一、概述

1、LTE系統(tǒng)的由來

隨著全球微波接入互操作（WiMAX）技術(shù)的迅猛發(fā)展，2004年底，3GPP組織為了更好的與WiMAX進行競爭，同時為了向4G技術(shù)的邁進，發(fā)起了通用移動通信系統(tǒng)（UMTS）的長期演進（LTE，Long Term Evolution）項目的開發(fā)，在2006年開始發(fā)布的R8版本中就有了LTE技術(shù)的標準規(guī)范。它與3GPP2所發(fā)起的移動超寬帶（UMB，Ultra Mobile Broadband）技術(shù)被合稱為3G演進（E3G，Enhanced 3G）技術(shù)。為了實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和出于對碼分多址（CDMA）專利的考慮，3GPP的LTE和3GPP2的UMB都選擇了正交頻分復用（OFDM）技術(shù)來作為它們的空中接口的無線接口技術(shù)（RIT）。所以以3G空中接口所使用的CDMA技術(shù)相比，與其稱E3G是3G技術(shù)的“演進（Evolution）”，其實倒不如說它是3G技術(shù)的“革命（revolution）”。LET在空中接口采用OFDM傳輸方式，完全拋棄了3G的CDMA技術(shù)，在系統(tǒng)架構(gòu)演進（SAE，System Architecture Evolution）中，其核心網(wǎng)也發(fā)生了根本性的改變。所以LTE不具備像高速下行分組接入（HSDPA）那樣的后向兼容性。

2、LTE系統(tǒng)的標準版本

3GPP對于LTE系統(tǒng)的研究是從R8階段開始的，開始于2006年，當時稱為LTE；而3GPP將R10版本以上的LTE稱之為LTE-Advanced；將R13版本及其以后版本標記為“LTE-Advanced Pro”。

欲更多了解3GPP的LTE標準化版本進展情況介紹的請進入。

R10版本以上的LTE-Advanced，是專門為適應于ITU-R建議M.1645而開發(fā)的。ITU-R在2012年發(fā)布的M.2012《IMT-Advanced地面無線接口的詳細規(guī)范》中建議推薦的IMT- Advanced無線接口技術(shù)之一，就是3GPP推薦的、名字也稱為“LTE-Advanced”。LTE-Advanced的無線方面亦包括LTE版本8和LTE版本9的能力，并提供關(guān)于版本8和版本9規(guī)范的信息。實際上日常我們都把4G的LTE-Advanced習慣性的簡稱為LTE了。

欲更多了解ITU-R相關(guān)IMT-Advanced建議的請進入：M.1645；M.2012

3、LTE的目標和性能要求

在TR 25.913中對LTE系統(tǒng)的需求指標進行了定義，概括如下表1-3-1中。同時下一代移動網(wǎng)絡（NGMN，Next Generation Mobile Networks）聯(lián)盟，從運營商的角度也對LTE提出了要求，要求LTE必須是一個具有競爭力的B3G寬帶無線業(yè)務提供者。所以在LTE系統(tǒng)設(shè)計時要考慮以下表1-3-2中幾個總體目標。

表1-3-1：LTE的目標和性能要求

表1-3-2：NGMN從運營商的角度對LTE提出的總體目標要求

二、LTE的系統(tǒng)架構(gòu)

同樣，LTE系統(tǒng)也是由核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)和用戶終端所組成，以構(gòu)成第四代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。然而，此時的LTE系統(tǒng)也稱為演進的分組系統(tǒng)（EPS，Evolved Packet System），其核心網(wǎng)稱之為演進的分組核心網(wǎng)（EPC，Evolved Packet Core）；無線接入網(wǎng)稱之為演進的UTRAN，即E-UTRAN。

1、EPS的架構(gòu)

演進的分組系統(tǒng)（EPS）的網(wǎng)絡架構(gòu)如下圖2-1所示。EPS中的核心網(wǎng)子系統(tǒng)設(shè)備包括移動性管理設(shè)備（MME）、服務網(wǎng)關(guān)（S-GW）、PDN網(wǎng)關(guān)（P-WG）、服務GPRS支持節(jié)點（SGSN）以及用于存儲用戶簽約信息的歸屬用戶服務器（HSS）和用于計費和策略控制的單元（PCRF）等組成。無線網(wǎng)絡子系統(tǒng)主要由E-UTRAN和用戶終端設(shè)備組成。

圖2-1：演進分組系統(tǒng)（EPS）的網(wǎng)絡架構(gòu)

2、E-UTRAN的系統(tǒng)架構(gòu)

在3GPP TS 36.300中和TS 36.401中對E-UTRAN的系統(tǒng)架構(gòu)進行了詳細的描述，其架構(gòu)圖如圖2-2-1所示。E-UTRAN由eNode B構(gòu)成，即與3G系統(tǒng)相比，無線接入網(wǎng)進行了優(yōu)化，采用了扁平化的網(wǎng)絡架構(gòu)，取消了取消了無線網(wǎng)絡控制器（RNC），完全由基站組成，此時的基站稱之為演進型或增強型基站（eNode B，可簡寫為eNB）。

