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4G(LTE)技術 - 無圖版
hansen --- 2012-03-22 08:22:17
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LTE的主要技術特征
3GPP從“系統(tǒng)性能要求”、“網絡的部署場景”、“網絡架構”、“業(yè)務支持能力”等方面對LTE進行了詳細的描述。與3G相比，LTE具有如下技術特征：
(1)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版本的HSDPA);上行鏈路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSU-PA的2--3倍。
(3)以分組域業(yè)務為主要目標，系統(tǒng)在整體架構上將基于分組交換。
(4)QoS保證，通過系統(tǒng)設計和嚴格的QoS機制，保證實時業(yè)務(如VoIP)的服務質量。
(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。保證了將來在系統(tǒng)部署上的靈活性。
(6)降低無線網絡時延：子幀長度0.5ms和0.675ms，解決了向下兼容的問題并降低了網絡時延，時延可達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)在小區(qū)邊界可提供1bit/s/Hz的數據速率。
(8)強調向下兼容，支持已有的3G系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運作。
與3G相比，LTE更具技術優(yōu)勢，具體體現在：高數據速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容。
LTE的網絡結構和核心技術
3GPP對LTE項目的工作大體分為兩個時間段：2005年3月到2006年6月為SI(StudyItem)階段，完成可行性研究報告;2006年6月到2007年6月為WI(WorkItem)階段，完成核心技術的規(guī)范工作。在2007年中期完成LTE相關標準制定(3GPPR7)，在2008年或2009年推出商用產品。就目前的進展來看，發(fā)展比計劃滯后了大概3個月[1]，但經過3GPP組織的努力，LTE的系統(tǒng)框架大部分已經完成�！�
LTE采用由NodeB構成的單層結構，這種結構有利于簡化網絡和減小延遲，實現了低時延，低復雜度和低成本的要求。與傳統(tǒng)的3GPP接入網相比，LTE減少了RNC節(jié)點。名義上LTE是對3G的演進，但事實上它對3GPP的整個體系架構作了革命性的變革，逐步趨近于典型的IP寬帶網結構。
3GPP初步確定LTE的架構如圖1所示，也叫演進型UTRAN結構(E-UTRAN)。接入網主要由演進型NodeB(eNB)和接入網關(aGW)兩部分構成。aGW是一個邊界節(jié)點，若將其視為核心網的一部分，則接入網主要由eNB一層構成。eNB不僅具有原來NodeB的功能外，還能完成原來RNC的大部分功能，包括物理層、MAC層、RRC、調度、接入控制、承載控制、接入移動性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之間將采用網格(Mesh)方式直接互連，這也是對原有UTRAN結構的重大修改
LTE的營運發(fā)展
按用戶數量和市值計算，中國移動都是全球最大的移動運營商。此前，英國沃達豐、日本NTT DoCoMo、美國AT&T和Verizon等世界最主要電信運營商已經決定采用LTE技術，此次中國移動加入，將大力推動LTE技術的發(fā)展，LTE在后3G時代也將延續(xù)2G時期GSM的主流地位。2009年日本頒發(fā)了4張LTE牌照，開始了LTE的商用準備。
沃達豐CEO阿倫•薩林(Arun Sarin)昨日在巴塞羅那的移動世界大會表示，該集團將與中國移動和Verizon攜手推進LTE技術，LTE將成為行業(yè)未來發(fā)展的明確方向。
目前，移動無線技術的演進路徑主要有三條：一是WCDMA和TD-SCDMA，均從HSDPA演進至HSDPA+，進而到LTE；二是CDMA2000沿著EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B，最終到UMB（Motorola最近提出的新方案是，CDMA2000也通過一定方式演進到LTE，3GPP2也基本放棄了UMB的計劃）；三是802.16m的WiMAX路線。這其中LTE擁有最多的支持者，WiMAX次之。
