E-UTRA(N)(Evolved Universal Terrestrial Radio Access (Network),演進的通用陸面無線接入(网络)),屬於3GPP LTE空中介面[1],目前是 3GPP 的第八版本。與 HSPA 不同的是,LTE 的 E-UTRA 係一全新的系統,絕不相容於W-CDMA。它提供了更高的传输速率,低延迟和最佳化数据包的能力,用OFDMA无线接入给下行连接,SC-FDMA给上行连接。

EUTRAN architecture as part of a LTE and SAE network

特色 编辑

E-UTRA 具有如下的特色:

  • 峰值下載速率(Peak download rates)為292 Mbit/s的為4x4的天線,143 Mbit/s的天線為2x2的20 MHz的頻譜[2]
  • 峰值上傳速率71 Mbit / s的每20 MHz的頻譜[2]
  • 彈性化的頻寬在1.25 MHz到20 MHz之間. :1.4 MHz,3 MHz,5 MHz,15 MHz和20 MHz的標準化。 相較之下, W-CDMA 一般只使用5 MHz頻譜。
  • 頻譜效率頻譜效率) 增加到 2-4 倍,遠較 3GPP (HSPA) release 6 要好。
  • 低數據傳輸延遲
  • 支持終端移動速度高達350公里/小時或500公里/小時(取決於頻段)。
  • 同時支持FDDTDD的複式以及半雙工FDD相同的無線接入技術。
  • 支持所有目前使用的頻段的IMT系統由ITU-R的。
  • 相較於3G网络,同样使用femtocellpicocell的小半徑基站,然macrocell半徑超過100公里,覆盖距离显著提升。
  • 簡化的體系結構:EUTRAN網絡僅由eNodeB組成
  • 支持互操作(inter-operation)與其他系統(如GSM/EDGE/UMTS/CDMA2000/WiMAX……)
  • 封包交換(Packet switched)的無線接口。

基本原理 编辑

雖然随着UMTS與HSDPA技術和HSUPA技術及其發展,提供高數據傳輸速率的無線數據使用量預計將繼續大幅增加,在未來幾年由於需求的增加和提供的服務和內容上的搬遷,需要繼續為最終用戶削減成本。預計這一增長不僅需要更快的網絡和無線電接口,但也更符合成本效益比,是現行標準可能的演變。 因此,3GPP的財團提出了要求。新的無線電接口(EUTRAN)和核心網絡演進(系統架構演進SAE的),將滿足這種需要。

EUTRAN 協定堆疊 编辑

EUTRAN 協定堆疊包含有[3]

EUTRAN协议栈
  • 實體層[4]:執行從MAC所有訊息傳輸通道在空中接口。
  • MAC層[5]:MAC子層提供了一組邏輯通道,它的RLC子層复用物理層到傳輸通道。
  • RLC[6]:用於傳送 PDCP 的 PDUs。它可以在3種不同模式的可靠性提供依據。 根據這個模式下,它可以提供: ARQ的錯誤校正,分割/串聯的PDU,重新排序為序列交貨,重複檢測等等。
  • PDCP[7]:對於RRC層提供數據傳輸的加密和完整性保護。
  • RRC[8]:播的系統信息相關的接入層和運輸的非接入層 (NAS)的消息。

接口層協議棧的EUTRAN:

  • NAS[9]: UE 和 MME 之間的網路協定。
  • IP

實體層(L1)的設計 编辑

E-UTRA採用正交頻分复用(OFDM),多輸入-多輸出(MIMO)天線技術,根據不同的類別,可以使用終端以及波束形成的下行,以支持更多的用戶,更高的數據傳輸速率和較低的處理能力需要對每一個手機。

EUTRAN 實體通道與訊號 编辑

下行 (DL) 编辑

下行有下列的實體通道[10]:

