標簽: LTE網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 協(xié)議結(jié)構(gòu)
1、引言
隨著個人通信技術(shù)在20多年中不斷發(fā)展成熟,人們在生活中對無線通信的依賴越來越強,目前,全球的移動語音用戶已超過了18億。同時,眾多的使用者也對個人通信技術(shù)的發(fā)展提出了新的要求:通信設(shè)備的微型化、低功耗、高帶寬、快速接入和多媒體化。而最關(guān)鍵的是能被廣大用戶負擔得起的廉價終端設(shè)備和網(wǎng)絡服務。
雖然3G網(wǎng)絡的無線性能已經(jīng)得到了較大的提高,但由于IPR的制約,應對市場的挑戰(zhàn)和滿足用戶需求等領(lǐng)域還是有很多局限性。同時,昂貴的授權(quán)費用也制約了3G技術(shù)的發(fā)展,因而受到了技術(shù)簡單、價格低廉的WiFi和Wimax的強烈挑戰(zhàn)。用戶的需求和市場的挑
戰(zhàn)迫切需要傳輸速率更快、時延更短、頻帶更寬以及運營成本更少的網(wǎng)絡誕生。
2、LTE項目內(nèi)容介紹
LTE項目是3G的演進,它改進并增強了3G的空中接入技術(shù),采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡演進的唯一標準。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小區(qū)邊緣用戶的性能,提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。
2.1LTE的主要技術(shù)特征
3GPP從“系統(tǒng)性能要求”、“網(wǎng)絡的部署場景”、“網(wǎng)絡架構(gòu)”、“業(yè)務支持能力”等方面對LTE進行了詳細的描述。與3G相比,LTE具有如下技術(shù)特征:
(1)通信速率有了提高,下行峰值速率為100Mbps、上行為50Mbps。
(2)提高了頻譜效率,下行鏈路5(bit/s)/Hz,(3--4倍于R6HSDPA);上行鏈路2.5(bit/s)/Hz,是R6HSU-PA2--3倍。
(3)以分組域業(yè)務為主要目標,系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。
(4)QoS保證,通過系統(tǒng)設(shè)計和嚴格的QoS機制,保證實時業(yè)務(如VoIP)的服務質(zhì)量。
(5)系統(tǒng)部署靈活,能夠支持1.25MHz-20MHz間的多種系統(tǒng)帶寬,并支持“paired”和“unpaired”的頻譜分配。保證了將來在系統(tǒng)部署上的靈活性。
(6)降低無線網(wǎng)絡時延:子幀長度0.5ms和0.675ms,解決了向下兼容的問題并降低了網(wǎng)絡時延,時延可達U-plan<5ms,C-plan<100ms。
(7)增加了小區(qū)邊界比特速率,在保持目前基站位置不變的情況下增加小區(qū)邊界比特速率。如MBMS(多媒體廣播和組播業(yè)務)在小區(qū)邊界可提供1bit/s/Hz的數(shù)據(jù)速率。
(8)強調(diào)向下兼容,支持已有的3G系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運作。
與3G相比,LTE更具技術(shù)優(yōu)勢,具體體現(xiàn)在:高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容。
2.2LTE的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)
3GPP對LTE項目的工作大體分為兩個時間段:2005年3月到2006年6月為SI(StudyItem)階段,完成可行性研究報告;2006年6月到2007年6月為WI(WorkItem)階段,完成核心技術(shù)的規(guī)范工作。在2007年中期完成LTE相關(guān)標準制定(3GPPR7),在2008年或2009年推出商用產(chǎn)品。就目前的進展來看,發(fā)展比計劃滯后了大概3個月,但經(jīng)過3GPP組織的努力,LTE的系統(tǒng)框架大部分已經(jīng)完成。
圖 LTE網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與協(xié)議結(jié)構(gòu)
LTE采用由NodeB構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)有利于簡化網(wǎng)絡和減小延遲,實現(xiàn)了低時延,低復雜度和低成本的要求。與傳統(tǒng)的3GPP接入網(wǎng)相比,LTE減少了RNC節(jié)點。名義上LTE是對3G的演進,但事實上它對3GPP的整個體系架構(gòu)作了革命性的變革,逐步趨近于典型的IP寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
3GPP初步確定LTE的架構(gòu)如圖1所示,也叫演進型UTRAN結(jié)構(gòu)(E-UTRAN)。接入網(wǎng)主要由演進型NodeB(eNB)和接入網(wǎng)關(guān)(aGW)兩部分構(gòu)成。aGW是一個邊界節(jié)點,若將其視為核心網(wǎng)的一部分,則接入網(wǎng)主要由eNB一層構(gòu)成。eNB不僅具有原來NodeB的功能外,還能完成原來RNC的大部分功能,包括物理層、MAC層、RRC、調(diào)度、接入控制、承載控制、接入移動性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之間將采用網(wǎng)格(Mesh)方式直接互連,這也是對原有UTRAN結(jié)構(gòu)的重大修改。