LTE是由愛立信、諾基亞西門子、華為等世界主要電信設備生產商開發(fā)的技術，CDMA陣營的阿爾卡特朗訊和北電網絡也有投入。CDMA近年來日漸失勢，阿爾卡特朗訊已經在上周沖減了37億美元與CDMA技術標準相關的資產，并將和日本NEC建立研發(fā)LTE的合資公司。
由于美國高通公司在3G時代占據了技術的核心專利，LTE陣營處心積慮搞OFDM繞開高通主要技術，可以肯定高通的地位會比3G時代有所削弱；同時，盡管高通的UMB技術乏有問津，該公司在巴塞羅那也宣布將于2009年推出多模LTE芯片組，高通在該領域仍將保持收益。
3GPP長期演進(LTE)項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發(fā)項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作“準4G”技術。3GPP LTE項目的主要性能目標包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供>100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬。
LTE的研究，包含了一些普遍認為很重要的部分，如等待時間的減少、更高的用戶數據速率、系統(tǒng)容量和覆蓋的改善以及運營成本的降低。
為了達到這些目標，無線接口和無線網絡架構的演進同樣重要�？紤]到需要提供比3G更高的數據速率，和未來可能分配的頻譜，LTE需要支持高于5MHz的傳輸帶寬。
1.Lightware Terminal Equipment -- 光端機
2.Line Terminatinig Equipment -- 線路終接設備
3.Long Term Evolution -- 3GPP長期演進
3GPP長期演進(LTE: Long Term Evolution)項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發(fā)項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作“準4G”技術。3GPP LTE項目的主要性能目標包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供>100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬。
帶著4個問題看TD-LTE未來的發(fā)展
中國移動正在全力推動TD-LTE的發(fā)展，于是，出現了在中國3G還未大規(guī)模啟動的時候，LTE竟然成為最熱的關鍵詞之一。
然而，TD-LTE要想在未來取得較大發(fā)展，必須解決以下幾個問題：
1.HSPA+能否被繞過？
LTE雖然非常具有吸引力，但是相比之下，HSPA+因為具有類似的性能以及投資很少，成為Telstra等運營商的下一步選擇。在時間上，HSPA+比LTE要早一年左右，這也是不得不考慮的問題。
如果LTE還沒有成熟的情況下，中國聯通推出28Mbps的HSPA+，中國移動能夠保持沉默，繼續(xù)等待TD-LTE嗎？
2.LTE商用時間表怎么樣？
根據目前的情況來看，LTE最早會在2010年實現商用，根本的癥結現在看來，一個是標準，一個就是終端芯片。LTE標準預計將在下個月即今年底通過，但是芯片還需要較長的時間。
2月，高通公司在巴塞拉那大會上宣布，高通公司將于2009年推出業(yè)內首款多模LTE芯片組.LTE解決方案計劃于2009年第二季度出樣。
4月，愛立信移動平臺部門宣布，愛立信推出全球首款針對手機的商用LTE平臺，ASIC碼樣本將于2008年期間發(fā)布，商用版本計劃于2009年推出，基于該平臺的產品有望于2010年上市。
從芯片出樣到芯片商用需要至少9個月時間，而從芯片商用到終端面市又需要至少9個月的時間。因此最早的基于FD-LTE的手機商用最早要到2010年。TD-LTE會有一些延遲，不過隨著中國移動大力推動，預計TD-LTE和FD-LTE基本能夠同步。
記得前段時間看過一個文章：國產3G今年年底將推出LTE測試樣機。真是很吃驚，這是非常難于完成的任務。
3.LTE的成本能夠降下來嗎？
