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1、3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计3GPP Long Term Evolution:Principle and System Design沈嘉 索士强 全海洋 赵训威 胡海静 姜怡华 等编著人民邮电出版社书号：ISBN 978-7-115-18572-3/TN2008年11月第1版第1次印刷摘抄于2009-11-6序言第三代移动通信（3G）技术是当前主流的无线通信技术之一。在诸多3G技术标准中，又以3GPP制定的标准最具影响力。近几年来，WCDMA、TD-SCDMA、HSPA等各种系统已经逐步在全球大规模部署。同时，3GPP又启动了LTE、HSPA+、LTE-Advanced等长期标
2、准演进项目。经过3年多的工作，LTE标准已接近完成。这个标准采用OFDM、MIMO等先进的无线传输技术、扁平网络结构和全IP系统架构，支持最大20MHz的系统带宽、超过200Mbps的峰值速率和更短的传输延时，频谱效率达到3GPP R6标准的35倍，是一项重大的革新。LTE一方面可以在几年内保持3GPP标准相对于其他移动通信标准的持续竞争优势，另一方面也为3GPP标准向IMT-Advanced阶段演进打下坚实的基础。预计在未来10年内，LTE作为最具影响力的宽带移动通信技术标准之一，将受到业界越来越广泛的关注。我国企业长期以来3GPP标准化过程中积极参与，占有重要的地位。尤其是在TD-SCDM
3、A及其后续演进标准，如TD-LTE的标准化工作方面，我国始终处于领先和主导地位。LTE作为一个即将被广泛应用的通信标准，势必会成为我国通信产业界关注的焦点。由于今后若干年内国内主流通信设备企业和运营企业都可能成为3GPP LTE技术的潜在设备供应商和运营商，各企业都需要对这项标准有深入透彻的理解。出于人才培养和技术积累的目的，LTE技术也将成为今后一段时间高校和研究机构通信专业的教学和研究重点。因此编写、出版介绍LTE标准的技术专著是当务之需。在LTE标准即将完成之际，出版这样一本详细介绍LTE技术规范、关键技术和系统设计的书籍，有助于业内相关人员加深对LTE技术规范的理解，对我国在LTE方面
4、的深入研究、设备研发、系统部署和业务运营都能起到积极的参考作用。本书的作者均为深入参与了3GPP LTE国际标准化过程的人员，亲身参加了历次LTE标准化会议的技术讨论，代表我国企业、高校和研究机构提交了大量提案，经历了各次重大技术选择的确定过程。他们对LTE规范和技术原理有深入的理解，对LTE研究和标准化过程有切身的体会，在LTE技术研究方面具有较高的业务和写作水平，是国内在LTE标准化方面的专家。本书编写的素材亦来自于3GPP最新的技术规范、技术报告、技术文稿、会议记录等第一手资料，具有较高的时效性、权威性和实用性。本书的主要特点是，不仅介绍了LTE标准化的结果，而且关注LTE标准化的过程。
5、本书没有局限于对LTE规范的简单翻译，而是基于作者的参会经历，对LTE研究和标准化过程中关键技术的取舍和设计方案的甄选过程进行了分析，诠释了LTE系统设计的思想，体现了标准化的整体设计、全面衡量的特点，因此对于我国无线通信从业人员具有较高的实用价值。本书的应用价值主要体现在如下两个方面：一方面，本书可以作为通信企业开发人员在设备开发时阅读LTE技术规范的参考资料。本书详细介绍了LTE技术规范背后的关键技术和系统设计原理，可以帮助LTE标准的阅读者和开发者在“知其然”之外，也“知其所以然”，从而更深入的理解规范，更准确的使用规范，避免读者由于“只见结果、不见过程”而对技术规范的内容产生错误或肤浅
