進LTE的研究工作，不到半年就完成了需求的制定。在2008年底就基本完成工作階段的標準制定工作，形成了LTE標準的第一個完成版本。到2009年3月，LTE的核心標準基本上就趨于穩(wěn)定。3GPP已經(jīng)在LTE升級網(wǎng)絡的軟件中增加了峰值數(shù)據(jù)速率，并將加強功率狀態(tài)的切換速度和提高蜂窩網(wǎng)絡邊緣的性能。盡管不斷還有細節(jié)性的更新，但是對設備開發(fā)的影響已經(jīng)縮小了很多。

2.2 LTE技術的創(chuàng)新

2.2.1 LTE技術創(chuàng)新的實質(zhì)

根據(jù)對LTE技術的運用，可以得知其技術創(chuàng)新的實質(zhì)是對網(wǎng)絡結構的進一步簡化。LTE系統(tǒng)采用了OFDMA/FDMA大帶寬解決方案，以增加子載波數(shù)量的方式直接向更大帶寬擴展。通過這種擴展方式，可以用統(tǒng)一的框架來實現(xiàn)。根據(jù)空間復用和單天線發(fā)送各種模式之間轉換，LTE系統(tǒng)采用了同一框架的自適應MIMO傳輸，可以最大限度地利用實際信道的容量。為了降低系統(tǒng)的傳輸延遲，LTE滿足了用戶永遠在線的需要，從而最大限度地簡化了縱向網(wǎng)絡的層次。

2.2.2 LTE的技術創(chuàng)新

LTE系統(tǒng)拋棄了3G系統(tǒng)長期采用的CDMA技術，采用了以OFDMA為核心的技術。這種技術的關鍵是能使系統(tǒng)為特定用戶在特定時間內(nèi)分配一段獨享的帶寬，從而為實現(xiàn)更高峰值速率提供基礎。LTE下行使用了OFDM技術，上行使用的是單載波頻分多址技術，可以維持單載波傳輸?shù)牡头迤奖忍匦裕瑥亩@得較好的終端功放效率和較低的功放成本。LTE還使用多入多出的技術在不同的信號通道上傳輸數(shù)據(jù)，能夠有效提升可達到的數(shù)據(jù)速率。

3 LTE技術的優(yōu)勢

LTE技術能以更低的成本來為提供移動通信業(yè)務向視頻業(yè)務轉換所需要的巨大容量。LTE與其他技術之間連接的能力提供了簡化的業(yè)務水平。它可以增加和移除IP服務，并在進行語音通話的時候，分享音樂和視頻。在LTE網(wǎng)絡系統(tǒng)中，高清視頻流成為了可能，促進可視頻博客的發(fā)展。在技術上，LTE將帶來的好處是靈活的頻譜使用；在經(jīng)濟上帶來的好處是更高的頻譜效率和更大的承載量。

4 結論

隨著全球信息化步伐的加快，當期的移動通信系統(tǒng)已經(jīng)遠遠不能滿足未來寬帶通信的需求。因此，在移動通信技術不斷進步的情況下，LTE未來將會有廣闊的應用前景。由于新技術OFDM、MIMO的引入， LTE這種新的通信制式需要全新的測試平臺，所以LTE能否取得成功，必須從初期就重視測試環(huán)節(jié)。LTE技術不僅大大提升了用戶對移動通信業(yè)務的體驗，也為運營商帶來了更多的技術和成本優(yōu)勢。LTE以其高速率低時延等優(yōu)點，得到世界主流通信設備商和運營商的廣泛關注。只有具備了一定的測試條件，整個LTE產(chǎn)業(yè)才能蓬勃發(fā)展。

[1]G.Liu, J.Zhu, F.Jiang, et al.“Initial Performance Evaluation on TD-SCDMA Long Term Evolution System,”IEEE Vehicular Technology Conference, 2006,2：718-722.

[2]3GPP2 C.S0024-A.cdma2000 high rate packet data air interface specification，2006.

[3]3GPP2 C.S0024-B.cdma2000 high rate packet data air interface specification，2006.

[4]3GPP TS 36.201.Evolved universal terrestrial radio access(E-UTRA); long term evolution(LTE)physical layer;general descripation.

[5]3GPP TS 36.300.Evolved universal terrestrial radio access(E-UTRA)and evolved universal terrestrial radio access network(E-UTRAN); overall description;stage 2.

[6]侯自強.從WiMAX到LTE:不同寬帶無線接入技術殊途同歸[J].電信科學，2005，21(5).