LTE革命引發(fā)負效應
——
加入技術(shù)交流群
“與其說(shuō)LTE是3G技術(shù)的‘演進(jìn)’(evolution)，不如說(shuō)是‘革命’(revolution)?！毙畔a(chǎn)業(yè)部電信研究院通信標準研究所無(wú)線(xiàn)與移動(dòng)研究部沈嘉認為。這場(chǎng)“革命”使系統不可避免地喪失了大部分后向兼容性，也就是說(shuō)，從網(wǎng)絡(luò )側和終端側都要做大規模的更新?lián)Q代。因此從技術(shù)歸屬上，可以將LTE看作4G范疇。
LTE是以OFDM為核心的技術(shù)，LTE為了降低用戶(hù)面延遲而取消了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )控制器(RNC)。
在2004年WiMAX對UMTS技術(shù)產(chǎn)生挑戰(尤其是HSDPA技術(shù))時(shí)，3GPP急于開(kāi)發(fā)和WiMAX抗衡的、以OFDM/FDMA為核心技術(shù)、支持20MHz系統帶寬甚至更高性能的技術(shù)，以求達到在B3G(IMT-Advanced)標準化上先發(fā)制人的目的。
標準化狀況
LTE研究階段(SI)于2004年底開(kāi)始，于2006年9月結束。沈嘉介紹：“LTE的可行性研究得出了正面的結論?！?
2005年6月完成了LTE需求的研究，形成了需求報告TR25.913。2006年9月3GPP正式批準了LTE工作階段(WI)，LTE標準的起草正式開(kāi)始。3GPP已于2007年3月完成第2階段(Stage2)的協(xié)議，按照目前的工作計劃，3GPP將于2007年9月最終完成第3階段 (Stage3)協(xié)議，而測試規范將于2008年3月完成。
沈嘉介紹：“在SI階段，各工作組形成了TR25.814、TR25.813、TRR3.018等研究報告。各工作組的SI結論被收集在SI總技術(shù)報告TR25.912。3月完成了Stage2規范TS36.300。此外，3GPP決定將編號36的標準號分給LTE?！?
具體來(lái)說(shuō)，RAN1負責結合需求(TR25.913)對物理層技術(shù)進(jìn)行評估，其評估結果寫(xiě)入評估報告TR25.814。RAN2負責LTE MAC層技術(shù)和層三無(wú)線(xiàn)資源控制方面的研究，工作報告為T(mén)R25.813。RAN3負責層三協(xié)議、信令方面的研究，工作報告為T(mén)RR3.018。RAN4 負責系統性能評估方面研究。
從體系架構來(lái)看，LTE需要與SAE(System Architecture Evolution)相配合。LTE可以接入eRAN，采用全IP架構，支持異構網(wǎng)(IMT和非IMT)的漫游與切換。B3G也會(huì )沿用SAE，從而保持與 LTE的前向兼容。中國電信北京研究院移動(dòng)支撐辦公室副主任孫震強強調：“3GPP在開(kāi)展LTE研究工作的同時(shí)，啟動(dòng)了SAE研究項目。LTE與SAE之間有著(zhù)緊密的聯(lián)系，共同構建了3GPP的系統整體演進(jìn)?！?
關(guān)鍵技術(shù)的確定
LTE研究未來(lái)10年或更長(cháng)時(shí)間內網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)。中國移動(dòng)通信集團設計院有限公司孟德香博士表示：“降低時(shí)延、提高數據速率、改進(jìn)系統容量和覆蓋是LTE的目標。LTE引入接入網(wǎng)eNodeB+核心網(wǎng)aGW的扁平化的系統架構?！?
