作者：Arnon Friedmann，Sandeep Kumar

全球移動通信系統 （GSM） 與通用移動電信系統 （UMTS） 手機網絡的長期演進 （LTE） 要求無線通信網絡實現重大模式轉型 —— 從電路交換語音網絡向全數據包 （IP） 網絡過渡。隨著所有服務都能通過包化數據得到支持，網絡電話 （VoIP） 也將用于支持語音流量。LTE 的目標，即 4G 標準，是通過蜂窩式網絡實現寬帶級的數據速率，使消費者能夠將移動電話作為首選的網絡接入方式。

由于技術標準化過程還未全部完成， LTE 標準的某些具體細節還有待最終敲定。對設備制造商和服務供應商來說，許多問題只有在 LTE 標準最終確定時才能得到解答。不過，TI等技術供應商推出了功能強大的可編程處理器，從而能夠方便地適應不斷發展變化的 LTE 標準要求，從而能夠幫助廠商及早開發解決方案。

何為長期演進 （LTE）？

LTE 是第三代合作伙伴計劃 （3GPP） 項目。3GPP 是致力于發展 GSM 核心網絡相關規范以及這些網絡支持的無線接入技術的協作組織。LTE 以無線通信系統的未來要求為著眼點，旨在提高無線網絡容量與數據速率，不斷提高服務質量，從而滿足交互視頻等新型多媒體應用的要求。

當前的 3G 無線技術，如寬頻帶 CDMA （WCDMA），都是針對同一無線網絡上的語音與數據混合通信開發而成的。通過采用高速數據包訪問 （HSPA） 技術，WCDMA 的數據處理能力得到了顯著提高，使 3G 網絡的數據通信速率達到了 14.4 Mbps 的下行峰值速度與 5.76 Mbps 的上行速度。

由于 HSPA 的傳輸速度更快，LTE 的目標速率將顯著提高，達到 100 Mbps 的下行峰值速度與 50 Mbps 的上行速度。推動速度不斷提高的技術變革之一在于網絡技術正在向采用 VoIP 語音傳輸的全數據網絡過渡。

如以下時間表所示，原型系統已于 2007 年晚些時候推出。現場測試將于 2008 年底開始進行，最早將于 2010 年開始實際網絡部署工作（圖）。

LTE 的主要概念

與許多先進的后因特網時代的網絡技術一樣，LTE 網絡架構也將從傳統的分級縱向結構向橫向比較平級配置過渡。這種無線接入網絡 （RAN） 的“平坦化”發展是通過將無線網絡控制器 （RNC） 的功能分配到網絡中的多個節點而實現的，而此前這些節點（如基站、媒體網關、交換局等）都不具備這種功能。這種架構的變動還將有助于縮短媒體接入控制 （MAC）處理與物理層 （PHY） 處理之間的時延，這對采用混合自動重傳請求（HARQ） 等重傳技術的糾錯方案而言至關重要。LTE 網絡的另一大變革在于調制技術的變革，即正交頻分多址接入 （OFDMA） 技術替代了碼分多址 （CDMA） 技術。更具體地來說，上行傳輸將采用 OFDMA，而下行傳輸將采用單載波頻分多址 （SC-FDMA） 技術。這兩種頻分技術都采用快速傅立葉變換 （FFT） 技術，將分配的帶寬劃分為較小的單位，實現用戶間的共享。SC-FDMA 可用于降低手機功耗，SC-FDMA 調制技術的峰值平均功耗比 （peak to average power ratio） 要低于 OFDMA。從計算角度來說，頻分技術相對于碼分系統而言，更容易隨帶寬要求而擴展，如更高帶寬的CDMA系統比OFDMA系統需要更高的計算能力。此外，通過使用不同大小的 FFT，我們還能支持 1.25 MHz、1.6MHz、2.5 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz 以及 20 MHz 等多種帶寬分配的實施要求。此外，我們還能采用配對或未配對頻譜分配，這樣做的一個好處是可以幫助運營商更為靈活地開展 LTE 系統的部署工作，根據可用頻譜情況部署不同尺寸的頻帶。最新調制技術的另一個優勢在于能通過多種天線信號處理技術（通常稱作MIMO 或波形技術）提高頻譜效率，這些技術在 OFDMA 系統中的實施工作比在 CDMA 系統中更簡單（其中噪聲分布更平均）。結合其它物理層方面的改進，從 CDMA 向 OFDMA 過渡將有助于顯著提高系統的頻譜效率。

