LTE演進(jìn)及其標準化(一)

　　在LTE系統設計之初，其目標和需求就非常明確。作為后3G時(shí)代革命性的技術(shù)，LTE把降低時(shí)延、提高用戶(hù)傳輸數據速率、提高系統容量和覆蓋范圍作為主要目標。具體性能要求如下：

　　a)支持1.4、3、5、10、15和20MHz帶寬，靈活使用已有或新增頻段;并以盡可能相似的技術(shù)支持“成對”頻段和非“成對”頻段，便于系統靈活部署。

　　b)20MHz帶寬條件下，峰值速率達到上行50Mbit/s(2×1天線(xiàn))，下行100Mbit/s(2×2天線(xiàn))。

　　c)在有負荷的網(wǎng)絡(luò )中，下行頻譜效率達到3GPP R6 HSDPA的2~4倍，上行頻譜效率達到R6 HSUPA的2~3倍。

　　d)在單用戶(hù)、單業(yè)務(wù)流以及小IP包條件下，用戶(hù)面單向延遲小于5ms。

　　e)從空閑狀態(tài)到激活狀態(tài)的轉換時(shí)間小于100ms，從休眠狀態(tài)到激活狀態(tài)的轉換時(shí)間小于50ms。

　　f)支持低速移動(dòng)和高速移動(dòng)。低速(0~15km/h)下性能較好，高速(15~120km/h)下性能最優(yōu)，較高速(350~500km/h)下的用戶(hù)能夠保持連接性。

　　除了性能指標要求之外，在操作性、互聯(lián)互通性以及業(yè)務(wù)支持等方面，LTE技術(shù)都提出了具體要求，比如支持與現有3GPP和非3GPP系統的互操作;支持增強型的廣播和多播業(yè)務(wù);降低建網(wǎng)成本;支持增強的IMS和核心網(wǎng);取消電路域，所有業(yè)務(wù)都在分組域實(shí)現，如采用VoIP，支持簡(jiǎn)單的鄰頻共存;為不同類(lèi)型服務(wù)提供QoS 機制，保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量;允許給UE分配非連續的頻譜;優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )結構，增強移動(dòng)性等。因此，與其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)相比，LTE具有更高的傳輸性能，且同時(shí)適合高速和低速移動(dòng)應用場(chǎng)景。

　　3 LTE與HSPA+的性能比較

　　HSPA+作為HSPA技術(shù)的直接演進(jìn)，在R7版本中引入，與LTE共同經(jīng)歷了R8、R9版本的發(fā)展。HSPA+的出發(fā)點(diǎn)在于對投資成本及平滑演進(jìn)的考慮，因此具有一定的局限性，這種演進(jìn)只能算是一種技術(shù)“改良”。與之相比，LTE作為著(zhù)眼于4G的主流演進(jìn)技術(shù)，可以稱(chēng)得上是一種技術(shù)“革命”。 LTE與HSPA+的性能差異體現在吞吐量、時(shí)延、頻譜效率等方面。

　　3.1 吞吐量

　　吞吐量是指單位時(shí)間內成功地傳送數據的數量，是衡量無(wú)線(xiàn)通信系統性能的重要指標。影響吞吐量的因素包括帶寬、調制方式、信號質(zhì)量、信道衰落、噪聲干擾、調度機制等。

　　考慮到向后兼容和升級成本，HSPA+的載波帶寬沿用了WCDMA以來(lái)的5MHz。采用2×2 MIMO配置和16QAM調制方式時(shí)，HSPA+峰值速率為28Mbit/s，采用2×2 MIMO配置和64QAM調制方式時(shí)，峰值速率為42Mbit/s。而LTE系統可以支持20MHz的帶寬，LTE-A可以支持100MHz的帶寬。更大的帶寬使LTE系統擁有比HSPA+更大的傳輸容量。

　　LTE系統下行支持SU-MIMO、MU-MIMO和基于參考信號的波束賦型等多種多天線(xiàn)陣列技術(shù)，支持8種不同的MIMO和波束成型模式，并且可以同時(shí)支持多個(gè)數據流的傳送。LTE中每個(gè)用戶(hù)下行可支持2個(gè)流，而LTE-A中下行可支持8個(gè)流，還可以采用4×4、8×8等類(lèi)型的收發(fā)方式，而目前所定義的HSPA系統只支持發(fā)射分集和2×2 MIMO。MIMO技術(shù)應用的豐富性和多樣性使LTE的吞吐量更優(yōu)。

　　LTE使用自然均衡器，如果RMS時(shí)延擴展小于CP長(cháng)度，就不會(huì )產(chǎn)生系統間干擾。而HSPA+使用Rake接收機，不能完全消除系統間干擾，因此多徑環(huán)境下性能會(huì )下降。LTE系統中，下行采用MLD+SIC接收機，上行采用SIC接收機，這些先進(jìn)的接收機技術(shù)能夠進(jìn)一步降低干擾。