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我們來交流一下LTE的關(guān)鍵技術(shù)。其實說到關(guān)鍵技術(shù)，主要還是物理層的關(guān)鍵技術(shù)，LTE在物理層采用了OFDM和MIMO等技術(shù)，極大地提高了系統(tǒng)的系統(tǒng)和吞吐量。
1、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
3GPP LTE接入網(wǎng)在能夠有效支持新的物理層傳輸技術(shù)的同時，還需要滿足低時延、低復(fù)雜度、低成本的要求。原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯然已無法滿足要求，需要進(jìn)行調(diào)整與演進(jìn)。2006年3月的會議上，3GPP確定了 E-UTRAN的結(jié)構(gòu)，接入網(wǎng)主要由演進(jìn)型eNodeB(eNB)和接入網(wǎng)關(guān)(aGW)構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)類似于典型的IP寬帶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)將對3GPP系統(tǒng)的體系架構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。eNodeB是在NodeB原有功能基礎(chǔ)上，增加了RNC的物理層、MAC層、RRC、調(diào)度、接入控制、承載控制、移動性管理和inter-cell RRM等功能。aGW可以看作是一個邊界節(jié)點，作為核心網(wǎng)的一部分。但在如何處理小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)、負(fù)載控制等問題上各成員還存在分歧，是采用RRM Server進(jìn)行集中式管理，還是采用分散管理，尚未達(dá)成一致。
2、基本的傳輸技術(shù)和多址技術(shù)
之前提到了3GPP RAN1工作組，它是專門負(fù)責(zé)物理層傳輸技術(shù)的甄選、評估和標(biāo)準(zhǔn)制定的。在對各公司提交的候選方案進(jìn)行征集后，確定了以O(shè)FDM為物理層基本傳輸技術(shù)方案。實際上在確定這個方案的時候，3GPP內(nèi)部分為兩大陣營：支持OFDM的和支持CDMA的。支持CDMA的公司主要考慮的是后向兼容性，支持OFDM的公司主要是考慮到某些公司對于CDMA技術(shù)的壟斷性把持。在選擇OFDM作為物理層基本傳輸技術(shù)的同時，大家對OFDM的具體實現(xiàn)上還存在分歧：一部分公司認(rèn)為上行的峰平比較大，對終端的壽命和耗電量有很高的需求，由此建議上行采用低峰平比的單載波技術(shù);另一部分公司則認(rèn)為在上行也可采用濾波、循環(huán)削峰等方法有效降低OFDM峰均比。
最后，經(jīng)過激烈的討論的艱苦的融合，3GPP最終選擇了大多數(shù)公司支持的方案，下行OFDM;上行SC-FDMA。
下行用OFDM是大家沒有意見的，下面我們來聊聊上行。上行SC-FDMA信號可以用“頻域”和“時域”兩種方法生成，頻域生成方法又稱為DFT擴展 OFDM(DFT-S-OFDM);時域生成方法又稱為交織FDMA(IFDMA)。DFT-S-OFDM技術(shù)技術(shù)是在OFDM的IFFT調(diào)制之前對信號進(jìn)行DFT擴展，這樣系統(tǒng)發(fā)射的是時域信號，從而可以避免OFDM系統(tǒng)發(fā)送頻域信號帶來的PAPR問題。
另外在是否采用宏分集問題上也產(chǎn)生了激烈的爭論。由于同步方面的問題，對于LTE的單播業(yè)務(wù)將不采用下行宏分集，但是在多小區(qū)廣播業(yè)務(wù)的時候，可以通過采用較大的循環(huán)前綴，解決小區(qū)間的同步問題，實現(xiàn)下行宏分集。對于上行宏分集的看法，大家卻有分歧。這是緣于宏分集是和軟切換在一起考慮的，我們知道OFDM是實際上可以看作是FDMA的方式，而軟切換對于CDMA來說是利大于弊，但是對于FDMA系統(tǒng)來說呢，很多人認(rèn)為是弊大于利。另外軟切換也需要一個中心節(jié)點來控制，考慮到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，分散化的發(fā)展趨勢，3GPP組織在2005年12月經(jīng)過“示意性”的投票，決定LTE系統(tǒng)暫不考慮宏分集技術(shù)。
3、物理層技術(shù)
OFDM技術(shù)是LTE系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)與主要特點，OFDM系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定對整個系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生決定性的影響，其中載波間隔又是OFDM系統(tǒng)的最基本參數(shù)，經(jīng)過理論分析與仿真比較最終確定為15kHz。上下行的最小資源塊為375kHz，也就是25個子載波寬度，數(shù)據(jù)到資源塊的映射方式可采用集中(localized)方式或離散(distributed)方式。循環(huán)前綴Cyclic Prefix(CP)的長度決定了OFDM系統(tǒng)的抗多徑能力和覆蓋能力。長CP利于克服多徑干擾，支持大范圍覆蓋，但系統(tǒng)開銷也會相應(yīng)增加，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸能力下降。為了達(dá)到小區(qū)半徑100Km的覆蓋要求，LTE系統(tǒng)采用長短兩套循環(huán)前綴方案，根據(jù)具體場景進(jìn)行選擇：短CP方案為基本選項，長CP方案用于支持LTE大范圍小區(qū)覆蓋和多小區(qū)廣播業(yè)務(wù)。
MIMO作為提高系統(tǒng)輸率的最主要手段，也受到了各方代表的廣泛關(guān)注。LTE已確定MIMO天線個數(shù)的基本配置是下行2×2、上行1×2，但也在考慮 4×4的高階天線配置。另外，LTE也正在考慮采用小區(qū)干擾抑制技術(shù)來改善小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)容量。下行方向MIMO方案相對較多，根據(jù)2006年 3月雅典會議報告，LTE MIMO下行方案可分為兩大類：發(fā)射分集和空間復(fù)用兩大類。目前，考慮采用的發(fā)射分集方案包括塊狀編碼傳送分集(STBC, SFBC)，時間(頻率)轉(zhuǎn)換發(fā)射分集(TSTD，F(xiàn)STD)，包括循環(huán)延遲分集(CDD)在內(nèi)的延遲分集(作為廣播信道的基本方案)，基于預(yù)編碼向量選擇的預(yù)編碼技術(shù)。其中預(yù)編碼技術(shù)已被確定為多用戶MIMO場景的傳送方案。
高峰值傳送輸率是LTE下行鏈路需要解決的主要問題。為了實現(xiàn)系統(tǒng)下行100Mbps峰值速率的目標(biāo)，在3G原有的QPSK、16QAM基礎(chǔ)上，LTE系統(tǒng)增加了64QAM高階調(diào)制。LTE上行方向關(guān)注的首要問題是控制峰均比，降低終端成本及功耗，目前主要考慮采用位移BPSK和頻域濾波兩種方案進(jìn)一步降低上行SC-FDMA的峰均比。LTE除了繼續(xù)采用成熟的Turbo信道編碼外，還在考慮使用先進(jìn)的低密度奇偶校驗(LDPC)碼。