  • 實體控制通道(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)承载各种各样的控制信息, 自适应的重传需要通过PDCCH进行上行授权.
  • 實體控制格式指示通道(Physical Control Format Indicator Channel, PCFICH)用於通知 PDCCH 的長度.
  • 實體混合ARQ指示通道(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICH)是使ACK/NACK的传输独立于 PDCCH的配置。PHICH占用的RE是在PBCH中指示的。
  • 實體下行共享通道(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)用于承载来自传输信道DSCH的数据. PDSCH 上有支援 QPSK, 16QAM 以及 64QAM.
  • 實體組播通道(Physical Multicast Channel, PMCH)用於使用單一頻道(Single Frequency Network)组播频道。
  • 實體廣播通道(Physical Broadcast Channel, PBCH)用於在Cell內傳播系統基本資訊。

以及下列的訊號:

  • 同步器 (PSS and SSS) 是指 UE 發現 LTE cell 和執行初始同步。
  • 參考信號 (cell specific, MBSFN, and UE specific) 用於UE 針對不同的通道進行通道估計。
  • 定位參考信號(Positioning reference signals, PRS), 在第九個版本中加入, 是指 UE 使用 OTDOA 定位英语Positioning (telecommunications) (multilateration的一種)

上行 (UL) 编辑

上行支援三種實體通道:

  • 實體隨機接入通道(Physical Random Access Channel, PRACH)是手機發出的請求識別訊號[11]
  • 實體上行共享通道(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)用于承载来自传输信道USCH的数据。PUSCH 通道上可以存在TFCI。PDSCH 可支援 QPSK 模組,16QAM的並且根據用戶設備類64QAM調製方式。PUSCH 是唯一的通道, 因為更大的帶寬, 要使用 SC-FDMA
  • 實體上行控制通道(Physical Uplink Control Channel, PUCCH)用於承載控制資訊. 請注意,僅包含控制信息的上行研究DL承認以及相關的CQI報告,所有的UL編碼和分配參數已知的網絡側,並傳訊給 UE在PDCCH。

以及下列的訊號:

  • 參考信號(Reference signals, RS):RS存在於每個RB中,RS的位置會因發射天線的數量、CP的形式等不同而不同。
  • 探測參考信號(Sounding reference signals, SRS):由enodeB使用於評估上行通道, SRS是UE 发送的全频带参考信号。

使用者設備 (UE) 分類 编辑

在 3GPP 第 10 版协议中定义的 8 种 LTE UE 工作类型定义[2] 所取得最大数据速率和MIMO功能的支持.

User
equipment
Category
最大 L1
下行
數據速率
(Mbit/s)
MIMO
實現下行速率的最大層面數
最大 L1
上行
數據速率
(Mbit/s)
3GPP Release
NB10.6811.0Rel 13
M11.011.0
01.011.0Rel 12
110.315.2Rel 8
251.0225.5
3102.0251.0
4150.8251.0
5299.6475.4
6301.52 or 451.0Rel 10
7301.52 or 4102.0
82,998.681,497.8
9452.22 or 451.0Rel 11
10452.22 or 4102.0
11603.02 or 451.0
12603.02 or 4102.0
13391.72 or 4150.8Rel 12
14391.789,585
157502 or 4226
169792 or 4n/a
1725,0658n/aRel 13
181,1742 or 4 or 8n/a
191,5662 or 4 or 8n/a

注1:L1的數據傳輸速率傳送數據不包括不同協議層间的开销损耗。

注2:Category 8指定的3.0 Gbps/1.5 Gbps是扇区级能接近的总数据峰值速率。单个用户的实际最大数据速率为1.2 Gbps的(下行)和600 Mbps(上行)[12]

注3:最大數據傳輸速率给出的是在使用 20 MHz 带宽时的速率。 当适用的带宽更小时最大數據傳輸速率将会更低。

EUTRAN發布 编辑

  • 版本8,2008年定版,是第一份LTE標準。
  • 版本9,2009年定版,包括一些增加的實體層,如dual layer (MIMO)的波束傳輸(beamforming transmission)或定位(positioning)支持。
  • 發布10,2011年定版,引入LTE強化功能,如載波聚合(carrier aggregation),上行的SU-MIMO或中繼(relay),用於處理L1峰值數據(L1 peak data)速率增加。

