LTETDD标准化及后续技术演进

发布时间：2020-02-14 05:45:54 阅读：次来源：扫地机厂家

诺基亚西门子通信希望与大家合作，推进3GPP的整体标准制定，促进整个产业的持续健康发展

技术和市场的激烈竞争催生LTE

自2004年，众多IT公司基于WiFi商业模型发展出了WiMAX技术，该技术凭借全新增强的空中接口和基于IP的网络对基于传统电信模式的UMTS技术（尤其是HSDPA技术）产生了巨大挑战。为应对此挑战，3GPP决定开发能和WiMAX抗衡的、以先进的OFDM/OFDMA接入为核心技术、支持20MHz系统带宽的、具有相似甚至更高性能的技术以及更扁平高效的网络架构，长期上也可以在未来IMT-Advanced标准化上保持技术的竞争优势。

2004年11月份，3GPP RAN在加拿大多伦多召开了长期演进(Long Term Evolution)研讨会，国际移动运营商纷纷表达了对3G未来演进的关注，包括与当前的无线技术和网络相比，LTE需要在网络建设维护成本、产品复杂度和系统性能方面有重大的改进和提高；对竞争技术及其能力的需要密切关注；如何保证3GPP标准化进程；以及标准化进程是否能跟上竞争技术和市场需求等。

会议对UTRA(LTE空口技术)和UTRAN（LTE接入网技术）的长期演进达成一致并决定开展相关研究,主要集中在性能增强方面：不再考虑系统的后向兼容性；对性能和能力目标进行折衷考虑；与已有的3GPP系统和非3GPP技术实现互操作；以及对RAN-CN接口进行修改，重新考虑RAN和CN的功能划分以优化网络结构等。

融合的LTE TDD技术标准加速发展

在LTE初期，TDD方式的帧结构分为两种，Type1和Type2。Type2为基于TD-SCDMA帧结构的演进。在2007年9月，3GPP RAN第37会议，中国移动联合几家国际运营商和包括诺基亚和诺基亚西门子在内的设备制造商共同提出对LTE TDD进行优化和融合的提案，融合后只保留一种基于Type2的新帧结构的TDD技术。会议要求RAN1后续会议进行评估。

2007年11月，多家公司联合在3GPP工作组会议上提出了LTE TDD融合的技术提案，融合后的LTE TDD的方案最终被正式写入3GPP标准中。同时，对LTE TDD的进一步优化的提案也被会议所接受，并在2007年12月的RAN全会上通过。融合后的LTE TDD最大限度的保留了TD-SCMDA的特征，确保了LTE TDD与TD-SCDMA的兼容共存，因此被广泛认为是TD-SCDMA技术演进的一个里程碑。

为了加速LTE TDD的标准化进程，在国内成立了Chinese Friends协调组（集中了主要的LTE领导厂家，包括中国移动、电信研究院、华为、中兴、大唐、爱立信、诺基亚、以及诺基亚西门子）。在每次RAN工作组会议前Chinese Friends成员提前集中讨论准备提交到3GPP的提案，从而提高了文稿在3GPP的通过率，并且加快了标准化的进程。目前LTE TDD规范进展顺利，与LTE FDD规范基本同步进行，预计LTE规范将在2008年底冻结。

诺基亚西门子致力于推动LTE TDD标准化

诺基亚西门子是LTE TDD的主要推动者之一，从标准到产品开发一直走在前列。诺基亚西门子LTE TDD基站延续了NSN的Flexi基站的风格，采用模块化的设计，基站由系统模块和射频模块组成，可以采用堆叠的方式进行快速布站。诺基亚西门子LTE基站和HSPA基站可以共用硬件设备，HSPA基站通过软件的升级就可以过渡到LTE，基站的发射功率远高于标准要求，增强了小区的覆盖。

