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劉凱畢業(yè)論文開題報告

畢業(yè)設計(論文)題目 Lte最新進展研究報告

劉凱畢業(yè)論文開題報告

學生姓名專業(yè) 班級

劉凱測控技術(shù)與儀器

導師姓名報告日期

趙哲峰

0902

指導教師意見

簽字年月日

專業(yè)(教研室)主任意見

年月日

系主任

意見

年月日

太原理工大學現(xiàn)代科技學院畢業(yè)設計（論文）

1. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及課題意義

1.1 課題來源

第3代移動通信是采用CDMA方式工作在2Mllz的寬帶數(shù)字移動通信系統(tǒng)，理論上可達到2Mbit／s，但實際上的速率只達到384kbit／s。為了進一步對3G技術(shù)進行發(fā)展，3GPP首先引入了IISDPA和增強型上行鏈路這兩種具有很強競爭力的3G增強技術(shù)。遺憾的是，雖然這些技術(shù)能夠人幅度提高上下行速率，但是是以犧牲小區(qū)喬吐率為代價的，而日．由于成本過高，難以火規(guī)模應用。雖然許多國家已經(jīng)提出4G，但是大部分只是處于理論階段。另外，隨著新興的無線接入方案如wj—Fi、WiMAX的產(chǎn)生，3G的無線接人技術(shù)面臨巨人壓力。為提高3G在新興的寬帶無線接人市場的競爭力，同時擺脫Qualcomfl~CDMA約束，3GPP公布了UTRAN方案3GPP I TE(LongTerm Evol ution)，也稱為Evolution3G(E3G)。它是以OFDM為核心技術(shù)的，也就是現(xiàn)有3G技術(shù)的增強和演進，并} 是在原有的3G框架內(nèi)進行的。其目標是對無線接人技術(shù)進行改進，使其能夠達到或超過現(xiàn)有的有線接人技術(shù)的性能，并且實現(xiàn)降低成本的目標。

1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前，移動無線技術(shù)的演進路徑主要有三條：一是WCDMA和TD-SCDMA，均從HSDPA演進至HSDPA+，進而到LTE；二是CDMA2000沿著EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B，最終到UMB（Motorola最近提出的新方案是，CDMA2000也通過一定方式演進到LTE，3GPP2也基本放棄了UMB的計劃）；三是802.16m的WiMAX路線。這其中LTE擁有最多的支持者，WiMAX次之。

LTE是由愛立信、諾基亞西門子、華為等世界主要電信設備生產(chǎn)商開發(fā)的技術(shù)，CDMA陣營的阿爾卡特朗訊和北電網(wǎng)絡也有投入。CDMA近年來日漸失勢，阿爾卡特朗訊已經(jīng)在上周沖減了37億美元與CDMA技術(shù)標準相關的資產(chǎn)，并將和日本NEC建立研發(fā)LTE的合資公司。

英國沃達豐、日本NTT DoCoMo、美國AT&T和Verizon等世界最主要電信運營商已經(jīng)決定采用LTE技術(shù)，此次中國移動加入，將大力推動LTE技術(shù)的發(fā)展，LTE在后3G時代也將延續(xù)2G時期GSM的主流地位。2015年日本頒發(fā)了4張LTE牌照，開始了LTE的商用準備。

由于美國高通公司在3G時代占據(jù)了技術(shù)的核心專利，LTE陣營處心積慮搞OFDM繞開高通主要技術(shù)，可以肯定高通的地位會比3G時代有所削弱；同時，盡管高通的UMB技術(shù)乏有問津，該公司在巴塞羅那也宣布將于2015年推出多模LTE芯片組，高通在該領域仍將保持收益。

2015年7月。NTT DoCoMo和本國NEC、富士通等設備伙伴開始研發(fā)LTE，并積極進行LTE實驗，2015年2月20日NTT DoCoMo選擇愛立信參加LTE基站開發(fā)項

太原理工大學現(xiàn)代科技學院畢業(yè)設計（論文）

目。2015年4月初，愛立信宣布推出全球首款支持L丁E標準的商用平臺。2015年1月，大唐電信和愛立信就成立了LTE TDD聯(lián)合研究中心。2015年2月在巴塞羅納舉行的全球移動大會(MwC)展會上，阿爾卡特朗訊CEO PatrlciaRusso表示，將在中國投入1000人的研發(fā)隊伍進行LTE TDD的研發(fā)，并且表示在2015年底推出產(chǎn)品原型。計劃2015年推出商用測試方案。加上國內(nèi)幾家企業(yè)的大力推動，LTE TDD的'商用化