所有LTE的設計都保持向下相容性,版本8的client可以在版本10的網路上執行。

具体频带 编辑

3GPP TS 36.101中,表 5.5-1 的“E-UTRA工作頻段”和 5.6.1-1 的“E-UTRA信道帶寬”,[13]下表中列出指定頻段的LTE和每個上市波段的信道帶寬支持:

EUTRAN
工作頻段号
上行工作頻段
BS接收
UE发送
(MHz)
下行工作頻段
BS发送
UE接收
(MHz)
双工模式信道带宽(MHz)通用名称简介
001 I (1)017 1920 - 1980017 2110 - 2170FDD5, 10, 15, 20IMT国际移动通信系统2100MHz频带
002 II (2)012 1850 - 1910012 1930 - 1990FDD1.4, 3, 5, 10, 15, 20PCS A-F
(Band 25 的子集)
个人通讯服务1900MHz频带
003 III (3)010 1710 - 1785010 1805 - 1880FDD1.4, 3, 5, 10, 15, 20DCS数字蜂窝系统1800MHz频带
004 IV (4)009 1710 - 1755013 2110 - 2155FDD1.4, 3, 5, 10, 15, 20AWS A-F(AWS-1)
(Band 10 的子集)
高级无线服务1700MHz频带
005 V (5)006 824 - 849006 869 - 894FDD1.4, 3, 5, 10Cellular/CLR
(Band 26 的子集)
移动蜂窝网络850MHz频带
006 VI (6)007 830 - 840007 875 - 885FDD5, 10UMTS 800现已停用
被 Band XIX (19) 代替
007 VII (7)021 2500 - 2570021 2620 - 2690FDD5, 10, 15, 20IMT-E扩展国际移动通信系统2600MHz频带
008 VIII (8)008880 - 915008925 - 960FDD1.4, 3, 5, 10E-GSM扩展全球移动通信系统900MHz频带
009 IX (9)012 1749.9 - 1784.9011 1844.9 - 1879.9FDD5, 10, 15, 20Japan UMTS 1700 / Japan DCS
(Band 3 的子集)
日本通用移动通讯系统1800MHz频带
010 X (10)011 1710 - 1770013 2110 - 2170FDD5, 10, 15, 20Extended AWS A-I
(Band 4 的超集)
扩展高级无线服务1700MHz频带
IV (4) 扩展频段
011 XI (11)009 1427.9 - 1447.9009 1475.9 - 1495.9FDD5, 10Lower PDC/LPDC个人数字蜂窝网络1500MHz频带
012 XII (12)001 698 - 716001 728 - 746FDD1.4, 3, 5, 10Lower SMH/LSMH blocks A/B/C美国700MHz频带A/B/C块
013 XIII (13)003 777 - 787003 747 - 757FDD5, 10Upper SMH/USMH block C美国700MHz频带C块
014 XIV (14)004 788 - 798004 758 - 768FDD5, 10Upper SMH/USMH block D美国700MHz频带D块
015 XV (15)014 1900 - 1920021 2600 - 2620FDD5, 10保留
016 XVI (16)015 2010 - 2025020 2585 - 2600FDD5, 10, 15保留
017 XVII (17)002 704 - 716002 734 - 746FDD5, 10Lower SMH/LSMH blocks B/C
(Band 12 的子集)
美国700MHz频带B/C块
XII (12) 子频段
018 XVIII (18)002 815 - 830002 860 - 875FDD5, 10, 15Japan Lower 800
(Band 26 的子集)
日本850MHz频带
019 XIX (19)002 830 - 845002 875 - 890FDD5, 10, 15Japan Upper 800
(Band 26 的子集)
日本850MHz频带
VI (6) 扩展频段
020 XX (20)005 832 - 862005 791 - 821FDD5, 10, 15, 20EU Digital Dividend欧盟数字红利800MHz频段
021 XXI (21)009 1447.9 - 1462.9009 1495.9 - 1510.9FDD5, 10, 15Upper PDC/UPDC个人数字蜂窝网络1500MHz频带
022 XXII (22)029 3410 - 3490030 3510 - 3590FDD5, 10, 15, 20FDD 3500MHz频带
