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时间:2020-06-27
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1、LTE系统及关键技术随着移动通信技术的发展,全球微波互联接入技术(WorldinteroperabilityMicrowaveAccess,WiMAX)也得到了迅速的发展。在2004年,第三代合作伙伴计划(3RdGenerationPartnershipProject,3GPP)组织提出了通用移动通信系统(UniversalMobileTelecommunicationSystem,UMTS)的长期演进技术(LongTermEvolution,LTE)。3GPP组织提出LTE技术的目的是为了与WiMAX技术进行竞争,同时改善通信系统的
2、性能。LTE系统的基本结构与性能要求LTE系统的基本结构3GPP组织启动LTE技术的直接原因好像是为了与WiMAX技术竞争,但是其主要原因是移动通信技术与宽带无线接入技术(BroadbandWirelessAccess,BWA)之间的相互融合。宽带无线接入技术是对传统的宽带有线接入技术进行的改进,它的发展过程是:从固定的无线局域网(IEEE802.11x)发展到固定的无线城域网(IEEE802.16d),然后再向无线广域网(IEEE802.11e)发展。宽带无线接入技术具有较高的无线接入数据速率,并且它的发展方向是从固定技术发展到游牧
3、技术,最终发展到可以实现广域网络的移动性。这个发展过程主要体现了宽带无线接入技术移动化的趋势。然而无线移动通信技术则与之不同,因为移动通信技术的主要优势在于移动性和漫游性,并且随着移动通信技术的继续发展,它的主要发展方向是高速化和宽带化。所以3GPP组织和3GPP2组织分别提出了向高速分组接入技术(HighSpeedPacketAccess,HSPA)和高速分组数据技术(HighRatePacketData,HRPD)演进,即在能够保持蜂窝移动通信能力的同时,进一步提高移动通信网络的接入能力,提高数据的传输速率。这也主要体现了移动通信
4、向宽带化发展的趋势。在2004年11月,因为面临着移动通信技术的宽带化和无线接入技术的移动化的挑战,3GPP组织启动了关于LTE技术的研究工作。在LTE技术的研究过程中,一些移动通信运营商和通信设备制造商提出需要保护对于3G技术的投资,并且不应该放弃3G技术的相关优化工作,所以在2006年,3GPP组织又对HSPA技术的演进做了进一步的规。在2006年9月,3GPP组织已经顺利地完成了LTE技术的研究阶段(StudyItem,SI),并且在2008年底已经基本完成了LTE技术的工作阶段(WorkItem,WI)标准的制定,对于具体的商
5、业应用估计要到2010年左右。目前,已经有很多国外通信设备制造商都在加紧进行对LTE系统和SAE系统中的相关设备的研究开发工作。图2.1显示了WCDMA与LTE之间的演进关系。与高速下行分组接入技术不同,LTE技术不具有后向兼容性。LTE技术虽然只制定了关于3G无线接入网部分的长期演进计划,但是对于整个无线通信网络的体系架构来说,核心网和接入网的地位是同等重要的。实际上,3GPP组织在2005年启动的系统演进项目包括两个主要部分:一个是LTE,在3GPP规中使用的名称是E-UTRAN(EvolvedUTRAN);另一个是整体系统结构演
6、进(SystemArchitectureEvolution,SAE),3GPP规里正式使用的名称是演进的分组核心网(EvolvedPacketCorenetwork,EPC),主要目的是研究核心网络的功能和组织结构。完整的UMTS演进体系由E-UTRAN和EPC共同组成,总称为演进的分组系统(EvolvedPacketSystem,EPS)。演进的分组系统的主要目标是为了推动3GPP系统向着更高的数据传输速率、更低的网络传输时延、更加优化的数据传输业务、更大的通信系统容量和更大的通信系统覆盖围、更高的频谱利用率以及更低的通信网络运营成
7、本的方向演进。LTE系统的结构可以分为两个主要部分,包括演进后的核心网部分和演进后的接入网部分。在LTE接入网部分中,网元设备只由演进型基站(evolvedNodeB,eNB)构成,形成了更加扁平化的系统网络结构。演进型基站提供在用户终端设备(UserEquipment,UE)终止的用户面和控制面的通信协议。其中,用户面的通信协议主要包括分组数据汇聚协议(PacketDataConvergenceProtocal,PDCP)、媒体接入控制协议(MediumAccessProtocal,MAC)、无线链路控制协议(RadioLinkCo
8、ntrol,RLC)、物理层协议(PhysicalLayer,PHY)等;控制面的通信协议主要包括无线资源控制协议(RadioResourceControl,RLC)。演进型基站之间通过X2接口互相连接,演进型基站与演进
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