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LTE技术标准中的关键技术及其演进杨鹏，李波（电信研究院泰尔实验室无线通信部，北京，100045）摘要：本文介绍了3G演进技术，首先分析了LTE技术的重要特征，高频谱效率和宽带化是其标志性特点；接着对LTE中物理层传输技术和网络结构这两部分中关键技术进行了详细的研究，突出了LTE的技术创新处；最后给出了目前两种不同制式的LTE演进路线图，并重点讨论了TD-LTE的发展现状。
关键字：LTE，关键技术，TD-LTE一、 引言随着互联网时代的到来，用户越来越习惯随处享用宽带接入服务，移动宽带技术将成为首选途径。
预计到2012年，全球宽带用户总数将达到18亿，其中约三分之二将是移动宽带用户，这势必对移动通信网络提出更加苛求的要求：更高的峰值速率和更低的时延，更高的频谱利用率和灵活性，以及更高的系统容量。
因此，3GPP和3GPP2相应启动了3G技术长期演进(LTE，Long Term Evolution)的研究工作[1-5]，这项受人瞩目的技术被称为“演进型3G” (E3G，Evolved 3G)。
本文是以LTE技术为中心，详细介绍了LTE的特征，关键技术及其标准的演进。
二、 LTE技术特征LTE作为3G的下一代演进技术，具有100Mbit/s的数据下载能力。
3GPP启动的LTE 项目的主要性能目标包括：1.通信速率的提高，下行峰值速率达到100Mbps、上行达到50Mbps。
2.提高了频谱效率，下行链路为5(bit/s)/Hz，(3-4倍于R6 HSDPA)；上行链路为2.5(bit/s)/Hz，(2-3倍于R6 HSUPA)。
3.以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。
4.QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如V oIP)的服务质量。
5.系统部署灵活，能够支持1.4MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配，保证将来在系统部署上的灵活性。
LTE（长期演进技术）怎样继续演进？LTE是Long Term Evolution（长期演进技术）的缩写。
在LTE渐渐普及全球市场的今天，它还会怎样继续演进呢？云计算（CC，Cloud Computing）、软件定义网络（SDN，Software Defined Networks）和网络功能虚拟化（NFV，Network Function Virtualization）都是现在的运营商考虑使用的新兴技术，以便让它们的网络永不过时，确保网络有持续的灵活性和经济优化的环境。
无线接入网（RAN）不断地演进。
演进到LTE-A会使其空口的理论吞吐量提高到LTE网络的十倍。
我们已经在市场上看到语音腕表，同时还有很多目前还在制图板上的额外应用和业务。
这是运营商们面临的下一波经济挑战。
根据历史经验，所有的新业务都需要特制的服务器和内置在ASIC硬件上特制处理过程。
这些都是昂贵的，其知识产权只属于提供这些功能的设备商。
新想法和新业务层出不穷，变化非常快，而这些基于硬件的解决方案的反应速度太慢，没有什么优势。
这导致部分运营商开始尝试新的、注重成本的、主要基于“虚拟化”概念的创新。
推动电信网络的未来远景的新兴技术包括：云计算（CC，Cloud Computing）、软件定义网络（SDN，Software Defined Networks）和网络功能虚拟化（NFV，Network Function Virtualization）。
云计算（CC，Cloud Computing）的出现已经有几年了，但是主要被一些大互联网公司（亚马逊、谷歌等）用作在集中式的数据中心处理海量数据流量的工具。
凭借周期性的超量配置调度，这些公司就能够设法做到让只在短时间内需要额外网络资源的客户随时使用它们的网络业务。
云计算用户能够描述他们自己的需求；在“云”上开通一个“虚拟（基于软件）”服务器；客户任务完成后释放这个虚拟服务器；并且仅仅为使用到的资源和时间付费。
面向VoLTE的TD-LTE技术白皮书（2013版）中国移动2013年6月目录1.前言 (5)2.发展愿景 (5)3.面向VoLTE的TD-LTE相关要求 (6)3.1无线网络方面 (6)3.1.1多频段组网 (6)3.1.2连续及深度覆盖 (8)3.1.3基站建设 (9)3.1.4网络性能 (10)3.1.5语音及数据业务互操作 (11)3.1.6 TDD和FDD融合组网 (11)3.2核心网方面 (12)3.2.1 EPC融合核心网 (12)3.2.2 融合用户数据HLR/HSS (12)3.2.3 IMS支持VoLTE/eSRVCC (13)3.2.4 DRA信令网 (13)3.2.5 电路域支持eMSC (14)3.2.6 LTE回传方案 (14)3.2.7 LTE流量服务 (15)3.3终端方面 (16)3.3.1 多模多频段 (16)3.3.2 VoLTE手机总体要求 (16)3.3.3终端互操作要求 (18)3.3.4终端国漫业务要求 (19)3.3.5逐步支持LTE-A部分功能 (19)3.3.6 用户卡 (19)3.4国际漫游方面 (20)3.5运营方面 (20)3.5.1告警管理 (20)3.5.2 安全管理 (21)3.5.3系统升级 (22)3.5.4设备维护重点功能 (22)3.5.5网络自组织 (22)3.5.6 网管北向接口方案 (23)3.5.7 OMC重点功能要求 (24)3.5.8 MR数据要求 (24)3.5.9 信令软采功能要求 (25)4.结束语 (25)附录1：技术要求汇总 (26)附录2：缩略语表 (37)1.前言结合产业和市场发展，中国移动发布近两年面向VoLTE的TD-LTE 网络发展技术要求，涵盖TD-LTE网络建设、终端、业务、用户发展等方面所需的端到端主要技术要求1，旨在高效推进TD-LTE产业端到端设备开发以更好的契合中国移动TD-LTE发展需求。
