LTE关键技术与方案精华集锦

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在移动通信快速发展的今天，LTE（long term evolution）作为3G向4G演进的主流标准而备受关注。在这个除旧迎新的时间节点，电子发烧友网编辑对LTE关键技术的发展做了汇总，对包括HSPA、LTE语音、LTE-Advanced以及TDD测试方案等各个方面做了详细总结，以飨读者。

目前HSPA+网络在全球已经得到了大范围的部署。LTE网络部署也初现端倪，其发展势头，大有后来居上之势。截至2011年1月，全球范围内共有17个正式商用的LTE网络，分布于15个国家和地区，还有52个预商用LTE试验网，有128个LTE 商用承诺，分布于52个国家。预计到2012年全球范围内将至少有64个商用的LTE网络。目前已有26家厂商可以提供47款LTE商用终端，其中包括4 款手机。HSPA+与LTE在许多关键技术方面都存在着大量的异同点，本文针对这些关键技术的异同点进行对比分析。

由CS域转至VOIP域的LTE语音过渡技术

伴随个人语音业务的迅猛发展，无线数据网络也从GPRS/HSPA走向了LTE。LTE将给我们造就一个高带宽的无线接入网络，更好地支持各种移动应用，但是，这里面也隐藏着危机，最大的危机来自VOIP。　　LTE基于IMS的全IP架构可以实现基于分组域的语音和多媒体业务发展。IMS采用SIP协议作为不同分组接入网络的统一会话控制协议，从而成为业界公认的下一代的语音/多媒体业务控制和网络融合的平台。LTE技术的出现和逐渐成熟才使移动网络E2E的VoIP业务商用部署成为可能。LTE技术的高带宽、高移动性、低时延保证了用户在LTE网络上的通话业务感受能够与传统CS相同。LTE VoIP的实施标志了移动网络向All-IP 网络迈出重要的一步，最终PS域将取代移动CS域，成为真正All-IP网络。　　当前业界主要有三种开展LTE语音业务的实现架构，如下图。

TD-LTE电路域回落多模单待终端实现

TD-LTE网络虽然是全分组交换网络，但语音业务在很长一段时间内仍将是不可或缺的重要业务。为确保在TD-LTE网络上顺利开展高质量的语音业务，目前各标准组织都积极研究并提出了多种语音业务解决方案。可提供语音业务的TD-LTE终端可能的形式，大致分为两种类型，即多模单待终端和多模双待终端。本文重点介绍了TD-LTE网络中电路域业务，特别是语音业务的几种解决方案，阐述了TD-LTE电路域回落多模单待终端的技术实现原理，指出在TD-LTE网络的不同发展时期，我国电信运营企业可采用不同的技术来开展语音业务。

eHRPD:CDMA迈进LTE的桥梁

在国际上，面对Sprint部署WiMAX的压力，素来被称为CDMA阵营风向标的Verizon誓言加速LTE的商用步伐，随着终端的成熟，LTE大有全球蔓延之势。在向着4G迈进的途中，如何保护原有3G网络的投资是运营商最为关心的。对于CDMA运营商来说，eHRPD（演进的高速分组网络）的出现和应用，将为CDMA向LTE迈进提供一个平滑演进策略。当前用户体验已成为全球电信运营商持续发展与差异化竞争的标杆指标。过去两三年，无论是芯片企业还是终端制造企业都在提升用户体验上下了很大力气，iPhone之所以流行，与其良好的用户体验分不开，这是不争的事实。用户体验的内容很广很深，是一个值得长期探索的课题，谁能创造良好的用户体验，谁就能赢得用户。

FDD LTE高铁覆盖解决方案

根据未来高铁的发展趋势和欧美国家目前运营状况，高铁覆盖方案应该能满足350km/h以上速度，最快达到450km/h的高速行驶要求。新型全封闭车厢对手机信号的衰耗在24dB之上。根据建成后的京津高铁GSM-R专用通信网推断，高铁覆盖方案在最短发车间隔（3分钟）状态下应该满足300名左右旅客的话务量需求，网络接通率超过95%，覆盖率为99.5%，掉话率不高于5%，切换成功率在90%以上。高速列车场景的网络覆盖面临以下挑战。