6、的理解。另一方面，本书也可以作为企业、高校和研究单位研究人员学习标准化工作的方法和规律的重要参考。标准化过程中的系统设计和学术理论研究有很大差异。标准化的目标不是某一个方面的性能最大化，而是通过对性能和复杂度的均衡追求系统设计的整体优化。如果希望提高理论研究成果的标准化成功率，就必须加强标准化和整体系统设计观念，学会从标准化角度思考问题。本书对LTE研究和标准化过程的深入分析，可以作为无线通信领域研究人员了解技术发展趋势、学习研究方法、总结经验教训、提高以后的研究和标准化工作水平的重要参考。当然，LTE标准第一版本的制定工作刚刚接近尾声。根据3G标准化的经验，LTE标准还有一个版本完善、增强和
7、进一步演进的漫长过程，对LTE标准的学习、研究和应用也需要通信产业界长期不懈的努力。本书仅仅是“抛砖引玉”，希望我国通信产业界能够持续关注、重视LTE标准的研究，为我国LTE（尤其是TD-LTE）技术的长远发展，为我国无线通信产业的腾飞共同贡献力量。曹淑敏 谨撰2008年7月于京前言LTE是3GPP在“移动通信宽带化”趋势下，为了对抗WiMAX等移动宽带无线接入技术的市场挑战，在十几年超3G（B3G）研究的技术储备基础上研发出的“准4G”技术。LTE在空中接口方面用频分多址（OFDM/FDMA）替代了3GPP长期使用的码分多址（CDMA）作为多址技术，并大量采用了多输入多输出（MIMO）技术和
8、自适应技术提高数据率和系统性能。在网络架构方面，LTE取消了UMTS标准长期采用的无线网络控制器（RNC）节点，代之以全新的扁平架构。经过4年艰苦的标准化工作，LTE标准将于2008年年底完成，从目前的情况看来，LTE受到了世界上绝大多数运营商的青睐，很可能成为未来宽带移动通信的主流标准，并为3GPP运营商铺就了平滑的IMT-Advanced演进之路。借助LTE标准，3GPP标准也有望在较长的时间内保持对其他无线通信标准的竞争优势。在今后的数年中，LTE标准的研究成果将逐步应用到产业化和市场化中。设备企业的研发人员需要根据这个标准开发LTE设备，运营企业的技术人员需要根据这个标准部署LTE网络
9、、推广相应的业务，这一切都需要对LTE标准的射入理解。另外，由于LTE已经具有某些IMT-Advanced技术的特性，对未来IMT-Advanced系统的研发和标准化也具有重要的借鉴作用。因此，撰写一本介绍LTE技术原理和系统设计的书籍是很有必要、也是正当其时的。本书的几位作者不揣冒昧，将自己3年以来亲身参与LTE标准化会议积累下来的所知、所见、所感总结出来，写成了此书，希望能对业内同行的相关工作稍有帮助。以往的介绍通信标准的书籍很多是对英文技术规范的翻译和整理，但从最终的标准文本中，只能看到标准化的结果，却看不到过程。对于纯粹的设备开发人员，“照本宣科”在原则上也没有大的问题，但如果能透过表
10、面看到本质，则更有利于在工作过程中把握标准的内涵。毕竟标准只是最基本的准则，除了标准里写明的规范之外，还有大量的算法需要开发者根据自己对系统的理解去研发出来，因此深入理解标准后面的技术原理，对提高开发水平和开发效率将是很有帮助的。而对于广大的技术研究人员和高校师生来说，读标准本身更不是目的，真正的目的是读懂标准背后的技术内涵，掌握系统的内在规律和设计原则，为今后更深入的研究和技术创新积累经验，因此只“知其然”是远远不够的，对他们来说，“知其所以然”可能具有更大的意义。作者本人在阅读那类“手册型”的标准书籍时，也经常生出疑问：“为什么标准最终采用此种设计，而不是另外一种呢？当初的技术决定是如何做
11、出的？”这些问题恐怕只有当初参加了标准制定的人员心中最为清楚，后来者是难知其详了。因此，当作者成为3GPP LTE这一重要通信标准制定过程的亲历者的时候，就产生了将LTE标准的来龙去脉写出来，和大家分享的想法。只有实际参与过标准会议的人员才知道，各种五花八门的技术方案是如何被提出，如何被讨论，最终有是如何筛选和融合的全过程。作者也正是由此才深深的体会到，每一项重要的技术决策，都不是基于简单的性能最大化的考虑，二是兼顾了性能、复杂度、系统的实际需求、兼容性等各种因素，在那个时间点、由那个标准化组织、针对那样一个标准项目做出的权衡结果。被选中的方案不一定是最好的，但一定是最适合的，得到最大多数支持