诺基亚西门子一向积极参与并领导3GPP LTE相关标准的讨论，大力推动LTE TDD的标准化工作。2007年秋，诺基亚西门子与诺基亚首先向中国企业建议将当时的两种TDD帧结构融合，形成一种与FDD的numerology 一致的新的帧结构。这一建议为3GPP下LTE TDD与FDD两种双工制式的标准实现了最大程度上的一致性，并为LTE TDD的广泛接纳扫清了障碍，极大地加速了LTE TDD的全球标准化进程。这一建议带来的直接影响是，在中国移动的积极推动和协调下，越来越多的公司积极地参与LTE TDD的标准化工作，基于新帧结构的众多技术细节很快在2008年第一季度确定下来。在整个讨论中，诺基亚西门子与诺基亚一同向RAN1和RAN2工作组提交了大量的提案，付出巨大的努力，做出很多贡献。在LTE TDD的设计中，一个技术难点是如何灵活地进行上下行资源分配。诺基亚西门子向RAN1提出一系列提案给出很好的解决方案，例如PDSCH的ACK/NACK bundling 以及上行的multi TTI 调度。

诺基亚西门子一直以来致力于推动LTE TDD标准化，使其成为具有竞争力的全球标准。我们现在相信LTE TDD和FDD作为3GPP的一个标准的两种双工制式，具有最大的一致性和相似的成熟度。而将来对于越来越零散的频谱资源，频段越来越难以配对，在此情况下LTE TDD也将具有越来越大的市场吸引力。诺基亚西门子将一如既往地推动LTE TDD的发展和演进, 积极参与LTE-A TDD后续标准化工作。

迈向IMT-A的技术演进LTE-Advanced

LTE Rel8 由于时间关系，有一部分feature延迟放到后续版本中。并且Rel8中仍有很多技术局限，能否在相当长的时间内持续满足快速增长的用户需求也是一个问题。所以3GPP很早就开始考虑LTE的后续演进问题。3GPP将LTE定位为3.9G技术，距离ITU-R将要定义的IMT-Advanced 4G技术只有一步之遥。而3GPP将准备提交给ITU-R 的LTE后续演进提案命名为LTE-Advanced。2008年3月份的RAN第39次全会上，批准成立了新的关于LTE-A的研究项目。

在2008年2月份WP5D第1次会后，ITU-R发函开始征集IMT-Advanced提案，虽然IMT-A系统的最小需求还有待在同年6月底的迪拜会议上确定，但IMT-Advanced的制定工作已经正式开始了。ITU-R 提案的征集将在2009年10月结束，评估工作将在2009年2月起至2010年6月结束。3GPP准备积极配合ITU-R的时间表，订出下列几个关键时间点：

2008年9月 RAN第41次全会上，ITU-R的需求应该已经确定，3GPP将验证LTE-A的需求是否满足甚至超过IMT-A的需求，并根据情况更新LTE-A的需求。这次全会的另一个输出是3GPP将向ITU-R 先期提交3GPP关于ITU-R IMT-A的概念。

2009年5月RAN第44次全会上，3GPP就将形成对ITU-R完整的提案，并开始3GPP内部的自我评估。

2009年9月 RAN第45次全会也就是ITU-R提案征稿截止前的最后一次全会上，3GPP将对上次全会形成的完整提案进行更新，并加上自我评估的结果，形成ITU-R IMT-A的最终提案。会上将通过相关的SI研究课题技术报告。

自SI研究课题成立以来，LTE-A已经经过了三次讨论：2008年4月份的IMT-A Workshop开始讨论LTE-A的需求以及技术趋势；5月份RAN1会上再次深入讨论LTE-A的需求，会后形成LTE-A需求的TR36.913的草稿；经过对TR36.913的多次讨论，3GPP对LTE-A的需求形成了共识。6月份RAN第40次全会上，TR36.913的大部分内容经过讨论能够确定下来了。

首先对于LTE-A的名称，全会上认为LTE-Advanced通常用于PCG层面进行市场推广。其相应的空口技术称为Advanced E-UTRA，接入网技术称为Advanced E-UTRAN。TR36.193的需求中并没有区分FDD 和TDD。

