新闻中心

EEPW首页 > 手机与无线通信 > 设计应用 > LTE革命引发负效应

LTE革命引发负效应

——
作者:周晓娟时间:2007-05-18来源:通信产业报收藏
标准化正有条不紊的进行中,很多关键技术都已确定,但仍需克服后向兼容、灵活性等诸多问题。

“与其说是3G技术的‘演进’(evolution),不如说是‘革命’(revolution)。”信息产业部电信研究院通信标准研究所无线与移动研究部沈嘉认为。这场“革命”使系统不可避免地丧失了大部分后向兼容性,也就是说,从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此从技术归属上,可以将看作4G范畴。

LTE是以OFDM为核心的技术,LTE为了降低用户面延迟而取消了无线网络控制器(RNC)。

在2004年WiMAX对UMTS技术产生挑战(尤其是HSDPA技术)时,3GPP急于开发和WiMAX抗衡的、以OFDM/FDMA为核心技术、支持20MHz系统带宽甚至更高性能的技术,以求达到在B3G(IMT-Advanced)标准化上先发制人的目的。

标准化状况

LTE研究阶段(SI)于2004年底开始,于2006年9月结束。沈嘉介绍:“LTE的可行性研究得出了正面的结论。”

2005年6月完成了LTE需求的研究,形成了需求报告TR25.913。2006年9月3GPP正式批准了LTE工作阶段(WI),LTE标准的起草正式开始。3GPP已于2007年3月完成第2阶段(Stage2)的协议,按照目前的工作计划,3GPP将于2007年9月最终完成第3阶段 (Stage3)协议,而测试规范将于2008年3月完成。

沈嘉介绍:“在SI阶段,各工作组形成了TR25.814、TR25.813、TRR3.018等研究报告。各工作组的SI结论被收集在SI总技术报告TR25.912。3月完成了Stage2规范TS36.300。此外,3GPP决定将编号36的标准号分给LTE。”

具体来说,RAN1负责结合需求(TR25.913)对物理层技术进行评估,其评估结果写入评估报告TR25.814。RAN2负责LTE MAC层技术和层三无线资源控制方面的研究,工作报告为TR25.813。RAN3负责层三协议、信令方面的研究,工作报告为TRR3.018。RAN4 负责系统性能评估方面研究。

从体系架构来看,LTE需要与SAE(System Architecture Evolution)相配合。LTE可以接入eRAN,采用全IP架构,支持异构网(IMT和非IMT)的漫游与切换。B3G也会沿用SAE,从而保持与 LTE的前向兼容。中国电信北京研究院移动支撑办公室副主任孙震强强调:“3GPP在开展LTE研究工作的同时,启动了SAE研究项目。LTE与SAE之间有着紧密的联系,共同构建了3GPP的系统整体演进。”

关键技术的确定

LTE研究未来10年或更长时间内网络演进。中国移动通信集团设计院有限公司孟德香博士表示:“降低时延、提高数据速率、改进系统容量和覆盖是LTE的目标。LTE引入接入网eNodeB+核心网aGW的扁平化的系统架构。”

LTE采用SC-FDMA(上行)和OFDMA(下行)的空中接口技术、多天线MIMO技术和增强的多媒体广播/多播技术MBMS等关键技术。而在技术裁定的背后,有着许多鲜为人知的故事。宏分集的取舍就是其中之一。

宏分集的基础是软切换。沈嘉介绍:“是否采用宏分集技术,是LTE讨论的焦点,影响到网络架构的选择,对LTE/SAE系统的发展方向有深远的影响。”下行宏分集由于存在难以解决的“同步问题”,很早就明确,对单播(unicast)业务不采用下行宏分集。只是在多小区广播 (broadcast)时,由于放松了对频谱效率的要求,可以通过采用较大的CP,使下行宏分集成为可能。对于宽带系统,上行宏分集频谱资源消耗太大。另外,软切换需要一个“中心节点”(如RNC)来进行控制,这和大多数公司推崇的“扁平化”、“分散化”网络结构背道而驰。经过仿真结果的比较、激烈的争论、和“示意性”的表决,3GPP最终决定LTE不考虑宏分集技术。

LTE基本传输和多址技术的争论更是一道风景。当时流行着两种主要观点:多数公司认为OFDM/FDMA技术与CDMA技术相比,可以取得更高的频谱效率;少数公司认为OFDM系统和CDMA系统性能相当,出于后向兼容的考虑,应该沿用CDMA技术。

持前一种看法的公司全部支持在下行采用OFDM技术,但在上行多址技术的选择上又分为两种观点:大部分厂商因为对OFDM的上行峰平比PAPR 有顾虑,主张采用具有较低PAPR的单载波技术;另一些公司建议在上行也采用OFDM技术,并用一些增强技术解决PAPR的问题。

经过激烈的讨论和艰苦的融合,3GPP最终选择了大多数公司支持的方案,即下行OFDM,上行SC(单载波)-FDMA。

沈嘉表示:“目前,OFDMA/SC-FDMA的参数设计、导频设计、资源分配、控制信道结构等也已基本确认。” 

LTE的潜在问题

规则虽然已经制定,但LTE仍需要完善。

首先,LTE作为3G频段上的4G技术,后向兼容性被弱化。沈嘉认为:“HSPA系统向LTE升级方案之一HSPA+日益重要。”HSPA+的 5MHz频谱效率和LTE相同并可使用MIMO;2009年峰值速率达42Mbps(2天线MIMO+16QAM);HSPA+后向兼容,有利于保护现有 HSPA运营商的投资。 

其次,问题在于SC-FDMA的性能限制,比如调度灵活性,MIMO复杂度等。小区边缘性能尚有隐忧,小区间干扰协调在复杂网络规划/优化中实现困难;无扩频增益带来的小区间加扰/干扰消除性能有限。

此外,LTE没有针对TDD系统单独优化,而过度强调FDD/TDD兼容性。对室内覆盖能力考虑不足,仍沿用室外覆盖室内假设,对2500MHz频段过于乐观。这些潜在问题不得不让业界认真对待。

可喜的是,设备提供商正在积极面对这些问题。上海贝尔阿尔卡特无线事业集团CTO段军乐观地表示:“OFDM的难点现在可以克服。比如FFT需要的处理能力,最新的处理芯片可以提供;功放性能和效率可以用SDR技术保障(预失真)。”

当前的网络带宽并不能带来多媒体业务的充分发展,运营商显示了对带宽的渴望,韩国WiBRO,美国Sprint,NGMN组织都将促进LTE的良性发展。通信标准正不断演进,以充分利用技术演进的成果,去适应未来的用户需求。


评论


相关推荐

技术专区

关闭