LTE采用SC-FDMA(上行)和OFDMA(下行)的空中接口技術(shù)、多天線(xiàn)MIMO技術(shù)和增強的多媒體廣播/多播技術(shù)MBMS等關(guān)鍵技術(shù)。而在技術(shù)裁定的背后，有著(zhù)許多鮮為人知的故事。宏分集的取舍就是其中之一。
宏分集的基礎是軟切換。沈嘉介紹：“是否采用宏分集技術(shù)，是LTE討論的焦點(diǎn)，影響到網(wǎng)絡(luò )架構的選擇，對LTE/SAE系統的發(fā)展方向有深遠的影響?！毕滦泻攴旨捎诖嬖陔y以解決的“同步問(wèn)題”，很早就明確，對單播(unicast)業(yè)務(wù)不采用下行宏分集。只是在多小區廣播 (broadcast)時(shí)，由于放松了對頻譜效率的要求，可以通過(guò)采用較大的CP，使下行宏分集成為可能。對于寬帶系統，上行宏分集頻譜資源消耗太大。另外，軟切換需要一個(gè)“中心節點(diǎn)”(如RNC)來(lái)進(jìn)行控制，這和大多數公司推崇的“扁平化”、“分散化”網(wǎng)絡(luò )結構背道而馳。經(jīng)過(guò)仿真結果的比較、激烈的爭論、和“示意性”的表決，3GPP最終決定LTE不考慮宏分集技術(shù)。
LTE基本傳輸和多址技術(shù)的爭論更是一道風(fēng)景。當時(shí)流行著(zhù)兩種主要觀(guān)點(diǎn)：多數公司認為OFDM/FDMA技術(shù)與CDMA技術(shù)相比，可以取得更高的頻譜效率；少數公司認為OFDM系統和CDMA系統性能相當，出于后向兼容的考慮，應該沿用CDMA技術(shù)。
持前一種看法的公司全部支持在下行采用OFDM技術(shù)，但在上行多址技術(shù)的選擇上又分為兩種觀(guān)點(diǎn)：大部分廠(chǎng)商因為對OFDM的上行峰平比PAPR 有顧慮，主張采用具有較低PAPR的單載波技術(shù)；另一些公司建議在上行也采用OFDM技術(shù)，并用一些增強技術(shù)解決PAPR的問(wèn)題。
經(jīng)過(guò)激烈的討論和艱苦的融合，3GPP最終選擇了大多數公司支持的方案，即下行OFDM，上行SC(單載波)-FDMA。
沈嘉表示：“目前，OFDMA/SC-FDMA的參數設計、導頻設計、資源分配、控制信道結構等也已基本確認?！?nbsp;
LTE的潛在問(wèn)題
規則雖然已經(jīng)制定，但LTE仍需要完善。
首先，LTE作為3G頻段上的4G技術(shù)，后向兼容性被弱化。沈嘉認為：“HSPA系統向LTE升級方案之一HSPA+日益重要?！盚SPA+的 5MHz頻譜效率和LTE相同并可使用MIMO；2009年峰值速率達42Mbps(2天線(xiàn)MIMO+16QAM)；HSPA+后向兼容，有利于保護現有 HSPA運營(yíng)商的投資。
其次，問(wèn)題在于SC-FDMA的性能限制，比如調度靈活性，MIMO復雜度等。小區邊緣性能尚有隱憂(yōu)，小區間干擾協(xié)調在復雜網(wǎng)絡(luò )規劃/優(yōu)化中實(shí)現困難；無(wú)擴頻增益帶來(lái)的小區間加擾/干擾消除性能有限。
此外，LTE沒(méi)有針對TDD系統單獨優(yōu)化，而過(guò)度強調FDD/TDD兼容性。對室內覆蓋能力考慮不足，仍沿用室外覆蓋室內假設，對2500MHz頻段過(guò)于樂(lè )觀(guān)。這些潛在問(wèn)題不得不讓業(yè)界認真對待。
可喜的是，設備提供商正在積極面對這些問(wèn)題。上海貝爾阿爾卡特無(wú)線(xiàn)事業(yè)集團CTO段軍樂(lè )觀(guān)地表示：“OFDM的難點(diǎn)現在可以克服。比如FFT需要的處理能力，最新的處理芯片可以提供；功放性能和效率可以用SDR技術(shù)保障(預失真)?！?
當前的網(wǎng)絡(luò )帶寬并不能帶來(lái)多媒體業(yè)務(wù)的充分發(fā)展，運營(yíng)商顯示了對帶寬的渴望，韓國WiBRO，美國Sprint，NGMN組織都將促進(jìn)LTE的良性發(fā)展。通信標準正不斷演進(jìn)，以充分利用技術(shù)演進(jìn)的成果，去適應未來(lái)的用戶(hù)需求。
評論