Thursday, June 29, 2017

UMTS、3GSM、3GPP、LTE名词解释

UMTS

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System),意即通用移动通信系统。UMTS是国际标准化组织3GPP制定的全球3G标准之一。它的主体包括CDMA接入网络和分组化的核心网络等一系列技术规范和接口协议。UMTS作为一个完整的3G移动通信技术标准,它使用WCDMA作为底层标准,由3GPP定型,代表欧洲对ITU IMT-2000 关于3G蜂窝无线系统需求的回应。UMTS并不仅限于定义空中接口,除WCDMA作为首选空中接口技术获得不断完善外,UMTS还相继引入了TD-SCDMA和HSDPA技术。

3GSM

UMTS有时也叫3GSM,强调结合了3G技术而且是GSM标准的后续标准。UMTS分组交换系统是由GPRS系统所演进而来,故系统的架构颇为相像。

3GPP

3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)是领先的3G技术规范机构,是由欧洲的ETSI,日本的ARIB和TTC,韩国的TTA以及美国的T1在1998年底发起成立的,旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准,即WCDMA、TD-SCDMA等。中国无线通信标准组(CWTS)于1999年加入3GPP。

LTE

目前,移动无线技术的演进路径主要有三条:一是WCDMA和TD-SCDMA,均从HSDPA演进至HSDPA+,进而到LTE (FDD/TDD);二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B,最终到UMB,但高通已经停止UMB(EV-DO Rev.C)技术的研发;三是802.16m的WiMAX路线。这其中LTE拥有最多的支持者,WiMAX次之。

LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目。LTE项目是3G的演进,LTE并非人们普遍误解的4G技术,而是3G与4G技术之间的一个过渡,是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准,这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括:在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps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>100kbps的接入服务;支持成对或非成对频谱,并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。

LTE系统同时定义了频分双工(Frequency Division Duplexing, FDD) 和时分双工(Time Division Duplexing, TDD) 两种方式,但由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个厂家的利益等因素,LTE FDD支持阵营更加强大,标准化与产业发展都领先于LTE TDD。2007年11月,3GPP RAN1会议通过了27家公司联署的LTE TDD融合帧结构的建议,统一了LTE TDD的两种帧结构。融合后的LTE TDD帧结构是以TD-SCDMA的帧结构为基础的,这就为TD-SCDMA成功演进到LTE乃至4G标准奠定了基础。

频分双工(FDD) 和时分双工(TDD) 是两种不同的双工方式。如图1所示,FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送,用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率,依靠频率来区分上下行链路,其单方向的资源在时间上是连续的。FDD在支持对称业务时,能充分利用上下行的频谱,但在支持非对称业务时,频谱利用率将大大降低。

TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD 方式的移动通信系统中, 接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载, 其单方向的资源在时间上是不连续的,时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台,另外的时间由移动台发送信号给基站,基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。

TDD 双工方式的工作特点使TDD具有如下优势:
(1)能够灵活配置频率,使用FDD 系统不易使用的零散频段;
(2)可以通过调整上下行时隙转换点,提高下行时隙比例,能够很好的支持非对称业务;
(3)具有上下行信道一致性,基站的接收和发送可以共用部分射频单元,降低了设备成本;
(4)接收上下行数据时,不需要收发隔离器,只需要一个开关即可,降低了设备的复杂度;
(5)具有上下行信道互惠性,能够更好的采用传输预处理技术,如预RAKE 技术、联合传输(JT)技术、智能天线技术等, 能有效地降低移动终端的处理复杂性。

但是,TDD双工方式相较于FDD,也存在明显的不足:
(1)由于TDD方式的时间资源分别分给了上行和下行,因此TDD方式的发射时间大约只有FDD的一半,如果TDD要发送和FDD同样多的数据,就要增大TDD的发送功率;
(2)TDD系统上行受限,因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站;
(3)TDD系统收发信道同频,无法进行干扰隔离,系统内和系统间存在干扰;
(4)为了避免与其他无线系统之间的干扰,TDD需要预留较大的保护带,影响了整体频谱利用效率。

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