3GPP LTE长期演进计划应对未来需求

发布: 2010-10-19 12:51 | 作者: 林辉 | 来源: | 字体: 小中大

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编者按：

　　如果说固网下一步的发展方向是提供与移动融合的通信服务，那么，移动通信的发展方向则是与互联网密切结合，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IEEE802．20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2Mbps向100Mbps（E3G）、1000Mbps（B3G）的目标发展。可以看到，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。

　　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这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100Mbps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。

　　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“EvolvedUTRAandUTRAN”，又称为LongTermEvolution（LTE）即“3G长期演进”的立项工作。项目以制订3G演进型系统技术规范作为目标，在时间上按照3GPP的工作流程分为两个阶段：从2004年12月到2006年6月份为“StudyItem”，即技术可行性研究阶段；从2006年6月到2007年6月为“WorkItem”，即具体技术规范的撰写阶段。按计划，2007年6月3GPP将完成项目，发布3G演进型系统第一个版本的技术规范。

　　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，该演进具有如下主要技术特点：提高通信速率和频谱效率，系统的最大带宽为20MHz，在这样的带宽下，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps；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；支持各种系统带宽，除了20MHz的最大带宽以外，还能够支持1．25MHz、1．6MHz、2．5MHz、5MHz、10MHz和15MHz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。另外，还明确提出了“系统在支持高移动速率的基础上，为低移动速率用户优化”、“提高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制订了相应的工作计划，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。

　　按照工作计划，到目前为止，LTE项目的StudyItem，即技术可行性研究阶段已经过去了超过一半的时间，各个工作小组的研究工作都取得了进展，其中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（二代GSM系统、FDMA／TDMA、三代系统CDMA、未来OFDMA）。3GPPRAN1工作组对各个公司提交的候选提案进行了概括和收敛，确定了六种备选的多址方式，包括：FDD上行SC－FDMA（SingleCarrier－FDMA），下行OFDMA；FDD上行OFDMA，下行OFDMA；FDDMCWCDMA；TDDMCTD－SCDMA；TDD上行OFDMA，下行OFDMA；TDD上行SC－FDMA，下行OFDMA。

　　其中包括两种对于现有基于CDMA技术的第三代移动通信系统进行多载波演进的方案和四种以OFDM技术为基础的多址方式。随后开始了对于上述六种方案的筛选过程，由于多址方式对于移动通信系统至关重要，因此相关的筛选过程受到了广泛的重视。在2005年12月份结束的3GPPRAN全会上，有了初步的结论，首先从六种候选的多址技术方案中，选择了“上行SC－FDMA，下行OFDMA”的方案作为LTE关于多址方式的工作假设以进行后续的研究工作。同时，对于基于CDMA技术的候选提案，确定了将作为对现有3G系统更加直接的演进方式在目前3GPP已有的版本演进路线上进行，由此也基本确定了LTE系统将采用以OFDM技术为基础的多址方式。另一方面，关于网络架构的研究也在积极地进行，在整体方向上与第三代移动通信系统相比较，LTE的网络架构将向“扁平化”方向发展，其中涉及若干具体问题，例如“扁平网络的简单与灵活”、“多层次网络的移动性支持与安全性”等内容还需要深入的讨论以寻求良好的解决方案。总体说来，随着项目的进展以及若干系统设计基础问题的解决，LTE系统的技术发展方向将逐步明确，从而进入具体技术细节的设计与完善阶段。

　　3G演进项目在移动通信领域带来了新一轮的技术发展机遇，在国内包括政府、企业、高校和研究机构等单位都高度重视。2005年7月由信息产业部、科学技术部和国家发展与改革委员会联合发起成立了“宽带无线移动通信技术专家组（即BWM专家组）”，负责国内关于新型宽带无线移动通信技术（其中包括3G演进型技术和宽带无线接入技术）的策略和标准推进的研究工作。该专家组由国内相关方面权威的领导专家组成，成员包括国内无线通信领域的各个主要运营商、制造商和研究机构，同时国内的各相关高校作为我国863高科技计划的重要成员，也在其中积极地参与各项工作，取得了相关的科研成果。

　　在3GPPLTE讨论中，到目前为止，国内单位已经向各个工作组提交技术提案超过200篇，内容涉及物理层、协议功能设计、网络架构和系统需求等各个方面，同时针对TD－SCDMA系统在3GPPLTE中的演进提出了市场需求以及相应的系统设计，取得了良好的效果。目前，随着LTE由确定整体技术方向逐渐转入各个具体技术细节的讨论，利用近年来国内企业在相关方面的技术积累，在BWM专家组以及下属各个技术工作组的组织架构下，凝聚国内的研究力量，有望抓住机遇进一步提高我国在国际通信领域的地位。

作者：林辉来源：泰尔网