12、的方案。这可能是没有参加过标准化制定工作的研究人员和高校师生不会想到的吧？因此，将这一过程做一总结，于己是一种经验教训的回顾，于哪些未来可能参与通信系统研究和标准化制定工作的人们，可以作为一种预演，帮助他们在今后的工作中用更贴近实际的方式去思考问题，这一点和数学、物理、化学等基础自然学科是有所不同的。鉴于上述原因，本书不仅将介绍LTE的技术选择和系统设计结果，还将分析LTE技术方案选择的过程，以期能够帮助我国企业和LTE研发和工程人员加深对LTE标准的理解，并为我国企业和高校的研究人员研究设计新一代宽带无线移动系统提供参考。本书各章节写作分工如下：沈嘉编写了第1章、第2章、第4章（除4.5、4
13、.6节）、第5章、第6章和第9章；索士强编写了第3章和第4.5、4.6节；第7章由全海洋和赵训威编写；第8章由胡海静和姜怡华编写；全书由沈嘉统稿。感谢孙韶辉博士和唐海先生为本书提供了宝贵资料。另外，感谢沈家洪先生审校了部分书稿，感谢景晔静女士帮助整理了本书的参考文献和目录。最后，还要感谢人民邮电出版社的大力支持和高效工作，似本书能尽早于读者见面。本书的部分内容是根据国家高技术研究发展计划（863计划）项目“E3G移动通信系统标准化前期研究”（2005AA123410）、“Beyond 3G应用需求、标准化研究于测试环境开发”（2003AA123330）、“基于分层重构技术的异构无线接入网络架构
14、及协议研究”（2008AA01Z213）的研究成果编写的。在此对这些项目的自主也深表感谢。本书是基于作者的主管视角和有限学识对标准化讨论过程和结果的理解，观点难免有欠周全之处。另外，LTE标准本身也在不断的完善和演进，截至本书成书之日，仍由一些技术方案还未达到完全成熟的程度，今后如有机会，也希望能够进一步修正和补充。最后，对于书中存在的不当之处，敬请读者谅解，并提出宝贵意见。联系邮箱：liuyang。第一章背景与概述1.1什么是LTE2004年底，正当人们惊讶于全球微波接入互操作（World interoperability for Microwave Access，WiMAX）技术的迅猛崛起
15、之时，第3代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）也开始了通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunications System，UMTS）技术的长期演进（Long Term Evolution，LTE）项目。这项受人瞩目的技术和第3代合作伙伴计划2（3rd Generation Partnership Project 2，3GPP2）的超移动宽带（Ultra Mobile Broadband，UMB）技术被统称为“演进型3G”（Evolved 3G，E3G）。但只要对这项技术稍加了解就会发现，这种以正交频
16、分复用（OFDM）为核心的技术，与其说是3G技术的“演进”（Evolution），不如说是“革命”（Revolution），它和UMB、WiMAX、电气和电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）的802.20移动宽带频分双工/移动宽带时分双工（Mobile Broadband Frequency Division Duplex/Mobile Broadband Time Division Duplex，MBFDD/MBTDD）等技术，由于已经具有某些第4代（4G）通信技术的特征，甚至可以被看作“准4G”技术。
17、第3代（3G）移动通信技术是当前主流的无线通信技术。在诸多3G技术标准中，又以3GPP制定的UMTS技术标准最具影响力。3G系统正在全世界范围逐步部署，增强型UMTS技术高速下行分组接入（HSDPA）和高速上行分组接入（HSUPA）技术的标准化工作也基本完成。虽然移动通信系统的“宽带化”、“数据化”、“分组化”是必然趋势，但由于3GPP在移动通信领域占据了既有的优势地位，因此在其标准演进和产业升级的时间安排和工作节奏上有自己的考虑。一方面，从HSDPA到HSUPA，3GPP一贯推行后项兼容的稳健演进路线。另一方面，3GPP的主要成员公司也在按部就班的为2008年开始的先进的国际移动通信（Int
