1. 引言

　　長期演進(jìn)（LTE） [1]蜂窩標(biāo)準(zhǔn)是3GPP 3G演進(jìn)的兩個(gè)組成部分之一，另外一個(gè)是HSPA演進(jìn)。如圖1.0所示。LTE無線接入網(wǎng)絡(luò)（RAN）規(guī)范被安排在2008年初完成，隨后，一致性測試規(guī)范預(yù)計(jì)在2008年8月準(zhǔn)備就緒。

圖1.0 3GPP向 UMTS的演化路線

　　LTE有許多目標(biāo)[2],LTE的重點(diǎn)是在整個(gè)10年期間內(nèi)超越UMTS而滿足無線用戶的各種需要。這包括降低無線用戶以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的成本；另一方面，以服務(wù)差異化的形式提供更佳的各種服務(wù)，同時(shí)提供更低的延時(shí)并提高數(shù)據(jù)速率。

　　以服務(wù)差異化的形式所提供的各種更佳服務(wù)可以通過基于QOS概念的鏈路自適應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。在LTE中，鏈路自適應(yīng)超越HSDPA能夠提供什么，盡管HSDPA能夠在時(shí)域上提供鏈路自適應(yīng)以響應(yīng)不斷變化的信道條件，但是，LTE也能夠提供頻率自適應(yīng)。

　　在數(shù)據(jù)速率領(lǐng)域，LTE預(yù)期提供100Mbps的峰值下行鏈路（DL）速率以及50Mbps的峰值上行鏈路（UL）速率，分別提供5 bit/s/Hz和2.5 bit/s/Hz的頻譜效率，這可以利用OFDM與補(bǔ)充的MIMO技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。較低的延時(shí)通過扁平的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。所采用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于IP （Internet Protocol）以及更短的PHY處理時(shí)間，如圖2.0所示，另外還具有在LTE的eNodeB （eNB）中實(shí)現(xiàn)的各種更高層功能。與UMTS相比，LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)把沿著數(shù)據(jù)路徑的節(jié)點(diǎn)數(shù)量從4減少至2.

　　圖2.0 經(jīng)演化的UTRAN 概觀

　　2. LTE的關(guān)鍵要素

　　對于上行鏈路來說，LTE無線接入將基于單載波頻分多址（SC-FDMA）[5].SC-FDMA波形所具有的良好的峰值與平均功率比（PAPR）推動(dòng)上行鏈路采用SC-FDMA.利用較低的PAPR,射頻功率放大器（RFPA）的操作可以獲得更高的效率，從而使手機(jī)的電池壽命更長。對于下行鏈路來說，可以采用經(jīng)典的OFDMA方案。

　　除了調(diào)制之外，另外一個(gè)關(guān)鍵要素就是依賴于調(diào)度的信道條件的可用性。這容許在共享信道中的時(shí)頻資源在用戶之間動(dòng)態(tài)共享。調(diào)度間隔-正如間接提到的-是基于1ms的時(shí)分以及180KHz的頻分。同樣地，在MAC層的調(diào)度器的實(shí)現(xiàn)是確保下行鏈路性能的關(guān)鍵要素，因?yàn)樗鼪Q定每一個(gè)鏈路所采用的速率。像存在于MAC層的HSDPA混合ARQ一樣，要以多個(gè)并行停止和等待ARQ處理的形式采用軟組合?；旌螦RQ方案是基于針對再次發(fā)射的增量冗余（IR），除了上述關(guān)鍵要素之外，LTE將把多天線支持作為該規(guī)范不可分割的組成部分。接收和發(fā)射分集方案、波束形成以及空間復(fù)用都將得到支持。

　　LTE系統(tǒng)的目標(biāo)之一就是，它需要允許從2G/3G向LTE的靈活升級。正因?yàn)槿绱?，跨?.25 MHz至20

　　MHz的靈活的頻譜分配要可用，且LTE系統(tǒng)應(yīng)該能夠在450 MHz到2.6GHz之間工作。換言之，LTE規(guī)范的帶寬是不可知的 （Bandwidth agnostic） .

　　另一點(diǎn)值得一提的是，與UMTS不同，LTE提供FDD/TDD組合和TDD方案、基于單一OFDMA無線接入技術(shù)的。TDD方案被稱為幀結(jié)構(gòu)2,支持與TD-SCDMA的共存。

　　3. LTE 物理層的關(guān)鍵要素

　　LTE在利用通用無線接入技術(shù)的10ms無線幀的基礎(chǔ)上提供兩類幀結(jié)構(gòu)。這兩類幀結(jié)構(gòu)分別是被稱為類型1的FDD/半FDD以及被稱為類型2的TDD,它們均基于10ms的無線幀，每一無線幀具有20個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙占用0.5 ms.類型2幀結(jié)構(gòu)被提供為與TD-SCDMA共存，如圖3.0所示。注意，TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)在5ms的子幀內(nèi)具有10個(gè)時(shí)隙。這10個(gè)時(shí)隙當(dāng)中的3個(gè)-DwPTS、GP和UpPTS-是專用時(shí)隙，它們在LTE幀結(jié)構(gòu)類型2中被復(fù)制。

圖3.0 TDD 類型 2 幀結(jié)構(gòu)