這個成本，我指的是每Mbit/s的成本能不能相比3G大幅降低。從現有3G運營商的實踐來看，隨著數據流量的大幅增長，收入并沒有出現相應的增長，這是運營商最為擔心的問題。同樣極力推動LTE的T-Mobile就公開指出，LTE的我指的是每Mbit/s的成本必須要比現在的技術下降10倍，才能對運營商具有吸引力。
當然與3G共享站址、保證3G的部分設備能夠平滑升級到LTE、利用最優(yōu)的回程網絡設施等是解決方式之一，還有，不能動不動就硬件升級，最好能通過軟件升級更新版本也是運營商必須要求的。此外，熱門的毫微微蜂窩基站技術也不錯，能夠對室內的網絡覆蓋進行優(yōu)化。
4.TD-LTE能否走向世界實現大一統(tǒng)？
可以說，中國移動之所以對TD-LTE寄予厚望，是因為相比TD-SCDMA來說，TD-LTE最有希望走向世界，這樣的結果將是規(guī)模經濟，可以將設備和終端價格大幅降低。
全球有不少運營商擁有TDD頻段，運營商對TD-LTE的部署需求很大。再考慮到TD-LTE和FD-LTE的相似性，出現TD-LTE和FD-LTE的多模芯片將是必然，這樣無疑將大大降低終端成本。
記得T-Mobile的CTO說過一句話，LTE正如其名字一樣，是2020年左右的愿景，很長一段時間內，2G和3G還是重點。
TD-LTE的三大技術特點
在無線移動通信標準的發(fā)展演進上，TD-SCDMA的一些特點越來越受到重視，LTE等后續(xù)各項標準也采納了這些技術，并且吸收了一些TD-SCDMA的設計思想。TD的雙工技術、基于OFDM的多址接入技術、基于MIMO/SA的多天線技術是TD-LTE標準的三個關鍵技術。
第一個就是基于TDD的雙工技術。在TDD方式里面，TDD時間切換的雙工方式是在一個幀結構中定義了它的雙工過程。通過國內各家企業(yè)的共同合作與努力，在2007年 10月份，形成一個單獨完整的雙工幀結構的LTE-TDD規(guī)范。在討論TDD系統(tǒng)的同時要考慮FDD(頻分雙工)系統(tǒng)，在TDD/FDD雙模中，LTE規(guī)范提供了技術和標準的共同性。
第二個關鍵技術是OFDM(正交頻分復用技術)。其中有兩個關鍵點，一是OFDM技術和MIMO(多輸入多輸出)技術如何結合，使移動通信系統(tǒng)性能進一步提升；二是OFDM技術在蜂窩移動通信組網的條件下，如何克服同頻組網帶來的問題。
第三個是基于MIMO/SA的多天線技術。智能天線技術是通過賦形，提供覆蓋和干擾協(xié)調能力的技術。
MIMO技術通過多天線提供不同的傳輸能力，提供空間復用的增益，這兩種技術在LTE以及LTE的后續(xù)演進系統(tǒng)中是非常重要的技術。我們同時也很關注MIMO技術和智能天線技術在后續(xù)演進上的結合。
在LTE里面多天線應用的標準化過程中，經過多方努力，在去年4月份，3GPP標準組織最后接受智能天線的應用作為TDD模式的特征之一。
全球首次LTE通話
北京時間9月18日消息，據國外媒體報道，諾基亞西門子通信公司(以下簡稱“諾西”)今天表示，該公司已成功實現了全球首次LTE通話。
諾西稱，這次通話是在其位于德國烏爾姆的研發(fā)機構進行的，使用了一個商業(yè)性基站和符合相關標準的軟件。
諾西無線網絡業(yè)務部門掌門馬克•魯昂內(Marc Rouanne)說，“這證明我們的研發(fā)方向是正確的，我們的戰(zhàn)略將專注于部署，成為首家推出LTE網絡設備的公司�！�
受價格戰(zhàn)和運營商投資速度放慢的影響，移動網絡設備市場出現萎縮，所有電信設備廠商競相向運營商“推銷”LTE網絡。諾西表示，首個LTE網絡將于今年晚些時候開通，大規(guī)模部署則要等到2010年。
諾西沒有在一些頗有影響的交易中中標，但魯昂內指出，該公司正在向全球約80家移動運營商銷售支持LTE的基站，這些基站可以通過軟件升級。
什么是LTE？
LTE是英文Long Term Evolution的縮寫。LTE也被通俗的稱為3.9G，具有100Mbps的數據下載能力，被視作從3G向4G演進的主流技術。
LTE的研究，包含了一些普遍認為很重要的部分，如等待時間的減少、更高的用戶數據速率、系統(tǒng)容量和覆蓋的改善以及運營成本的降低。
3GPP長期演進(LTE)項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發(fā)項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作“準4G”技術。3GPP LTE項目的主要性能目標包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供>100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬。