18、ernational Mobile Telecommunications-Advanced，IMT-Advanced）技术（即俗称的B3G或4G技术）的标准化做准备。在高速分组接入（HSPA、HSDPA、HSUPA的统称）和IMT-Advanced之间，原本并没有LTE的位置，但基于OFDM技术的WiMAX标准的横空出世，迫使3GPP的移动通信厂商不得不团结起来快速跟进，为了似3GPP标准相对于其他无线标准保持长期的优势，不遗余力的投入了UMTS技术的演进版本LTE的标准化工作。为了能和可以支持20MHz带宽的WiMAX技术相抗衡，LTE也必须将最大系统带宽从5MHz扩展到20MHz。为此，3
19、GPP不得不放弃长期采用的码分多址（CDMA）技术（CDMA技术在实现5MHz以上大带宽时复杂度过高），选用新的核心传输技术，即OFDM/FDMA技术（在LTE项目开始前不久，3GPP还对采用OFDM技术的可行性得出过否定的结论）。在无线接入网（RAN）结构层面，为了降低用户面延迟，LTE取消了重要的网元无线网络控制器（RNC）。在整体系统架构方面，和LTE相对应的系统框架演进（System Architecture Evolution，SAE）项目则推出了崭新的演进型分组系统（Evolved Packet System，EPS）架构。以LTE/SAE为标志的这次“革命”使系统不可避免的丧失了
20、大部分和3G系统的后向兼容性。也就是说，LTE系统虽然可以部署于3G（即IMT-2000，国际移动通信2000）的现有频谱，但从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此很多公司实际上将LTE干脆看作B3G技术范畴。自2004年11月启动LTE项目以来，3GPP以频繁的会议全力推进LTE的研究工作。仅半年就完成了需求的制定，在2006年9月完成了研究阶段（Study Item，SI）的工作，2008年年底基本完成工作阶段（Work Item，WI）的标准制定工作，乐观估计到20092010年即可商用。1.2LTE项目启动的背景1.2.1移动通信与宽带无线接入技术的融合3GPP启动LTE项目的表
21、面原因是应对WiMAX标准的市场竞争，但其深层次原因是移动通信与宽带无线接入（Broadband Wireless Access，BWA）技术的融合。宽带无线接入早期定位于有线宽带接入（如数字用户线（Digital Subscriber Line，DSL）技术的替代，其发展经历了从固定局域接入（如IEEE 802.11x）向游牧城域接入（如IEEE 802.16d），再向广域移动接入（IEEE 802.16e）的发展历程，体现出了明显的“宽带接入移动化”的趋势，为以因特网（Internet）为代表的信息技术（IT）产业向移动通信领域渗透带来了新的机遇，同时也对传统移动通信产业形成了竞争和挑战。
22、与此同时，移动通信技术也向能够提供更高的数据率发展，3GPP标准和3GPP2标准分别向HSPA和高速分组数据（High Rate Packet Data，HRPD）演进，标志着3GPP和3GPP2在坚持蜂窝移动能力的同时，日益重视低速局域场景下的接入能力。这种“移动通信宽带化”趋势，为蜂窝移动通信产业从传统话音业务拓展到宽带数据业务领域带来了契机。如图1-1所示，传统通信产业和传统的IT产业不约而同的认识到无处不在的移动因特网（Mobile Internet）市场的重要性，通过Mobile Internet平台，运营商可以在任何时间、任何地点满足用户对宽带IP多媒体数据业务的需求。由于宽带无线
