1.2LTE网络演进

1.2.1 3GPP标准演进

在3GPP（3rd Generation Partership Project，第三代合作伙伴计划）标准的演进过程中，GSM网络是最早出现的数字移动通信技术，它基于FDD和TDMA技术来实现。由于TDMA的局限性，GSM网络发展受到容量和服务质量方面的严峻挑战；从业务支持种类来看，虽然采用 GPRS/EDGE 引入了数据业务，但是由于采用的是GSM原有的空中接口，因此其带宽受到限制，无法满足数据业务多样性和实时性的需求。

随着技术标准发展，基于CDMA接入方式的3G网络标准进入人们的视线。CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址）采用码分复用方式，它具有抗干扰能力强、频谱效率高等技术优势，所以3G网络标准中的WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000都普遍采用了码分多址技术。

WCDMA和TD-SCDMA早期标准为R99，后来在R4版本中引入IMS，R5版本中引入HSDPA，R6版本中引入HSUPA，R7版本中引入HSPA+，R8版本则面向LTE， CDMA系列的演进经由CDMA2000到CDMA1x再到UMB的方向发展。

2004年底，LTE技术的标准化工作正式启动，并于2007年11月27家公司联署通过了TDD-LTE融合技术提案，同时，对FDD-LTE的进一步优化领域的提案也被会议所接受。2009年3月R8版本发布，标志着LTE标准草案研究完成，进入实质研发阶段。R9版本进一步提出了LTE-advanced（LTE-A）的概念，于2010年10月正式成为IMT-A的主要技术之一，它是在R8版本基础上的演进和增强。R10版本对其加以完善，是LTE-A的关键版本。

移动通信协议的演进路径如图1-2所示。

在关键技术方面，LTE采用 OFDM、MIMO等物理层关键技术以及网络结构的调整获得性能提升。LTE-A则引入了一些新的候选技术，如载波聚合技术、增强型多天线技术、无线网络编码技术和无线网络MIMO增强技术等，使性能指标获得更大改善。

在LTE自主产权研发上，TD-LTE继承、扩展和增强了TD-SCDMA现有核心技术，同时也与MIMO、OFDM主流技术有机结合，奠定了TD-SCDMA后续演进技术标准的基础。目前我国主导的TD-LTE-Advanced技术已成为国际上二个4G主流标准之一，实现了移动通信技术从追赶到引领的跨越发展，成为世界上移动通信领域有重要话语权的国家。

1.2.2LTE技术实现

LTE作为3G网络的下一代演进技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准，改进并增强了3G网络的空中接入能力，被视作从3G网络向4G网络演进的主流技术。

3GPP启动的LTE计划主要是满足低时延、低复杂度、低成本的要求，从而实现更高的用户容量、系统吞吐量和端到端的服务质量保证。其主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100km半径的小区覆盖；能够为350km/h高速移动用户提供100kbit/s的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽等。

因此在LTE的设计目标方面，3GPP从“系统性能要求”“网络的部署场景”“网络架构”“业务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述，如表1-1所示。

目前LTE继续向提升网络容量、增强业务能力、更灵活使用频谱等方向发展。已通过的议题包括LTE许可频谱辅助接入（LAA）、3D-MIMO传输技术、低成本低功耗广覆盖物联网优化、LTE和UTRAN室内定位等技术的研究和标准化工作。

1.2.3LTE频谱划分

3GPP TS36.101中关于E-UTRA的频段划分如表1-2所示，共44个频段。其中FDD系统使用频段1～32，TDD系统使用频段33～44。

从频段划分来看，TDD的频段相对较高，而FDD的频段范围则较分散，涵盖了600MHz～2000MHz，普遍低于TDD的频段。

就国内来看，三大运营商2G/3G/4G网络的无线频谱分配情况如图1-3所示。中国联通和中国电信的FDD-LTE网络均部署在1800MHz，而中国移动的TD-LTE的频段较多，包括频段34、频段40和频段41。

随着技术的发展和演进，各运营商可以灵活调整和运用已有的频谱资源，在各网络制式间动态调整，进行跨载波聚合等功能使用，以发挥频谱资源的最大效能。