3GPP+LTE标准化进展——物理层

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1、3GPPLTE标准化进展——物理层一、介绍　　正当人们惊讶于WiMAX技术的迅猛崛起时，3GPP也开始了UMTS技术的长期演进（LongTermEvolution，LTE）技术的研究。这项受人瞩目的技术被称为“演进型3G”（Evolved3G，E3G）。但只要对这项技术稍作了解，就会发现，这种以OFDM为核心的技术，与其说是3G技术的“演进”（evolution），不如说是“革命”（revolution），它和3GPP2AIE（空中接口演进）、WiMAX以及最新出现的IEEE802.20MBFDD/MBTDD等技术，由于已经具有某些“4G”特征，甚至可以被看

2、作“准4G”技术。　　自2004年11月启动LTE项目以来，3GPP以频繁的会议全力推进LTE的研究工作，仅半年就完成了需求的制定。2006年6年，3GPPRAN（无线接入网）TSG已经开始了LTE工作阶段（WI），但由于研究阶段（SI）上有个别遗留问题还没有解决，SI将延长到9月结束。按目前的计划，将于2007年9月完成LTE标准的制定（测试规范2008年3月完成），预计2010年左右可以商用。虽然工作进度略滞后于原计划，但经过艰苦的讨论和融合，终于确定了大部分基本技术框架，一个初步的LTE系统已经逐渐展示在我们眼前。二、LTE的需求指标　　LTE项目首先

3、从定义需求开始。主要需求指标包括：　　●支持1.25MHz-20MHz带宽；　　●峰值数据率：上行50Mbps，下行100Mbps。频谱效率达到3GPPR6的2-4倍；　　●提高小区边缘的比特率；　　●用户面延迟（单向）小于5ms，控制面延迟小于1OOms；　　●支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作；　　●支持增强型的广播多播业务；　　●降低建网成本，实现从R6的低成本演进；　　●实现合理的终端复杂度、成本和耗电；　　●支持增强的IMS（IP多媒体子系统）和核心网；　　●追求后向兼容，但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡；　　●取消CS（电路交换

4、）域，CS域业务在PS（包交换）域实现，如采用VoIP；　　●对低速移动优化系统，同时支持高速移动；　　●以尽可能相似的技术同时支持成对（paired）和非成对（unpaired）频段；　　●尽可能支持简单的临频共存。　　3GPP毫不讳言LTE项目的启动是为了应对“其他无线通信标准”的竞争。针对WiMAX“低移动性宽带IP接入”的定位，LTE提出了相对应的需求，如相似的带宽、数据率和频谱效率指标、对低移动性进行优化、只支持PS域，强调广播多播业务等。同时，出于对VoIP和在线游戏的重视，LTE对用户面延迟的要求近乎苛刻。关于向后兼容的要求似乎模棱两可，从目前

5、的情况看，由于选择了大量的新技术，至少在物理层已难以保持从UMTS的平滑过渡。　　最近，运营商又提出加强广播业务的要求，建议增加在单独的下行载波部署移动电视（MobileTV）系统的需求。三、LTE物理层标准化进展　　LTE的研究工作主要集中在物理层、空中接口协议和网络架构几个方面，其中网络架构方面的工作和3GPP系统架构演进（SAE）项目密切相关。本文将对LTE物理层方面的系统设计和研究进展做一简单的介绍。　　3.1　双工方式和帧结构　　目前的LTE物理层技术研究主要针对频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两种双工方式。依据TR25.913中对FDD/T

6、DD共性的需求，TR25.814中的内容基本都假设对FDD和TDD均适用。少数对TDD进行的区别考虑的地方，都进行了特别注明。　　在TDD模式下，每个子帧要么作为上行子帧，要么作为下行子帧。上行或下行子帧可以空出若干个OFDM符号作为空闲（Idle）符号，以留出必要的保护间隔。子帧的结构可能不断变化，因此可能需要通过信令通知系统当前的子帧结构。　　另外，由于TR25.913对系统的临频同址共存提出了需求，使TDDEUTRA系统面临和TDDUTRA系统之间的干扰问题。为了解决这个问题，目前TR25.814考虑了两种TDDEUTRA帧结构：固定（Fixed）帧结

7、构和通用（Generic）帧结构。　　3.1.1　固定帧结构　　这种方法就是分别针对低码片速率（LCR）-TDDUTRA和高码片速率（HCR）-TDDUTRA系统采用与UTRA系统相似的帧结构。也就是说，为了和LCR-TDDUTRA系统兼容，需要采用和LCR-TDDUTRA几乎相同的帧结构，即一个10ms无线帧分为2个5ms的无线子帧，每个无线子帧分为7个时隙（TSO~TS6），每个时隙（对应于FDD模式下的一个子帧）长度为0.675ms。同步和保护周期插在TSO和TS1之间，包括DwPTS、GP和UpPTS。每个时隙包含一个小的空闲周期，可用作上下行切换的

8、保护周期。　　可以看到，这个帧结构基本和原有的LCR