LTE是由愛立信、諾基亞西門子、華為等世界主要電信設備生產商開發(fā)的技術，CDMA陣營的阿爾卡特朗訊和北電網絡也有投入。CDMA近年來日漸失勢，阿爾卡特朗訊已經在上周沖減了37億美元與CDMA技術標準相關的資產，并將和日本NEC建立研發(fā)LTE的合資公司。
3GPP長期演進(LTE)項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發(fā)項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作“準4G”技術。3GPP LTE項目的主要性能目標包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供>100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬。
hansen --- 2012-03-22 08:23:03
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1 LTE的未來已近在眼前
無線網絡和服務的最新發(fā)展，需要先進的全面融合網絡測試功能——IXIA IxCatapult 可以滿足這一需求。
隨著第三代合作伙伴計劃 (3GPP) 標準出臺的臨近，長期演進 (LTE) 無線技術將事實上成為幾乎所有無線運營商的無線網絡解決方案。相對于目前 3G 網絡的容量和速度，LTE 是它的100余倍，且延遲性更低，并具有從 1.4 ~20 MHz 不等的靈活頻譜�！�4G”網絡屬于純 IP 基礎設施，它將成為市場的主流，并取代目前的無線部署和一些有線網絡。
未來的無線網絡將支持那些有助于提高連接性和效率的高級應用產品，如智能電話、筆記本電腦等類似的工具設備正成為開路先鋒。隨著 LTE的進一步發(fā)展壯大，流入互聯網核心的無線流量所占比例也將越來越大。
3G網絡在世界范圍內將進入大規(guī)模的部署階段。同時，智能電話正在日益成為富媒體應用產品的發(fā)展目標，它允許原來僅限于在工作站中實施的運算工作能夠在移動中進行。社交網絡的爆炸式發(fā)展將會使無線流量按指數級別急劇增長。世界范圍的4G LTE無線技術已經堅定地踏上了征程。隨著4G無線應用產品的到來，世界將以更快的速度縮小，以新穎而強大的方式將用戶吸引到一起。我們在迅速地駛向永不停歇、永遠相連的世界。互動式富媒體移動應用產品將成為規(guī)范，并從超互動性中獲得巨大的增值。
2 未來發(fā)展
如果運營商希望展現完全基于 IP 的扁平化網絡所帶來的無限前景，那么從 3G 網絡和有線網絡過渡到4G技術就成為非常必要的舉措。要提供用戶所需的數據密集型多媒體應用產品，就需要利用這些網絡基礎設施和LTE飛快的發(fā)展速度。要提供這些服務，運營商必須維護高質量的體驗 (QoE) 和高通量的水平。4G LTE 技術革命已經開始，核心內容是在世界范圍內部署安全可靠且高性能的3G 和 4G 無線網絡。
然而，從3G過渡到4G無線網絡將帶來前所未有的復雜性。要降低3G到4G的過渡風險，每個網絡設備供應商和服務商都需要使用有條理的規(guī)劃、模擬和網絡測試工具。如果通過系統(tǒng)的思考，采取點對點的品質保證來進行部署，4G網絡將引進新的模式，具有更高性能的帶寬、更大的組件復雜度和更低的運營成本。
必須在實際的流量條件下通過大量的模擬用戶來進行測試。由于多媒體和點對點的應用程序占據了大部分3G/4G的帶寬使用份額，部署前對實際的流量模擬進行測試是很重要的。這可以確保網絡正確的配置，并且在部署的系統(tǒng)中不出現意外情況。要對下一代融合網絡進行驗證，就需要對無線和有線設備、基礎設施子系統(tǒng)以及完整的點對點吞吐量進行獨立測試。
iPhone是富多媒體設備的完美示例，而且確實僅僅是冰山的一角。無線和有線網絡必須推進和形成基于iPhone的流量，以確保所有網絡用戶都得到平衡的質量體驗。
3 用戶問題
4G技術的迅猛發(fā)展給電信設備制造商 (TEM) 和運營商帶來諸多問題。制造商和運營商都需要以最快的速度將產品推向市場。在規(guī)劃和實施LTE部署時，TEM需要將產品交給運營商，使其能夠快速進入市場的可靠的高性能LTE產品，很可能是那些可以鎖定運營商承諾的產品，以使其能夠建立堅實可靠的LTE網絡，同時率先運營的運營商將吸引新的用戶。