023 XXIII (23)015 2000 - 2020016 2180 - 2200FDD1.4, 3, 5, 10S-Band a/k/a(AWS-4)S波段高级无线服务2000MHz频带
024 XXIV (24)011 1626.5 - 1660.5010 1525 - 1559FDD5, 10L-Band(US)L波段1600MHz频带
025 XXV (25)013 1850 - 1915014 1930 - 1995FDD1.4, 3, 5, 10, 15, 20Extended PCS/EPCS A-G
(Band 2 的超集)
扩展个人通讯服务1900MHz频带
II (2) 扩展频段
026 XXVI (26)005 814 - 849005 859 - 894FDD1.4, 3, 5, 10, 15, 20Extended CLR/ECLR
(Band 5/6/18/19 的超集)
扩展移动蜂窝网络850MHz频带
V (5), VI (6), XVIII (18) 扩展频段
027 XXVII (27)005 807 - 824005 852 - 869FDD1.4, 3, 5, 10, 15SMR
(与 Band 5 相邻)
专业移动无线电800MHz频带
028 XXVIII (28)005 703 - 748005 758 - 803FDD3, 5, 10, 15, 20APAC亚太地区700MHz频带
029 XXIX (29)005 N/A005 716 - 728FDD5, 10Lower SMH/LSMH blocks D/E
(只用于载波聚合)
美国700MHz频带D/E块
额外的载波聚合下行工作频段
030 XXX (30)018 2305 - 2315018 2350 - 2360FDD5, 10WCS blocks A/B无线通讯服务A/B块2300MHz频带
031 XXXI (31)452.5 - 457.5462.5 - 467.5FDD1.4, 3, 5无线电450MHz频段
032 XXXII (32)N/A1452 - 1496FDD5, 10, 15, 20L-Band
(只用于载波聚合)
033 XXXIII (33)016 1900 - 1920TDD5, 10, 15, 20Pre-IMT
(Band 39 的子集)
国际移动通信系统2100MHz频带
034 XXXIV (34)020 2010 - 2025TDD5, 10, 15IMT国际移动通信系统2100MHz频带
035 XXXV (35)014 1850 - 1910TDD1.4, 3, 5, 10, 15, 20PCS Uplink个人通讯服务1900MHz上行频带
036 XXXVI (36)019 1930 - 1990TDD1.4, 3, 5, 10, 15, 20PCS Downlink个人通讯服务1900MHz下行频带
037 XXXVII (37)017 1910 - 1930TDD5, 10, 15, 20PCS Duplex spacing个人通讯服务1900MHz双工间隔频带
038 XXXVIII (38)023 2570 - 2620TDD5, 10, 15, 20IMT-E
(Band 41 的子集)
扩展国际移动通信系统2600MHz频带
039 XXXIX (39)015 1880 - 1920TDD5, 10, 15, 20DCS-IMT gapDCS-IMT 1900MHz频带
040 XL (40)021 2300 - 2400TDD5, 10, 15, 20
041 XLI (41)021 2496 - 2690TDD5, 10, 15, 20BRS/EBS宽带广播服务/教育宽带服务2500MHz频带
042 XLII (42)021 3400 - 3600TDD5, 10, 15, 20TDD 3500MHz频带
043 XLIII (43)021 3600 - 3800TDD5, 10, 15, 20TDD 3700MHz频带
044 XLIV (44)002 703 - 803TDD5, 10, 15, 20APT亚太地区700MHz频带
045 XLV (45)002 1447 - 1467TDD5, 10, 15, 20L-Band(China)中国L波段1400MHz频带
046 XLVI (46)002 5150 - 5925TDDU-NII
047 XLVII (47)002 5855 - 5925TDDU-NII-4 (V2X)
048 XLVII (48)002 3550 - 3700TDDCBRS
未注册1915 - 19201995 - 2000FDDExtended PCS block H (AWS-2)
(与 Band 25 相邻)
未注册1755 - 17802155 - 2180FDDExtended AWS blocks G-J (AWS-3)
(与 Band 4 相邻)
研究中1980 - 20102170 - 2200FDDMSS
(与 Band 1 相邻)

