LTE革命引发负效应

LTE标准化正有条不紊的进行中，很多关键技术都已确定，但仍需克服后向兼容、灵活性等诸多问题。

　　“与其说LTE是3G技术的‘演进’(evolution)，不如说是‘革命’(revolution)。”信息产业部电信研究院通信标准研究所无线与移动研究部沈嘉认为。这场“革命”使系统不可避免地丧失了大部分后向兼容性，也就是说，从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此从技术归属上，可以将LTE看作4G范畴。

　　LTE是以OFDM为的技术，LTE为了降低用户面延迟而取消了无线网络控制器(RNC)。

　　在2004年WiMAX对UMTS技术产生挑战(尤其是HSDPA技术)时，3GPP急于开发和WiMAX抗衡的、以OFDM/FDMA为技术、支持20MHz系统带宽甚至更高性能的技术，以求达到在B3G(IMT-Advanced)标准化上先发制人的目的。

　　标准化状况

　　LTE研究阶段(SI)于2004年底开始，于2006年9月结束。沈嘉介绍：“LTE的可行性研究得出了正面的结论。”

　　2005年6月完成了LTE需求的研究，形成了需求TR25.913。2006年9

月3GPP正式批准了LTE工作阶段(WI)，LTE标准的起草正式开始。3GPP已于2007年3月完成第2阶段(Stage2)的协议，按照目前的工作计划，3GPP将于2007年9月终完成第3阶段 (Stage3)协议，而测试规范将于2008年3月完成。

　　沈嘉介绍：“在SI阶段，各工作组形成了TR25.814、TR25.813、TRR3.018等研究。各工作组的SI结论被收集在SI总技术TR25.912。3月完成了Stage2规范TS36.300。此外，3GPP决定将编号36的标准号分给LTE。”

　　具体来说，RAN1负责结合需求(TR25.913)对物理层技术进行评估，其评估结果写入评估TR25.814。RAN2负责LTE MAC层技术和层三无线资源控制方面的研究，工作为TR25.813。RAN3负责层三协议、信令方面的研究，工作为TRR3.018。RAN4 负责系统性能评估方面研究。

　　从体系架构来看，LTE需要与SAE(System Architecture Evolution)相配合。LTE可以接入eRAN，采用全IP架构，支持异构网(IMT和非IMT)的漫游与切换。B3G也会沿用SAE，从而保持与 LTE的前向兼容。中国电信北京研究院移动支撑办公室副主任孙震强强调：“3GPP在开展LTE研究工作的同时，启动了SAE研究项目。LTE与SAE之间有着紧密的联系，共同构建了3GPP的系统整体演进。”

　　关键技术的确定

　　LTE研究未来10年或更长时间内网络演进。中国移动通信集团设计院有限公司孟德香博士表示：“降低时延、提高数据速率、改进系统容量和覆盖是LTE的目标。LTE引入接入网eNodeB+网aGW的扁平化的系统架构。”

　　LTE采用SC-FDMA(上行)和OFDMA(下行)的空中接口技术、多天线MIMO技术和增强的多媒体广播/多播技术MBMS等关键技术。而在技术裁定的背后，有着许多鲜为人知的故事。宏分集的取舍就是其中之一。

　　宏分集的基础是软切换。沈嘉介绍：“是否采用宏分集技术，是LTE讨论的焦点，影响到网络架构的选择，对LTE/SAE系统的发展方向有深远的影响。”下行宏分集由于存在难以解决的“同步问题”，很早就明确，对单播(unicast)业务不采用下行宏分集。只是在多小区广播 (broadcast)时，由于放松了对频谱效率的要求，可以通过采用较大的CP，使下行宏分集成为可能。对于宽带系统，上行宏分集频谱资源消耗太大。另外，软切换需要一个“中心节点”(如RNC)来进行控制，这和大多数公司推崇的“扁平化”、“分散化”网络结构背道而驰。经过仿真结果的比较、激烈的争论、和“示意性”的表决，3GPP终决定LTE不考虑宏分集技术。

　　LTE基本传输和多址技术的争论更是一道风景。当时流行着两种主要观点：多数公司认为OFDM/FDMA技术与CDMA技术相比，可以取得更高的频谱效率；少数公司认为OFDM系统和CDMA系统性能相当，出于后向兼容的考虑，应该沿用CDMA技术。持前一种看法的公司全部支持在下行采用OFDM技术，但在上行多址技术的选择上又分为两种观点：大部分厂商因为对OFDM的上行峰平比PAPR 有顾虑，主张采用具有较低PAPR的单载波技术；另一些公司建议在上行也采用OFDM技术，并用一些增强技术解决PAPR的问题。

　　经过激烈的讨论和艰苦的融合，3GPP终选择了大多数公司支持的方案，即下行OFDM，上行SC(单载波)-FDMA。

　　沈嘉表示：“目前，OFDMA/SC-FDMA的参数设计、导频设计、资源分配、控制信道结构等也已基本确认。”

　　LTE的潜在问题

　　规则虽然已经制定，但LTE仍需要完善。

　　首先，LTE作为3G频段上的4G技术，后向兼容性被弱化。沈嘉认为：“HSPA系统向LTE升级方案之一HSPA+日益重要。”HSPA+的 5MHz频谱效率和LTE相同并可使用MIMO；2009年峰值速率达42Mbps(2天线MIMO+16QAM)；HSPA+后向兼容，有利于保护现有 HSPA运营商的投资。

　　其次，问题在于SC-FDMA的性能限制，比如调度灵活性，MIMO复杂度等。小区边缘性能尚有隐忧，小区间干扰协调在复杂网络规划/优化中实现困难；无扩频增益带来的小区间加扰/干扰消除性能有限。

　　此外，LTE没有针对TDD系统单独优化，而过度强调FDD/TDD兼容性。对室内覆盖能力考虑不足，仍沿用室外覆盖室内假设，对2500MHz频段过于乐观。这些潜在问题不得不让业界认真对待。

　　可喜的是，设备提供商正在积极面对这些问题。上海贝尔阿尔卡特无线事业集团CTO段军乐观地表示：“OFDM的难点现在可以克服。比如FFT需要的处理能力，的处理芯片可以提供；功放性能和效率可以用SDR技术保障(预失真)。”

　　当前的网络带宽并不能带来多媒体业务的充分发展，运营商显示了对带宽的渴望，韩国WiBRO，美国Sprint，NGMN组织都将促进LTE的良性发展。通信标准正不断演进，以充分利用技术演进的成果，去适应未来的用户需求。