Thursday, November 14, 2019

UMTS、3GSM、3GPP、LTE名詞解釋

UMTS

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System),意即通用移動通信系統。UMTS是國際標準化組織3GPP制定的全球3G標準之一。它的主體包括CDMA接入網絡和分組化的核心網絡等一系列技術規範和接口協議。UMTS作為一個完整的3G移動通信技術標準,它使用WCDMA作為底層標準,由3GPP定型,代表歐洲對ITU IMT-2000 關於3G蜂窩無線系統需求的回應。UMTS並不僅限於定義空中接口,除WCDMA作為首選空中接口技術獲得不斷完善外,UMTS還相繼引入了TD-SCDMA和HSDPA技術。

3GSM

UMTS有時也叫3GSM,強調結合了3G技術而且是GSM標準的後續標準。UMTS分組交換系統是由GPRS系統所演進而來,故系統的架構頗為相像。

3GPP

3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)是領先的3G技術規範機構,是由歐洲的ETSI,日本的ARIB和TTC,韓國的TTA以及美國的T1在1998年底發起成立的,旨在研究制定並推廣基於演進的GSM核心網絡的3G標準,即WCDMA、TD-SCDMA等。中國無線通信標準組(CWTS)於1999年加入3GPP。

LTE

目前,移動無線技術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 (FDD/TDD);二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B,最終到UMB,但高通已經停止UMB(EV-DO Rev.C)技術的研發;三是802.16m的WiMAX路線。這其中LTE擁有最多的支持者,WiMAX次之。

LTE(Long Term Evolution,長期演進)項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發項目。LTE項目是3G的演進,LTE並非人們普遍誤解的4G技術,而是3G與4G技術之間的一個過渡,是3.9G的全球標準,它改進並增強了3G的空中接入技術,採用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準,這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作“准4G”技術。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;改善小區邊緣用戶的性能;提高小區容量;降低系統延遲,用戶平面內部單向傳輸時延低於5ms,控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低於50ms,從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小於100ms;支持100Km半徑的小區覆蓋;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,並可靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬。

LTE系統同時定義了頻分雙工(Frequency Division Duplexing, FDD) 和時分雙工(Time Division Duplexing, TDD) 兩種方式,但由於無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素,LTE FDD支持陣營更加強大,標準化與產業發展都領先於LTE TDD。2007年11月,3GPP RAN1會議通過了27家公司聯署的LTE TDD融合幀結構的建議,統一了LTE TDD的兩種幀結構。融合後的LTE TDD幀結構是以TD-SCDMA的幀結構為基礎的,這就為TD-SCDMA成功演進到LTE乃至4G標準奠定了基礎。

頻分雙工(FDD) 和時分雙工(TDD) 是兩種不同的雙工方式。如圖1所示,FDD是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發送,用保護頻段來分離接收和發送信道。FDD必須採用成對的頻率,依靠頻率來區分上下行鏈路,其單方向的資源在時間上是連續的。FDD在支持對稱業務時,能充分利用上下行的頻譜,但在支持非對稱業務時,頻譜利用率將大大降低。

TDD用時間來分離接收和發送信道。在TDD 方式的移動通信系統中, 接收和發送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載, 其單方向的資源在時間上是不連續的,時間資源在兩個方向上進行了分配。某個時間段由基站發送信號給移動台,另外的時間由移動台發送信號給基站,基站和移動台之間必須協同一致才能順利工作。

TDD 雙工方式的工作特點使TDD具有如下優勢:
(1)能夠靈活配置頻率,使用FDD 系統不易使用的零散頻段;
(2)可以通過調整上下行時隙轉換點,提高下行時隙比例,能夠很好的支持非對稱業務;
(3)具有上下行信道一致性,基站的接收和發送可以共用部分射頻單元,降低了設備成本;
(4)接收上下行數據時,不需要收發隔離器,只需要一個開關即可,降低了設備的複雜度;
(5)具有上下行信道互惠性,能夠更好的採用傳輸預處理技術,如預RAKE 技術、聯合傳輸(JT)技術、智能天線技術等, 能有效地降低移動終端的處理複雜性。

但是,TDD雙工方式相較於FDD,也存在明顯的不足:
(1)由於TDD方式的時間資源分別分給了上行和下行,因此TDD方式的發射時間大約只有FDD的一半,如果TDD要發送和FDD同樣多的數據,就要增大TDD的發送功率;
(2)TDD系統上行受限,因此TDD基站的覆蓋範圍明顯小於FDD基站;
(3)TDD系統收發信道同頻,無法進行干擾隔離,系統內和系統間存在干擾;
(4)為了避免與其他無線系統之間的干擾,TDD需要預留較大的保護帶,影響了整體頻譜利用效率。

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