各地区的部署情况 编辑

下面的列表显示了标准化的LTE频段及其使用区域,主要的LTE频带以 粗体 显示。

  • EUTRAN 工作频段号双工模式为FDD的 I(1), III(3), VII(7), XXVIII(28),双工模式为TDD的 XXXVIII(38), XL(40) 适用于ITU的 1, 2, 3 类地区未来进行国际漫游
  • EUTRAN 工作频段号双工模式为FDD的 VIII(8) 长期来看未来可允许在ITU的 1, 2, 3 类地区进行国际漫游
  • EUTRAN 工作频段号双工模式为FDD的 XX(20) 适合在ITU的1类(欧洲/中东/非洲)地区漫游
  • EUTRAN 工作频段号双工模式为FDD的 II(2), IV(4) 适合在ITU的2类(美洲)地区漫游
EUTRAN
工作频段号
频带(MHz)通用名称北美洲拉丁美洲欧洲亚洲非洲大洋洲
I (1)2100IMT瑞典(3)
中国大陆(中国联通中国电信
中華民國 (中華電信台灣大哥大遠傳電信台灣之星
安哥拉(Unitel), 南非(Cell C)未有部署
II (2)1900PCS A-F美国(C Spire)多明尼加共和国(Tricom), 巴拉圭(Personal)
III (3)1800DCS多明尼加共和国(Orange S.A.), 委内瑞拉(Digitel GSM)中华民国(中华电信遠傳電信台灣大哥大[14]
中国大陆(中国电信中国联通
IV (4)1700AWS A-F美国(AT&T, T-Mobile, BendBroadband, Big River Telephone, C Spire, Leap, Verizon), 加拿大(Bell, Eastlink, MTS, Rogers, Telus, SaskTel)墨西哥(Telcel), 巴拉圭(Copaco), 乌拉圭(Ancel)
计划: 阿根廷(Movistar), 秘鲁(Movistar)
V (5)850CLR未有部署未有部署韩国(LG U+, SK Telecom)
中国大陆(中国电信
未有部署
VI (6)800现已停用不适用不适用不适用被 XIX (19) 代替不适用不适用
VII (7)2600IMT-E加拿大(Bell, Rogers)巴西(Claro, Oi, TIM, Vivo), 智利(Claro), 哥伦比亚(Une-EPM), 哥斯达黎加(ICE Celular)未有部署澳大利亚, 新西兰
(未有部署)
VIII (8)900E-GSM瑞典(Net4Mobility)韩国(KT)
中国大陆(中国移动
中华民国(中华电信台灣之星亞太電信)
未有部署计划: 澳大利亚(Telstra)
IX (9)1700UMTS 1700日本(EMOBILE)
(被 III (3) 取代)
X (10)1700EAWS A-G未有部署未有部署
XI (11)1500LPDC日本(au)
XII (12)700LSMH A/B/C美国(部分地区)
XIII (13)700USMH C美国(Verizon)玻利维亚(Entel Bolivia)乌兹别克斯坦(UCell)
XIV (14)700USMH D美国(公共安全)
XV (15)保留保留不适用不适用保留不适用不适用不适用
XVI (16)保留保留不适用不适用保留不适用不适用不适用
XVII (17)700LSMH B/C美国(AT&T)
XVIII (18)850Japan Lower 800日本(au)
(被 XXVI (26) 取代)
XIX (19)850Japan Upper 800日本(NTT DoCoMo)
(被 XXVI (26) 取代)
XX (20)800EUDD卡塔尔(ooredoo)坦桑尼亚(Smile), 乌干达(Orange S.A., Smile)
XXI (21)1500UPDC日本(NTT DoCoMo)
XXII (22)3500未有部署
XXIII (23)2000S-Band美国
(未有部署)
XXIV (24)1600L-Band美国
(未有部署)
XXV (25)1900EPCS A-G美国(Sprint)未有部署
XXVI (26)850ECLR未有部署未有部署未有部署未有部署
XXVII (27)800SMR美国
(未有部署)
XXVIII (28)700APAC未有部署未有部署中华民国(远传电信
计划:中华民国(台湾大哥大[15]
未有部署
XXIX (29)800LSMH D/E美国(AT&T)
(未有部署)
XXX (30)2300WCS美国(AT&T)
(未有部署)
XXXI (31)保留保留保留保留保留保留保留保留
XXXII (32)保留保留保留保留保留保留保留保留
XXXIII (33)TDD 2100IMT
XXXIV (34)TDD 2100IMT
XXXV (35)TDD 1900PCS
XXXVI (36)TDD 1900PCS
XXXVII (37)TDD 1900PCS
XXXVIII (38)TDD 2600IMT-E中国大陆(中国移动)
XXXIX (39)TDD 1900中国大陆(中国移动)
XL (40)TDD 2300IMT-2000中国大陆(中国移动中国联通中国电信
XLI (41)TDD 2500BRS/EBS中国大陆(中国移动中国联通中国电信
XLII (42)TDD 3500
XLIII (43)TDD 3700
XLIV (44)TDD 700APAC中国
(未有部署)