進程也將大大提速。

全球眾多運營商對LTE技術(shù)極為關注，國際國內(nèi)的設備制造商以及終端制造商，大多數(shù)將LTE的產(chǎn)品路標定為在2015年前后形成商用能力。華為表示，LTE產(chǎn)業(yè)價值鏈將在2015年基本成熟并開始商用，并在201 1年形成一定的市場規(guī)模。愛立信則希望成為商用設備的領先者，預計其將在2015年推出LTE商用系統(tǒng)。在終端方面，三星電子計劃于2015年最終推出小型化的LTE手機，外觀與目前常見的手機相似。三星電子采取了逐步推進的LTE終端發(fā)展路線，將于今年推出體積較大的LTE原型樣機以進行性能測試。明年將推出LTE的數(shù)據(jù)卡產(chǎn)品。NTT表示，其目標是在2015年推出LTE的商用服務。為了實現(xiàn)這一目標，NTT很早就開始了行動：2015年秋，建立了LTE的試驗系統(tǒng)；2015年秋，進行了室內(nèi)、室外測試；2015年8月，開始開發(fā)商用網(wǎng)絡；2015年2月，實現(xiàn)了較好的試驗結(jié)果。下行速率達到250Mb／s、上行速率達到50Mb／s。

3GPP LTE（Long Term evolution）項目是3G標準的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM，MIMO，全IP組網(wǎng)等先進的無線通信技術(shù)。3GPP LTE作為3G無線網(wǎng)絡演進的唯一標準，在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit的峰值速率，其顯著改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，大幅提高了小區(qū)容量，且降低了系統(tǒng)延遲。目前，3GPP LTE項目已進入最后的標準擬定階段。英國沃豐達，日本NTT DoCoMo，美國AT&T和Verizon等世界最主要電信運營商均已決定采用LTE技術(shù)，此外中國移動和中國電信也明確表示，將大力推動LTE技術(shù)的發(fā)展。目前國內(nèi)外各大通信制備商已投入大量的人力物力，進行LTE的系統(tǒng)仿真，預研及測試，以爭取在后3G時代的通信發(fā)展中取得領先地位。

1.3 研究的目的及意義

3GPP LTE是一個高數(shù)據(jù)率，低時延和基于全分組的移動通信系統(tǒng)，具體演進目標主要包括：

（1）頻譜帶寬配置

實現(xiàn)靈活的頻譜帶寬配置，支持1.25Mhz，1.6Mhz，2.5Mhz，5Mhz，10Mhz，15Mhz和20Mhz的帶寬設置，從技術(shù)上保證3GPP LTE系統(tǒng)可以使用第三代移動通信系統(tǒng)的頻譜。

（2）小區(qū)邊緣傳輸速率

提高小區(qū)邊緣傳輸速率，改善用戶在小區(qū)邊緣的體驗，增強3GPP LTE系統(tǒng)的覆蓋性能，主要通過頻分多址和小區(qū)間干擾抑制技術(shù)實現(xiàn)。

（3）數(shù)據(jù)率和頻譜利用率

在數(shù)據(jù)率和頻譜利用率方面，實現(xiàn)下行峰值數(shù)率100Mb/s，上行峰值數(shù)率50Mb/s；頻譜利用率為HSPA的2——4倍，用戶平均吞吐量為HSPA的2——4倍。為保證3GPP LTE系統(tǒng)在頻譜利用率方面的技術(shù)優(yōu)勢，主要通過多天線技術(shù)，

自適應調(diào)制與編碼和基于信道質(zhì)量的頻譜選擇性調(diào)度實現(xiàn)。

（4）時延

提供低時延，使用戶平面內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時延低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms，以增強對實時業(yè)務的支持。

（5）多媒體廣播和多播業(yè)務

進一步增強對多媒體廣播和多播業(yè)務的支持，滿足廣播業(yè)務，多播業(yè)務和單播業(yè)務融合的需求，主要通過物理層幀結(jié)構(gòu)，層2的信道結(jié)構(gòu)和高層的無線資源管理實現(xiàn)。

（6）全分組的包交換

取消電路交換，采用基于全分組的包交換，從而提高系統(tǒng)頻譜利用率。對IP語音（V0IP）業(yè)務的支持與低時延目標的實現(xiàn)導致調(diào)度和層1，層2間信令設計的困難。

（7）共存

實現(xiàn)與第三代移動通信系統(tǒng)和其他通信系統(tǒng)的共存。

為了實現(xiàn)以上目標，3GPP計劃發(fā)展新的無線傳輸技術(shù)和無線網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)。在4G移動通信系統(tǒng)的研究中已經(jīng)提出了許多上述相關技術(shù)。LTE計劃將對現(xiàn)有3G技術(shù)進行極大的發(fā)展與改進，并會實現(xiàn)相當?shù)募夹g(shù)跨越。為此，我們有必要對LTE計劃及技術(shù)發(fā)展投入足夠的關注。

