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后3G時(shí)代的LTE技術(shù)介紹

發(fā)布時(shí)間:2022-05-07 文章來(lái)源:xp下載站 瀏覽:

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機(jī)整體,實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。

一、引言

隨著個(gè)人通信技術(shù)在20多年中不斷發(fā)展成熟,人們?cè)谏钪袑?duì)無(wú)線通信的依賴越來(lái)越強(qiáng),目前,全球的移動(dòng)語(yǔ)音用戶已超過(guò)了18億。同時(shí),眾多的使用者也對(duì)個(gè)人通信技術(shù)的發(fā)展提出了新的要求:通信設(shè)備的微型化、低功耗、高帶寬、快速接入和多媒體化。而最關(guān)鍵的是能被廣大用戶負(fù)擔(dān)得起的廉價(jià)終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

雖然3G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線性能已經(jīng)得到了較大的提高,但由于IPR的制約,應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)和滿足用戶需求等領(lǐng)域還是有很多局限性。同時(shí),昂貴的授權(quán)費(fèi)用也制約了3G技術(shù)的發(fā)展,因而受到了技術(shù)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的WiFi和Wimax的強(qiáng)烈挑戰(zhàn)。用戶的需求和市場(chǎng)的挑

戰(zhàn)迫切需要傳輸速率更快、時(shí)延更短、頻帶更寬以及運(yùn)營(yíng)成本更少的網(wǎng)絡(luò)誕生。

二、LTE項(xiàng)目?jī)?nèi)容介紹

LTE項(xiàng)目是3G的演進(jìn),它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù),采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小區(qū)邊緣用戶的性能,提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。

2.1 LTE的主要技術(shù)特征

3GPP從“系統(tǒng)性能要求”、“網(wǎng)絡(luò)的部署場(chǎng)景”、“網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”、“業(yè)務(wù)支持能力”等方面對(duì)LTE進(jìn)行了詳細(xì)的描述。與3G相比,LTE具有如下技術(shù)特征:

通信速率有了提高,下行峰值速率為100Mbps、上行為50Mbps。

(2)提高了頻譜效率,下行鏈路5(bit/s)/Hz,(3--4倍于R6 HSDPA);上行鏈路2.5(bit/s)/Hz,是R6 HSU-PA2--3倍。

(3)以分組域業(yè)務(wù)為主要目標(biāo),系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。

(4)QoS保證,通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的QoS機(jī)制,保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(如VoIP)的服務(wù)質(zhì)量。

(5)系統(tǒng)部署靈活,能夠支持1.25MHz-20MHz間的多種系統(tǒng)帶寬,并支持“paired”和“unpaired”的頻譜分配。保證了將來(lái)在系統(tǒng)部署上的靈活性。

(6)降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)延:子幀長(zhǎng)度0.5ms和0.675ms,解決了向下兼容的問(wèn)題并降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延,時(shí)延可達(dá)U-plan<5ms,C-plan<100ms。

(7)增加了小區(qū)邊界比特速率,在保持目前基站位置不變的情況下增加小區(qū)邊界比特速率。如MBMS(多媒體廣播和組播業(yè)務(wù))在小區(qū)邊界可提供1bit/s/Hz的數(shù)據(jù)速率。

(8)強(qiáng)調(diào)向下兼容,支持已有的3G系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。

與3G相比,LTE更具技術(shù)優(yōu)勢(shì),具體體現(xiàn)在:高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容。

2.2 LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)

3GPP對(duì)LTE項(xiàng)目的工作大體分為兩個(gè)時(shí)間段:2005年3月到2006年6月為SI(Study Item)階段,完成可行性研究報(bào)告;2006年6月到2007年6月為WI(Work Item)階段,完成核心技術(shù)的規(guī)范工作。在2007年中期完成LTE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定(3GPP R7),在2008年或2009年推出商用產(chǎn)品。就目前的進(jìn)展來(lái)看,發(fā)展比計(jì)劃滯后了大概3個(gè)月,但經(jīng)過(guò)3GPP組織的努力,LTE的系統(tǒng)框架大部分已經(jīng)完成。

后3G時(shí)代的LTE技術(shù)介紹_網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

圖1 LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與協(xié)議結(jié)構(gòu)

LTE采用由Node B構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)有利于簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)和減小延遲,實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延,低復(fù)雜度和低成本的要求。與傳統(tǒng)的3GPP接入網(wǎng)相比,LTE減少了RNC節(jié)點(diǎn)。名義上LTE是對(duì)3G的演進(jìn),但事實(shí)上它對(duì)3GPP的整個(gè)體系架構(gòu)作了革命性的變革,逐步趨近于典型的IP寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

3GPP初步確定LTE的架構(gòu)如圖1所示,也叫演進(jìn)型UTRAN結(jié)構(gòu)(E-UTRAN)。接入網(wǎng)主要由演進(jìn)型Node B(eNB)和接入網(wǎng)關(guān)(aGW)兩部分構(gòu)成。aGW是一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn),若將其視為核心網(wǎng)的一部分,則接入網(wǎng)主要由eNB一層構(gòu)成。eNB不僅具有原來(lái)Node B的功能外,還能完成原來(lái)RNC的大部分功能,包括物理層、MAC層、RRC、調(diào)度、接入控制、承載控制、接入移動(dòng)性管理和Inter-cellRRM 等。Node B和Node B之間將采用網(wǎng)格(Mesh)方式直接互連,這也是對(duì)原有UTRAN結(jié)構(gòu)的重大修改。



網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來(lái)越多的用戶加入其中,正因如此,網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的考驗(yàn)―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......,各項(xiàng)技術(shù)都需要適時(shí)應(yīng)勢(shì),對(duì)應(yīng)發(fā)展,這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進(jìn)步的催化劑。

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