注釋 编辑

  1. ^ 3GPP UMTS Long Term Evolution page. [2011-06-15]. (原始内容存档于2013-08-04). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 3GPP TS 36.306 E-UTRA User Equipment radio access capabilities. [2011-06-15]. (原始内容存档于2011-02-17). 
  3. ^ 3GPP TS 36.300 E-UTRA Overall description. [2011-06-15]. (原始内容存档于2012-03-25). 
  4. ^ 3GPP TS 36.201 E-UTRA: LTE physical layer; General description. [2011-06-15]. (原始内容存档于2012-03-25). 
  5. ^ 3GPP TS 36.321 E-UTRA: Access Control (MAC) protocol specification. [2011-06-15]. (原始内容存档于2012-03-25). 
  6. ^ 3GPP TS 36.322 E-UTRA: Radio Link Control (RLC) protocol specification. [2011-06-15]. (原始内容存档于2012-03-25). 
  7. ^ 3GPP TS 36.323 E-UTRA: Packet Data Convergence Protocol (PDCP) specification. [2011-06-15]. (原始内容存档于2012-03-25). 
  8. ^ 3GPP TS 36.331 E-UTRA: Radio Resource Control (RRC) protocol specification. [2011-06-15]. (原始内容存档于2012-03-25). 
  9. ^ 3GPP TS 24.301 Non-Access-Stratum (NAS) protocol for Evolved Packet System (EPS); Stage 3. [2011-06-15]. (原始内容存档于2011-01-01). 
  10. ^ 3GPP TS 36.211 E-UTRA Physical channels and modulation. [2011-06-14]. (原始内容存档于2012-03-25). 
  11. ^ Nomor Research Newsletter: LTE Random Access Channel. [2011-06-14]. (原始内容存档于2011-07-19). 
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  14. ^ 中華電信4G LTE服務搶先開台第一 開創高速行動上網新紀元页面存档备份,存于互联网档案馆)。
  15. ^ 台灣大4G頻段 iPhone5s不適用

參見 编辑

外部連結 编辑