LTE-A关键技术及前景分析

LTE以其高速率低时延等优点，得到世界各主流通信设备商和运营商的广泛关注。当前各地LTE测试工作不断展开，并逐步开始规模商用。为了保证 LTE及其后续技术的长久生命力，同时也为了满足IMT-A和未来通信的更高需求，3GPP开始了LTE的平滑演进LTE-Advanced（以下简称 LTE-A）的研究，并将其作为4G的首选技术。作为LTE的平滑演进，LTE-A能够保持与LTE良好的兼容性;提供更高的峰值速率和吞吐量，下行的峰值速率为1Gbps，上行峰值速率为 500Mbps;具有更高的频谱效率，下行提高到30bps/Hz，上行提高到15bps/Hz;支持多种应用场景，提供从宏蜂窝到室内场景的无缝覆盖。

LTE-Advanced下行链路多天线技术研究

下行链路MIMO无疑是LTE R8中的一个关键技术构件。已经规定了用于提供超过300Mbit/s峰值数据速率的1、2和4个eNodeB天线端口的传输模式。在LTE-Advanced中，下一步自然是继续进行雄心勃勃的目标设定，以确保其作为领先无线接入技术的地位。为了保证这一点，LTE-Advanced支持下行链路采用多达8个发射天线端口进行数据传输。分析了下行链路中的参考符号结构，描述了码本设计的工作原理，验证了下行链路多天线增强方案的系统性能，最后预测了LTE-Advanced R11中LTE-Advanced下行链路多天线技术的发展趋势。

TD-LTE单卡多模双待终端技术方案

由于TD-LTE采用全IP化的网络体系，只有PS域，可提供高速的数据业务，但对语音业务的支持考虑不足；相比较而言，传统的TD-SCDMA/GSM网络已经成熟，可提供高质量的语音业务支持。而且TD-LTE的网络建设遵循渐进的过程，为保证语音业务的连续性，需要具备TD-LTE与传统TD-SCDMA/GSM（GPRS）网络间进行业务转换的能力。同时，为保证TD-LTE能够良好地为大家所认可，TD-LTE手机提供良好的话音业务也变得很迫切和重要。有鉴于此，根据终端形态不同，业界提出了两种不同的TD-LTE初期语音解决方案：CSFB方案和双待机方案，无论哪种方案，语音业务均由现有的2G/3G网络提供。CSFB方案以数据业务优先，工作在TD-LTE模式，发起语音业务时触发终端转换到2G/3G模式工作。而双待机方案能够在TD-LTE和2G/3G网络下同时待机，提供及时的数据和语音业务支持，获得更好的用户体验。\

LTE中Tail-biting卷积码的译码器设计

TE（Long Term Evolution）是“准4G”的技术，以OFDM/FDMA和MIMO为其核心技术。它对实时业务、高可靠性业务和广播级多播业务都能提供较好的支持。LTE在20 MHz频谱带宽下能够提供下行100 Mb/s和上行50 Mb/s的峰值速率，高速率对信道编码和译码技术提出了更高的要求。对于LTE低时延、高速率和高可靠性的要求，降低译码的实现复杂度和时延以及提高其可靠性对LTE系统性能就显得极其重要，也是一个巨大的挑战。

LTE TDD测试方案介绍

目前，在3G之后，各种通信技术将如何演进是业界非常关注的一个焦点，特别是对于TD-SCDMA来说，能否实现向下一代通信技术的平滑演进，决定了TD究竟具有多长时间的生命力，以及我国的自主创新战略究竟能走多远。2007年11月，3GPPRAN151会议通过了27家公司联署的LTETDD融合帧结构的建议，统一了LTE TDD的两种帧结构。融合后的LTE TDD帧结构是以TD-SCDMA的帧结构为基础的，这就为TD-SCDMA成功演进到LTE乃至4G标准奠定了基础。LTE系统支持FDD和TDD两种双工方式。在这两种双工方式下，系统的大部分设计，尤其是高层协议方面是一致的。另一方面，在系统底层设计，尤其是物理层的设计上，由于FDD和TDD两种双工方式在物理特性上所固有的不同，LTE系统为TDD的工作方式进行了一系列专门的设计，这些设计在一定程度上参考和继承了TD-SCDMA的设计思想，下面我们对这些设计进行简要的描述与讨论。