同類相比

要想過渡到新技術上來，那么首先要問這樣一個問題：為什么現有技術已經不適應部署要求了？就 LTE 而言，我們通常要將 LTE 與WiMAX 進行對比。WiMAX 是一種不斷發展的、基于 IEEE802.16e 標準的無線廣域網 （WAN） 技術。但是，如果我們僅在數據傳輸速率等基礎上比較 LTE 與 WiMAX，那么往往會忽略最重要的問題。盡管 LTE 和 WiMAX 在原始數據速率方面基本相當，但除了規模更大外，WiMAX 作為一種固定 WAN 技術更像 Wi-Fi網絡。因此，更多的開發工作都是在 WiMAX 標準的基礎上進行，以支持移動功能，如在不同 WiMAX 網絡間實現無縫轉移。與 WiMAX 一開始作為固定無線聯網技術不同，LTE 一開始就來自 GSM/ UMTS 等移動無線領域。移動性是 LTE 標準開發的起點，而不是后續添加特性。因此，LTE 的移動特性與 WiMAX 不同，更加統一于技術本身，是技術自身的有機組成部分。LTE 的移動能力顯著高于 WiMAX。LTE 開發人員可充分利用其在 GSM 和 WCDMA 技術領域所積累起來的豐富移動經驗和知識。

將風險轉化為收益

當然，開發任何一種新一代技術都會面臨一定風險，但是，推動 LTE 發展的原動力在于該技術可提供全新的差異化移動高速數據服務。TI 等技術提供商將努力降低任何潛在的不利影響，為 LTE 早期開發與部署鋪平道路。以下我們將舉例說明，介紹如何利用 TI 解決方案避免向新技術過渡過程中的相關風險。

TI 標準化工作與 DSP

TI 正積極參與并密切關注 LTE 標準的開發工作進展，以確保基于這些標準的原型設備的實際吞吐性能達到預期性能級別。此外，TI 對標準非常熟悉，完全可作為客戶在初期開發階段的有力合作伙伴，共同開發滿足特定 LTE 發展需求的新技術。TI 對包括高性能多內核優化 DSP 平臺與運營商級軟件在內的創新技術進行了全面整合，從而提供了高效部署 LTE 架構所需的解決方案。例如，TI 的三內核 3 GHz TMS320TCI6488 處理器能夠以單芯片形式支持完整的10MHz OFDMA 技術。

加速產品上市進程

設備制造商如果進入 LTE 系統市場的時間較晚，就會處于劣勢地位。由于TI 技術具有高靈活性、可擴展性以及所運行軟件與固件的可移植性等優勢，因此許多設備供應商都可將現有平臺快速升級為 LTE 產品。事實上，TI 一直在向制造商演示不同代技術節點之間代碼可移植性的優勢，這種代碼可移植性在無線基礎局端設備向 LTE 技術轉型過程中同樣將發揮重要作用。

TI 技術的適應性還使服務供應商能夠在早期采用階段就部署 LTE 系統，并確保在 LTE 標準最終確定時可為已安裝的設備跟進推出相關增強技術。例如，通過早期積極部署 LTE 試驗，有助于運營商全面測試設備的互操作性，并了解消費者對 LTE 應用的需求情況。利用 TI 技術，早期試驗階段部署的設備可輕松進行重新編程或升級，從而滿足標準最終版本的要求，此外也可實施后續增強技術。

一流的 VolP 服務質量

由于語音在 LTE 網絡上會成為另一種封包應用，因此電信運營商必須確保 LTE 系統具備極高可信度、高質量的 VoIP 功能。如果不能達到運營商級或者更高語音質量，用戶很快就會對服務失去信心，從而造成用戶流失。TI 具備卓越的 VoIP 處理能力。從 VoIP 電話到貫穿整個基礎局端，TI 基于高級硬件的處理技術包括功能強大的低功耗 DSP 及其先進的 Telogy VoIP 軟件都已開始支持范圍最廣泛、質量最高的 VoIP 應用。此外，TI 的 PIQUA軟件質量管理技術還能實時收集相關工作數據，提供運營商確保高質量 VoIP 服務所需的信息。

新服務、新收入

LTE 具備極高的數據速率以及其它高級功能，為眾多極具吸引力的、令人激動的應用提供了重要的機遇，并將幫助服務供應商實現更多創收。例如，LTE 非常適用于交互式視頻應用。憑借更低成本的單位 GB 數據傳輸與更高性能，LTE 將有助于筆記本型/臺式電腦常用的簡單應用（如瀏覽或下載音樂等）在移動設備上實現顯著的性能提升。與有限的單向無線廣播與多播服務（如 DVB-H 與 Media-FLO）不同，LTE 數據吞吐率極高，可在統一網絡上同時支持視頻服務與用戶互動活動，這使單向廣播視頻服務的視頻內容更大限度地使用戶參與成為了可能。視頻會議與高質量多用戶游戲平臺也將受益于該技術。人們很快就會迎來 LTE 標準開發工作成功的曙光。設備制造商與服務供應商將明確地看到這種多方面技術所帶來的優勢與商機。在 TI 創新技術的支持下，LTE 技術轉型有望快速高效的實現。最終，用戶將被多種精彩應用所吸引，充分享受到 LTE 更高帶寬優勢以及其它各種高級功能。

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