3GPP LTE核心技術及標準化進展

【摘要】 3GPP LTE主要指的是3G的一種演進型式，其是3G與4G技術兩者間的一個過度，具體點講就是3.9G的全球標準，使得3G的空中接入技術水平得到進一步增強，將OFDM和MIMO當做自身無線網絡演進的唯一標準。不僅對小區邊緣用戶的性能予以了提高，而且，還保證了小區較高的容量，避免了系統的延遲現象，具有重要的現實意義。本文首先指出了幾種3GPP LTE核心技術，其次，對3GPP LTE核心技術的標準化進展進行了一番分析。

【關鍵詞】 3GPP LTE 核心技術 標準化

3GPP LTE的架構通常還可稱之為演進型UTRAN結構；實際中利用演進型NodeB（eNB）和接入網關（AGW）共同組建了接入網系統。其中AGW屬于一個邊界節點，如果將其納入到核心網中，那么，接入網就會在eNB基礎上而形成；eNB除了具備本有的NodeB的功能外，還可實現之前RNC在的絕多數功能，涵蓋了MAC層、RRC、接入移動性管理、物理層、接入控制等環節。

一、3GPP LTE核心技術

1.1 基本傳輸技術和多址技術

這兩項技術在無線通信技術中占有基礎性地位；3GPP相關人員討論多址技術方案過程中，基本上出現了兩種截然不同的觀點：大部分公司覺得OFDM/FDMA技術相較于CDMA技術，能夠實現更強的頻譜效率；只有一小部分公司覺得OFDM 和CDMA這兩項技術的優勢作用不分上下，遵循后向兼容的原則，使用CDMA技術較為理想。認為OFDM/FDMA技術好的公司都指出在下行應使用OFDM技術，在明確上行多址技術時又有不同的觀點：絕大多數廠商由于不放心OFDM的上行峰平，提出了使用PAPR低的單載波技術；還有部分公司（主動參與WiMAX標準化的公司）則認為在上行也應使用OFDM這一技術，同時，還要利用部分增強技術對PAPR中存在的問題進行處理。在不斷的討論協商下，3GPP采用了大部分公司所認可的技術方案，也就是下行以OFDM為首選，上行以SC（單載波）-FDMA為首選。

上行SC-FDMA信號可通過“頻域” 和“時域”兩種生成法，頻域生成法還可稱之為DFT擴展OFDM （DFT-S-OFDM），時域生成法又可稱之為交織FDMA （IFDMA）。多數公司廣泛使用頻域生成法（見下圖）。在OFDM的IFFT還未進行調制前，頻域生成方法就將信號作了DFT擴展，從系統中最后所發出的屬于時域信號，所以，能夠有效防止從OFDM系統發出頻域信號而造成PAPR問題。

1.2 幀結構和系統參數設計

關于數據傳輸延遲環節，LTE的要求極為嚴格，提出單項延遲不得超過5ms，所以，LTE系統實際必須使用最小交織長度（TTI）。大部分公司通常是進行FDD系統的設計，筆者認為應選擇0.5ms的子幀長度（1幀包含20個子幀）。不過，專門研究TDD技術的3GPP工作人員發現該種類型的子幀長度與UMTS內存在的兩種TDD技術的時隙長度間是相沖突的。簡單舉例說明，TD-SCDMA的時隙長度在0.675ms范圍內，倘若LTE TDD系統的子幀長度在0.5ms范圍內，那么，就會使得老系統與新系統間的時隙難以匹配，造成TD-SCDMA與LTE TDD兩個系統無法共同和諧發展。隨著各公司的要求越來越強烈，對于該問題，3GPP達成了一個決議，也就是0.5ms為最基本的子幀長度，不過，出于對與LCR-TDD系統兼容的考慮，使用子幀長度為0.675ms也比較適宜。

在DFT-S-OFDM基礎上進行分析，明確OFDM 和SC-FDMA的子載波寬度為l5kHz，此值較為適中，對系統效率與移動性均很好的兼顧，要遠大于WiMAX系統。關于下行OFDM 的CP長度有長、短兩種形式，具體是4.69ms（以0.675ms子幀為主時達到7.29ms）及16.67ms。將短CP當做了基本選項，將長CP放置于面積大的小區或者多個小區廣播中使用。短CP中的一個子幀涵蓋了7個OFDM符號（以0.675ms子幀為主時是9個）；長CP中的一個子幀涵蓋了6個OFDM符號（以0.675ms子幀為主時為8個）。上行使用的是單載波技術，形成的子幀結構不同于下行。DFT-S-OFDM 的一個子幀涵蓋了6個“長塊”（采用0.675ms子幀時為8個）與兩個“短塊”，其中長塊在傳送數據中使用較為理想，短塊在傳送導頻信號中使用較為理想。

二、3GPP LTE核心技術的標準化進展

3GPP有著一套較為緊湊的工作計劃，主要目的在于應付WiMAX在標準化上的“先發優勢”。3GPP通過反復的會議后提出了加快LTE工作開展步伐，取得了較好的效果，并朝著標準化方向邁進。目前，LTE的進展速度并不快，這主要是因為其注重全面細致的分析研究每個技術點，最后構成大部分公司所認可的有效融合方案，對各公司的正當利益做到了全面兼顧，LTE標準化受到了大部分公司的歡迎。

LTE采用由NodeB構成的單層結構，簡化了網絡和縮短了延遲時間，實現了低時延，低復雜度和低成本的要求。LTE具有高數據速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容的優勢特征。

三、結論

綜上所述可知，雖然LTE工作的研究目前已獲得了很大的成效，但未來社會中還需要積極的探索。倘若3GPP無法在規定期限內順利開展LTE的可行性研究工作，那么，就必須加強研究力度，推進工作的順利進行。

參 考 文 獻

[1] 于志明. 無線通信系統中的信號識別技術研究[D]. 哈爾濱工程大學，2010年

[2] 司中威. LTE上行鏈路自適應技術研究[D]. 北京郵電大學，2007年

[3] 林雁. LTE無線通信系統若干關鍵技術研究[D]. 北京郵電大學，2011年

[4] LTE：更優化的無線通信技術[N]. 人民郵電，2010年

[5] 張國斌. 認知無線電系統資源管理與分配關鍵技術研究[D]. 華南理工大學，2011年