LTE網絡設備需要與以前的技術兼容，TEM必須具有無需使用中間設備而與其他供應商的產品進行交互操作的能力。運營商必須能夠接納不同供應商的產品，使其在網絡內順暢地進行交互操作。而成功的跨無線接入技術 (IPAT) 切換又顯得至關重要。
隨著這種交互操作性的出現，還必須對單個組件和子系統(tǒng)進行極限測試，以確保設備的隨時運行。近年來，iPhone的廣泛使用和爆發(fā)式的SMS活動造成了大量網絡故障時間，而這意味著必須對高峰時的流量模式進行模擬。TEM 和運營商還必須確保所有的用戶都享有令人滿意的服務質量 (QoS) 和體驗質量 (QoE)，還需要使用真實的多媒體用戶模式來測試高度復雜的移動情況，以確保QoS和QoE標準的實施。
在無線網絡發(fā)展和演進過程中必須建立實際容量評測。為了正確地配置網絡，在真實的用戶混合模式和高壓力情況下對網絡進行測試是至關重要的。這使TEM可以正確地描述設備容量，而對于運營商來說，則可以保證網絡的正常運行時間并維持用戶忠誠度。
4 IXIA的LTE測試解決方案
IXIA最近收購了凱達普通信公司 (Catapult Communications)，能夠提供最優(yōu)秀的全面無線測試解決方案。通過此次收購，成為從LTE邊緣到IP核心的新一代測試工具的唯一供應商。這些工具對于為無線和有線網絡部署LTE 設備和應用產品是很必要的。通過提供無與倫比的點對點 LTE 測試，TEM 可以生產具有前瞻性的 LTE 設備，運營商可以確保用戶從 4G 網絡中獲得超級體驗。要實現這個目標，需要對新一代 4G 網絡設備、智能用戶設備和富媒體應用產品進行詳細的驗證。IXIA的 IxCatapult 3G/4G 無線測試工具具有靈活、適應性強和直觀易用的特點，可以測試 4G 網絡的所有方面。
IxCatapult 產品線從 2000 年起就已進入 3G 測試市場，在世界范圍內使用，并在 2008 年 1 月生產出第一個 LTE 測試產品。大部分的世界級重要運營商和 TEM 已經使用 IxCatapult 產品來測試他們的網絡和產品。
IxCatapult 擁有最廣泛的協(xié)議覆蓋面，并可以模擬所有 LTE 網絡要素，可為所有網絡組件提供完整的重疊測試。這使得 TEM 和運營商可以使用單個供應商來滿足其所有 LTE 測試需求，有助于降低成本，并縮減設置時間。
IxCatapult 不僅可以為 2~7 層的所有 LTE/EPC 接口模擬全棧，并且可以對第 1 層的無線接口進行模擬。IxCatapult 可以模擬空中連接的數百臺 LTE 用戶設備，同時起到無線核心網借助于這些協(xié)調測試解決方案，諸如 eNode B 接入點之類的網絡設備可以在完全暴露于滿流量負荷和錯誤狀態(tài)下來進行全面測試。目前，IxCatapult 測試解決方案在世界范圍內由領先的網絡設備制造商和服務商在實驗室內完成。
5 用戶利益
通過具有前瞻性的高級測試解決方案，LTE融和用戶將即刻獲得觸手可得的實惠。TEM 將可以生產經最新標準全面審核的產品，并以越來越短的周期將其推向市場。TEM 還可以確保運營商在無線網絡中使用其產品的過程中，產品可以正常運行。
運營商確信，他們可以隨時選擇成本效益最高的最佳產品，也有能力獨立驗證產品要求，并放心地知道他們的網絡部署使用的是已經過全面測試的設備——不會因意外情況而導致故障。
IxCatapult 最終可以使運營商的擁有成本降到最低——通過單個平臺滿足所有LTE 相關需要，使用單個工具為所有設備和協(xié)議進行多用戶操作。
5 結束語
通過IXIA和Catapult的組合技術，IXIA整合了從無線邊緣到互聯網核心測試所需的所有工具。IxCatapult 測試可支持 2G，3G 和 4G 的廣泛協(xié)議，可測試支持它們的無線網絡組件，并對新出現的 LTE 技術具有前瞻性。IXIA的2~7 層工具（特別是 IxLoad 的應用層測試工具）為 IP 核心提供了完整的協(xié)議模擬補充。
andy17951 --- 2012-04-10 20:50:46
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kk105b --- 2012-04-11 04:11:26
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