2.5 LTE的技术特点
2.5.1 LTE 基本指标
为了满足运营商对LTE提出的要求，使LTE成为一个有竞争力的B3G宽带无线业务提供手段。LTE系统将从以下几个主要目标对设计进行考虑。
（1）降低每比特成本。
（2）扩展业务的提供能力，以更低的成本、更佳的用户体验提供更多的业务。
（3）灵活使用现有的和新的频段。
（4）简化架构，开放接口。
（5）实现合理的终端功耗。
（6）尽可能删减标准中选项（Option）的数量。
（7）系统架构需要进行较大改变，以实现LTE的高性能要求。
总结起来，为了实现一个高数据率、低延迟，为分组业务优化的系统，需要完成以下工作。
（1）在空中接口物理层方面，支持灵活的传输带宽，引入新的传输技术和先进的多天线技术。
（2）在空中接口层2/层3方面，对信令设计进行优化。
（3）在RAN架构方面，确定优化的RAN架构和RAN网元之间的功能划分。
（4）优化RF设计。
在TR 25.913中，定义了对LTE系统的需求指标。这些需求可简要总结在表2-3中。
表2-3 LTE需求指标
2.5.2 LTE 系统架构
E-UTRAN架构和E-UTRAN接口的总体原则如下。
（1）信令和数据传输网络的逻辑分割。
（2）E-UTRAN和EPC的功能完全区分于传输功能。E-UTRAN和EPC采用的寻址方法不和传输功能的寻址方法绑定。事实上，某些E-UTRAN或EPC的功能可能会放置在同一个设备中，某些传输功能并不能分成E-UTRAN部分的传输功能和EPC部分的传输功能。
（3）RRC连接的移动性完全由E-UTRAN控制。
（4）当定义E-UTRAN接口时，应尽可能减少接口功能划分的选项数量。
（5）一个接口应该基于通过这个接口控制的实体逻辑模型来设计。
（6）一个物理网元可以包含多个逻辑节点。
E-UTRAN总体系统架构在TS 36.300和TS 36.401中描述。如图2-8所示，E-UTRAN由eNode B构成，eNode B之间由X2接口互连，每个eNode B又和演进型分组核心网（Evolved Packet Corenetwork，EPC）通过S1接口相连。S1接口的用户面终止在服务网关（Serving Gateway，S-GW）上，S1接口的控制面终止在移动性管理实体（Mobility Management Entity，MME）上。控制面和用户面的另一端终止在eNode B上。
图2-8 LTE总体系统架构
2.5.3 LTE 空中接口
LTE空中接口用户面协议栈如图2-9所示，用户面协议包含PDCP子层、RLC子层和MAC子层，这些子层在网络侧终止在eNode B，分别实现头压缩、加密、自动重传请求（ARQ）和混合自动重传请求（HARQ）功能。
图2-9 LTE空中接口用户面协议栈
LTE空中接口控制面协议栈如图2-10所示，将非接入层（Non-Access Stratum，NAS）协议显示在这里，只是为了说明它是UE-EPC通信的一部分。PDCP子层提供加密和完整性保护功能。RLC和MAC子层在控制面中提供的功能和在用户面中相同，RRC提供广播、寻呼、RRC连接管理、无线承载控制、移动性、UE测量上报和控制等功能。
图2-10 LTE空中接口控制面协议栈
E-UTRA系统可以在1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz带宽的频带中运营，为此系统需要分别使用6个、15个、25个、50个、75个和100个资源块（Resource Block，RB）。
图2-11显示了总信道带宽和系统传输带宽（即资源块数量）之间的关系。为了防止本系统带宽内的信号泄漏到相邻信道，对其他系统造成干扰，实际可以使用的系统传输带宽比分配的信道宽度略窄，两侧均和信道的边缘有一定的距离，以留出保护频带。这个保护频带可以用来形成滤波器的滚降。另外，对于下行OFDM系统，中央的直流（DC）子载波留空不用。
图2-11 系统传输带宽和信道带宽之间的关系
信道栅格（Raster）为100kHz，即信道的中心频率只能是100kHz的整数倍。为了支持对称频段和非对称频段中的部署，LTE支持FDD（包括全双工FDD和半双工FDD）和TDD两种双工方式。
2.5.4 移动性和无线资源管理
在LTE系统中，UE和eNode B 需要经常测量无线信道的特性，并向网络高层报告。这些测量主要包括切换测量［包括同频切换、异频切换和RAT（无线接入技术）间切换］、时钟测量和用于无线资源管理（RRM）的测量。RAT间测量需要支持E-UTRA系统和GSM系统、UTRA FDD系统及UTRA TDD系统的切换。
因此，UE的移动性测量分为如下3个类型。
（1）E-UTRAN同频测量。
（2）E-UTRAN异频测量。
（3）和UTRAN或GERAN系统的RAT间测量。
在RRC连接（E-UTRAN RRC-Connected）状态，支持基于各种不连续接收（Discontinuous Reception，DRX）周期的网络控制、UE辅助的切换。
E-UTRAN系统还支持RAN的共享，E-UTRAN节点（eNode B）和EPC节点（MME和S-GW）之间可以建立“多对多”的连接关系，即一个MME/S-GW可以同时和多个eNode B连接，一个eNode B也可以同时和多个MME/S-GW连接，因此S1接口也可以称为S1-灵活（S1-flex）接口。
LTE系统支持GERAN/UTRAN和E-UTRAN之间双向的业务呼叫转移（Service-based Redirection）。
E-UTRAN系统还支持E-UTRAN和cdma2000 1x RTT/HRPD系统之间的Idle（空闲）状态移动性和Active（激活）状态移动性。