圖2-2-1：E-UTRAN系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構(gòu)

eNode B之間的接口稱為X2接口，每個eNode B都與EPC相連，二者之間的接口稱為S1接口。S1接口的用戶面終止在業(yè)務網(wǎng)關(guān)（S-GW，Serving Gateway）上，S1接口的控制面終止在移動性管理實體（MME，Mobile Management Entity）上。控制面和用戶面另一端終止于eNode B上。E-UTRAN系統(tǒng)及與EPC間的關(guān)系可用下圖2-2-2簡示。

圖2-2-2：E-UTRAN系統(tǒng)及與EPC間的關(guān)系架構(gòu)

三、eNode B的功能

1、E-UTRAN功能的總體原則與描述

在確定E-UTRAN架構(gòu)和E-UTRAN接口功能時的總體原則應遵循下表3-1-1所示的要求。由上圖2-2-2所示的架構(gòu)，根據(jù)我國標準YD/T 2570的規(guī)定，E-UTRAN總體功能描述如下表3-1-2所示。

表3-1-1：確定E-UTRAN架構(gòu)和E-UTRAN接口的總體原則

表3-1-2：E-UTRAN總體功能描述

2、eNode B的總體功能

由于E-UTRAN中只有eNode B組成，那么eNode B所具有的功能就是LTE系統(tǒng)無線接入網(wǎng)絡設(shè)備的功能。eNode B的功能架構(gòu)如下圖3-2，它可以提供下表3-2所示的總體功能要求。eNode B設(shè)備分為TDD模式設(shè)備和FDD模式設(shè)備，具體設(shè)備的具體功能不盡相同，在我國通信行業(yè)標準中分別是由YD/T 2571（TDD）和YD/T 2573（FDD）給出的。

圖3-2：E-UTRAN和EPC的功能架構(gòu)

表3-2：eNode B所提供功能的總體要求

四、E-UTRAN的接口

LTE系統(tǒng)的無線接入網(wǎng)子系統(tǒng)（E-UTRA）的接口應包括UE與網(wǎng)絡間的空中接口（Uu接口）、eNode B與EPC間的S1接口和eNode B之間的X2接口，這些接口都是開放式的標準接口。另外，當采用分布式結(jié)構(gòu)的eNode B基站設(shè)備時，Ir接口是BBU與RRU之間的接口。除Uu接口為無線接口，且分為TDD模式和FDD模式外，其他接口均為有線接口。

1、空中接口

LTE系統(tǒng)空中接口的物理層采用帶有循環(huán)前綴(CP，Cyclic Prefix)的正交頻分多址（OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）技術(shù)作為下行的多址方式。而上行則采用帶有CP的單載波頻分多址（SC-FDMA，Single-Carrier Frequency Division Multiplexing Access）技術(shù)。OFDM技術(shù)適用于頻率選擇性信道和高速數(shù)據(jù)傳輸，這種技術(shù)依靠CP可以有效地克服多徑衰落，同時利用相互正交的且?guī)捿^窄的子載波可以將頻率選擇性信道分解為多個并行的且為平坦衰落的信道。這樣可以降低接收機在頻域均衡的復雜度。

LTE系統(tǒng)空中接口按管理功能分為用戶面和控制面，其協(xié)議棧分別如下圖4-1-1和圖4-1-2所示；其功能匯總于下表4-1中。在我國，Uu接口應滿足YD/T 2560、YD/T 2561和YD/T 2562的要求。

圖4-1-1：E-UTRA用戶面協(xié)議棧

圖4-1-2：E-UTRA控制面協(xié)議棧

表4-1：用戶面和控制面的基本功能

欲詳細了解LTE系統(tǒng)Uu接口物理層要求的請進入。

2、S1接口

在我國，S1接口應滿足YD/T 2566.x系列標準的要求。在YD/T 2566.2對S1接口物理層的要求是：支持任何的層一（與物理層同義）技術(shù)，例如點對點或點對多點技術(shù)，只要使用的技術(shù)都不排斥。

3、X2接口

在我國，X2接口應滿足YD/T 2568.x系列標準的要求。在YD/T 2568.2對X2接口物理層的要求與S1接口基本相同。

4、Ir接口

在我國，Ir接口應滿足YD/T 2731標準的要求。

在我國，根據(jù)3GPP的相關(guān)規(guī)范（R9版本以上），并結(jié)合我國通信網(wǎng)絡的具體情況，編制了一系列的有關(guān)LTE系統(tǒng)的通信行業(yè)標準。

欲具體了解我國LTE系統(tǒng)相關(guān)通信行業(yè)標準索引的請進入。

欲進一步了解我國LTE系統(tǒng)相關(guān)通信行業(yè)工程建設(shè)標準情況的請進入：核心網(wǎng)；無線網(wǎng)