2.主要研究內(nèi)容

3GPP長期演進(LTE: Long Term Evolution)項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術(shù)研發(fā)項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術(shù)可以被看作“準4G”技術(shù)。本文主要介紹OFDM的基本原理，發(fā)展歷史，應用情況，技術(shù)比較優(yōu)勢與不足以及各種關鍵技術(shù)的研究。同時對國內(nèi)外lte最新技術(shù)的研究運用進行論述，并且論述國內(nèi)三大電商目前對此技術(shù)的研究發(fā)展與運用前景。

3.LTE的技術(shù)核心以及國內(nèi)外LTE技術(shù)的研究運用

3.1 lte的技術(shù)核心

LTE采用由NodeB構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于簡化網(wǎng)絡和減小延遲，實現(xiàn)了低時延，低復雜度和低成本的要求。與傳統(tǒng)的3GPP接入網(wǎng)相比，LTE減少了RNC節(jié)點。名義上LTE是對3G的演進，但事實上它對3GPP的整個體系架構(gòu)作了革命性的變革，逐步趨近于典型的IP寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

3GPP初步確定LTE的架構(gòu)如圖1所示，也叫演進型UTRAN結(jié)構(gòu)(E-UTRAN)[3]。接入網(wǎng)主要由演進型NodeB(eNB)和接入網(wǎng)關(aGW)兩部分構(gòu)成。aGW是一個邊界節(jié)點，若將其視為核心網(wǎng)的一部分，則接入網(wǎng)主要由eNB一層構(gòu)成。eNB不僅具有原來NodeB

的功能外，還能完成原來RNC的大部分功能，包括物理層、MAC層、RRC、調(diào)度、接入控制、承載控制、接入移動性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之間將采用網(wǎng)格(Mesh)方式直接互連，這也是對原有UTRAN結(jié)構(gòu)的重大修改。

3.2 國內(nèi)外LTE技術(shù)的研究運用

按用戶數(shù)量和市值計算，中國移動都是全球最大的移動運營商。此前，英國沃達豐、日本NTT DoCoMo、美國AT&T和Verizon等世界最主要電信運營商已經(jīng)決定采用LTE技術(shù)，此次中國移動加入，將大力推動LTE技術(shù)的發(fā)展，LTE在后3G時代也將延續(xù)2G時期GSM的主流地位。

沃達豐CEO阿倫·薩林(Arun Sarin)昨日在巴塞羅那的移動世界大會表示，該集團將與中國移動和Verizon攜手推進LTE技術(shù)，LTE將成為行業(yè)未來發(fā)展的明確方向。

目前，移動無線技術(shù)的演進路徑主要有三條：一是WCDMA和TD-SCDMA，均從HSPA演進至HSPA+，進而到LTE；二是CDMA2000沿著EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B，最終到UMB；三是802.16m的WiMAX路線。這其中LTE擁有最多的支持者，WiMAX次之。

3GPP長期演進(LTE)項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術(shù)研發(fā)項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術(shù)可以被看作“準4G”技術(shù)。3GPP LTE項目的主要性能目標包

括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供>100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬。

LTE的研究，包含了一些普遍認為很重要的部分，如等待時間的減少、更高的用戶數(shù)據(jù)速率、系統(tǒng)容量和覆蓋的改善以及運營成本的降低。

為了達到這些目標，無線接口和無線網(wǎng)絡架構(gòu)的演進同樣重要�？紤]到需要提供比3G更高的數(shù)據(jù)速率，和未來可能分配的頻譜，LTE需要支持高于5MHz的傳輸帶寬。

4.設計工作安排及進度

4.1 工作進度安排：

1、2015年3月5日~2015年3月20日，了解論文題目要求，借閱相關書籍； 2、2015年3月20日~2015年4月15日，查閱大量書籍，并且在網(wǎng)上搜索相關資

料，初步完成開題報告；

3、2015年4月15日~2015年5月8日，通過閱讀所借書籍，基本完成文獻綜述； 4、2015年5月8日~2015年5月15日，查閱大量外文書籍，通過自己的英語能力

和所學知識，完成英文翻譯；

5、2015年5月15日~2015年5月25日，拿出課題的解決方案并進行論證；

6、2015年5月25日~2015年6月2日，整理資料，撰寫論文；

7、2015年6月2日~2015年6月20日，準備答辯。

4.2 工作的內(nèi)容：