LTE的网络架构2014-01-13 10:45:27| 分类：LTE|举报|字号订阅1、系统架构：LTE采用扁平化、IP化的网络架构，E-UTRAN用E-NodeB替代原有的RNC-NodeB结构，各网络节点之间的接口使用IP传输，通过IMS承载综合业务，原UTRAN的CS域业务均可由LTE网络的PS域承载。
E-UTRAN，由eNB构成；EPC (Evolved Packet Core)，由MME（Mobility Management Entity），S-GW（Serving Gateway）以及P-GW（PDN Gateway）构成。
E-UTRAN主要的开放接口包括：S1接口：连接E-UTRAN与CN；X2接口：实现E-NodeB之间的互联；LTE-Uu接口：E-UTRAN的无线接口；2、系统网元：网元功能：2.1 eNB主要功能包括空中接口的phy、mac、rlc、rrc各层实体，用户通信过程中的控制面和用户面的建立，管理和释放；以及部分无线资源管理rrm方面的功能。
无线资源管理（RRM）；用户数据流IP头压缩和加密；UE附着时MME选择功能；用户面数据向Serving GW的路由功能；寻呼消息的调度和发送功能（源自MME和O&M的）广播消息的调度和发送功能；用于移动性和调度的测量和测量报告配置功能。
基于AMBR和MBR的上行承载级速率整型。
上行传输层数据包的分类标示2.2 MMENAS信令，NAS信令安全；认证；漫游跟踪区列表管理；3GPP接入网络之间核心网节点之间移动性信令；空闲模式UE的可达性；选择PDN GW 和Serving GW；MME改变时的MME选择功能；2G、3G切换时选择SGSN；承载管理功能（包括专用承载的建立）；2.3 S-GWeNodeB之间切换时本地移动性锚点和3GPP之间移动性锚点；在网络触发建立初始承载过程中，缓存下行数据包；数据包的路由[SGW可以连接多个PDN]和转发；切换过程中，进行数据的前转；上下行传输层数据包的分类标示；在漫游时，实现基于UE，PDN和QCI粒度的上下行计费；合法性监听；2.4 P-GW基于单个用户的数据包过滤；UE IP地址分配；上下行传输层数据包的分类标示；上下行服务级的计费（基于SDF，或者基于本地策略）；上下行服务级的门控；上下行服务级增强，对每个SDF进行策略和整形；基于AMBR的下行速率整形基于MBR的下行速率整上下行承载的绑定；合法性监听；3、系统接口：3.1 S1接口S1用户平面接口位于E-NodeB和S-GW之间，用户平面协议伐如下图所示，传输网络层建立在IP传输之上，UDP/IP之上的GTP-U用来携带用户平面的PDU。
TDD-LTE 基本信令流程图1 概述本文主要针对TD-LTE端到端信令流程图进行分解，为端到端平台提供分析流程呈现依据。
由于部分流程无S1口信令支撑，当前根据相关文档进行的绘制，后续具备条件后进行补充调整。
2 TDD-LTE网络结构概述LTE的系统架构分成两部分，包括演进后的核心网EPC（MME/S-GW）和演进后的接入网E-UTRAN。
演进后的系统仅存在分组交换域。
LTE接入网仅由演进后的节点B（evolved NodeB）组成，提供到UE的E-UTRA控制面与用户面的协议终止点。
eNB之间通过X2接口进行连接，并且在需要通信的两个不同eNB之间总是会存在X2接口。
LTE接入网与核心网之间通过S1接口进行连接，S1接口支持多—多联系方式。
与3G网络架构相比，接入网仅包括eNB一种逻辑节点，网络架构中节点数量减少，网络架构更加趋于扁平化。
扁平化网络架构降低了呼叫建立时延以及用户数据的传输时延，也会降低OPEX与CAPEX。
由于eNB与MME/S-GW之间具有灵活的连接（S1-flex），UE在移动过程中仍然可以驻留在相同的MME/S-GW上，有助于减少接口信令交互数量以及MME/S-GW的处理负荷。
当MME/S-GW与eNB之间的连接路径相当长或进行新的资源分配时，与UE连接的MME/S-GW 也可能会改变。
E-UTRAN2.1 EPC 与E-UTRAN 功能划分与3G 系统相比，由于重新定义了系统网络架构，核心网和接入网之间的功能划分也随之有所变化，需要重新明确以适应新的架构和LTE 的系统需求。
针对LTE 的系统架构，网络功能划分如下图：eNodeB 功能：1） 无线资源管理相关的功能，包括无线承载控制、接纳控制、连接移动性管理、上/下行动态资源分配/调度等； 2） IP 头压缩与用户数据流加密； 3） UE 附着时的MME 选择；4） 提供到S-GW 的用户面数据的路由； 5） 寻呼消息的调度与传输； 6） 系统广播信息的调度与传输； 7） 测量与测量报告的配置。