LTE-A要求与Rel.8 E-UTRA和UTRAN后向兼容，Rel.8 E-UTRA终端可以工作在Advanced E-UTRAN网络并且Advanced E-UTRA终端可以工作在Rel.8 E-UTRAN 网络，而非后向兼容的内容需要在RAN的层面作决定。

LTE-A的需求应当满足甚至超过IMT-A的需求，并充分考虑3GPP运营商对E-UTRA演进的需求。对于36.913中定义的容量需求和系统性能需求，运营商们提出了远远高于E-UTRA的指标，这些指标被视为LTE-A所“期望”达到的性能而作为长期目标，在ITU-R期限内实现的难度非常大。例如峰值数据速率至少达到ITU-R CL中要求的高速下100Mbit/s，低速下 1Gbit/s；而在合适的带宽和天线配置下，系统应该能达到下行峰值1Gbs，上行峰值500Mbps。控制面时延从空闲模式到连接模式下小于50ms, 从休眠模式到连接模式小于10ms。5MHz带宽上最少支持300激活用户（无DRX情况下）。峰值频谱效率目标是达到下行30bps/Hz （8*8天线），上行15bps/Hz（4*4天线）。对于平均频谱效率以及小区边缘频谱效率指标，大家达成共识，认为其优先级要高过峰值频谱效率，RAN1将对目前提议的指标进行评估后再确定具体值。

RAN第40次全会上，诺基亚西门子认识到行业长期发展的趋势，从运营商和设备商利益出发，积极倡议降低成本，避免使用成本过高的技术。对于SON这种有效降低运营商OPEX的关键技术，诺基亚西门子建议将Home eNodeB的场景考虑进去，并提议考虑如何能够经济地部署eNodeB, 例如远端无线模块的射频要求等等问题都需要解决。

而早在2008年4月份的3GPP深圳研讨会上，诺基亚西门子就已经给出了对LTE-A的展望，其中很多观点现在看来已经成为业界共识：

＊LTE-A中最关键的是在rel8基础上对游牧尤其是本地(LA)区域场景下对空口的增强，以满足ITU-R对低速移动情况下数据传输速率的要求。对于广域和局域覆盖下不同无线接入技术间的移动性管理、负载平衡以及策略管理等等需要解决的问题很多。另外还可以采用分布式的网络架构，例如非协调的LA eNB部署用于改善本地区域覆盖。

＊LTE-A应当持续关注如何降低成本，采用低成本Relay回传以及SON 降低运营商OPEX和CAPEX等等

＊小区容量和小区边缘用户吞吐量亟待改进，采用Relay改善覆盖和吞吐量以及采用SU-MIMO改善小区边缘性能。

＊频谱灵活性将解决LTE-A所需要的带宽资源的问题。

我们认为在Rel9就可以做到一些初步的解决方案用以满足常见的后向兼容场景。例如下图中，LTE-A的100MHz带宽可以由5个频段绑定实现，每个都可以后向兼容Rel8，Rel8的终端可以接入任意一个频段。这样利用相对简单的信道绑定方案，在Rel9中首先可以实现使用100MHz的带宽，下行速率大大提高，并解决了后向兼容的问题。

展望未来，诺基亚西门子认为 LTE-A将会是IMT-A中非常具有竞争力的全球候选标准。由于3GPP成功地领导了GSM, WCDMA以及LTE的标准化并形成了良性产业环境，LTE-A毫无疑问能够在未来得到最广泛的应用。3GPP现阶段虽然还没有具体考虑LTE-A TDD和FDD标准的制定，但是之前LTE-TDD和FDD的标准化制定过程中的融合已经做出了很好的先例，诺基亚西门子希望与国内外企业在标准层面进行更紧密的战略合作，再接再厉积极参与LTE-A的TDD标准化工作，推进3GPP的整体标准制定，促进整个产业的持续健康发展。