LTE(Long Term Evolution,长期演进技术)为第三代合作伙伴计划(3GPP)标准,使用“正交频分复用”(OFDM)的射频接收技术,以及2×2和4×4 MIMO的分集天线技术规格。同时支持FDD(频分双工)和TDD(时分双工)。LTE是GSM超越3G与HSDPA迈向4G的进阶版本,曾俗称3.9G,2010年12月6日被国际电信联盟正式称为4G。

设计LTE规范需要遵循3GPP内的基本设计准则,具体如下。

网络体系结构:与3G网络不同,LTE用于支持分组交换业务,能够支持各种不同的QoS业务,如对话、流、实时、非实时以及背景类等。LTE从零开始设计,从起步就支持分组交换,以获得高速数据传输服务。

数据传输速率及延时:LTE的设计目标是当频带宽度为20MHz、采用FDD传输时,下上行峰值数据的传输速率分别为100Mbps和50Mbps。定义用户面延时为IP层测量到的从UE向无线接入网络的边缘节点发送一个小IP包所需要的时间,或者反向发送也可。希望达到的目标是在一个空载网络内,单向用户面延时为5ms。控制面延时的预期目标是从驻留(camped)状态到激活状态的转换时间小于100ms,而休眠状态和激活状态间的转换时间小于50ms。

性能要求:LTE希望达到的性能要求特别体现在频谱效率、移动性和覆盖范围上,这些要求在3GPP Release 6 HSPA内均有所涉及。

——频谱效率:下行用户平均数据传输速率和频谱效率的目标是达到基准HSDPA网络的三至四倍。同样,上行用户平均数据传输速率和频谱效率的目标是基准HSUPA网络的二至三倍。小区边缘吞吐量以第五百分位吞吐量进行测量,应是基准HSDPA和HSUPA网络的二至三倍。

——移动性:LTE对移动性的需求使其能支持不同速度终端的切换/移动。当终端速度较低,在0~15kmph之间移动时,可望达到最佳性能。而当其移动速率较高,至120kmph时,性能损失不大。终端速度高达350kmph时,LTE也有望能够实现连接,不过系统性能会大幅下降。

——覆盖范围:对于小区覆盖范围在5km内的系统,以上性能指标均需满足。对于小区覆盖范围在30km的系统,可以接受用户吞吐量轻微下降,频谱效率性能的明显降低也能容忍,但是必须满足移动性要求。而小区覆盖范围在100km以上系统的建立也不应受现有规范的限制和阻碍。

——MBMS业务:与UTRA的运行相比,LTE也应增强了对多媒体广播及多播业务(Multi-media Broadcast and Multicast Service,MBMS)的支持。

无线资源管理:无线资源管理的需求覆盖各个不同的方面,如增强对端对端QoS的支持,有效地支持更高层传输,对于不同的无线接入技术,均支持负载的分配/平衡及策略的管理/增强功能。

部署场景及与3G的共存:LTE应该在较高层面上支持下列两种部署场景:

——独立部署场景:运营商部署LTE时,或者该地区之前没有任何网络,或者不需要和现存的UTRAN/GERAN(GSM EDGE无线接入网络)网络进行交互。

——与现存的UTRAN和/或GERAN部署场景集成:在同一地理区域的部分或全部覆盖范围内,运营商已经部署有UTRAN和/或GERAN网络。

频谱分配的灵活性及部署:为成为真正全球通用的标准,LTE被设计成能在大量不同的频谱场景上运行,包括它能和现存的3G技术并存,共享频谱。不同区域的服务商经常使用不同的载波频率,他们所能获得的整个带宽频谱也各不相同,这也是为何LTE被设计成具有1.4MHz~20MHz的可扩展带宽。为了灵活选择双工方式,LTE被设计成既可以采用FDD,也能采用TDD。

与3G和2G网络的交互性:多模LTE终端支持UTRAN/GERAN的运行,在终端复杂性和网络性能可以接受的情况下,应能支持对3GPP UTRAN/GERAN系统的测量,支持LTE与上述两系统之间相互切换。