23、接入和宽带移动通信从不同方向向同一市场渗透，使两种技术的界限变得越来越模糊，呈现融合的趋势。图1-1移动通信和宽带无线接入的融合“宽带接入移动化”趋势表现为：有大带宽向可变带宽（有效支持小带宽）演变；有固定接入向支持中低速移动演变；由孤立热点覆盖向支持切换的多小区组网演变；由数据业务向同时支持话音业务演变；由支持以笔记本电脑为代表的便携终端，向同时支持以手机为代表的移动终端演变。“移动通信宽带化”表现为：由5MHz以下带宽向20MHz带宽演变；由注重高速移动向为低速移动优化演变；由电路交换/分组交换并重向全分组域演变；由蜂窝网络向兼顾热点覆盖演变；终端形态由以终端为主向便携、移动终端并重演变。
24、正是基于通信产业对“移动通信宽带化”的认识和应对“宽带接入移动化”挑战的需要，3GPP开始了“长期演进”的进程。当然，对于在2005年即将3GPP的绝大部分力量投入LTE的研发，也并不是没有争议的。某些运营商和设备商认为不应该因为对LTE的投入，放弃了对3G系统的继续优化，因此在2006年年初，又启动了HSPA演进（又称为HSPA+）工作，以最大限度的保护已经部署了3G网络的运营商的投资。这个项目将在1.5.6节中介绍。1.2.2国际宽带移动通信研究和标准化工作LTE项目的启动，首先是源于业界对“移动通信宽带化”的共识。但一次技术变革，不是一朝一夕能够实现的。先进无线通信系统的研发必须建立在学
25、术界和基础研究领域雄厚的技术储备的基础上，这包括相关的数学、物理、射频工程、通信理论、信号处理、无线资源管理等各方面的理论积累。在为以CDMA为核心的3G系统的标准化提供了理论基础后，学术和理论研究界已经为新一代无线通信技术积累了十几年，到了21世纪最初的几年，在OFDM、多天线、调度、反馈等技术领域的研究成熟度已基本可以支撑标准化和产品开发的需要，研发基于OFDM和MIMO（多入多出）技术的新一代无线通信系统的时机成熟了。OFDM和MIMO技术始终被看作B3G/4G的关键技术，对这两项技术的研发也多在B3G研究项目中进行。B3G技术的研究从20世纪末3G技术完成标准化之时就开始了。国际电信联
26、盟无线部门（ITU-R）于2006年正式将B3G技术命名为IMT-Advanced技术，并于2008年2月发出通函，向各国标准化组织征集IMT-Advanced技术提案。IMT-Advanced定位于更高的数据率和更大的系统容量，峰值速率目标为：低速移动、热点覆盖场景下1Gbps；高速移动、广域覆盖场景下100Mbps。ITU-R同时还承担了至关重要的IMT-Advanced频谱分配方案的研究工作，如频谱需求计算方法、频谱需求估算、候选频谱研究、频谱共存研究等，并组织了2007年世界无线大会（WRC07）的准备会（CPM），最终在2007年年底的WRC07大会上确定了IMT-Advanced的
27、可用频谱。在IMT-Advanced项目启动之前，国际上对B3G技术已经进行了广泛的研究，并取得了一系列重要的进展。早在20世纪末，朗讯（Bell实验室）、北电等公司就已经开始了实用MIMO技术的研发，使北美地区的公司后来在MIMO技术的研发方面始终处于领先地位。日本NTT DoCoMo公司于2003年5月在外场实验中采用OFDM技术，在100MHz带宽中实现了100Mbps数据率，并在其后通过MIMO技术不断打破其创造的“峰值速率”世界记录，分别于2005年5月、2005年12月和2006年12月在外场实验中实现了1Gbps（采用44天线）、2.5Gbps（采用66天线）、5Gbps（采用1
28、212天线），向世界验证了OFDM/MIMO系统的硬件可实现性，展示了OFDM/MIMO技术在提供大带宽传输和高峰值速率方面的惊人能力，为业界采用OFDM/OFDM技术树立了信心。2000年，Flarion公司从朗讯公司分拆出来，研发出了Flash-OFDM系统，成为最早的OFDM商用无线通信系统之一，在2004年就曾进行过商用组网测试，初步验证了OFDM系统大规模组网的能力。同时，以英特尔公司和德州仪器（TI）公司为代表的IT厂商联合三星、北电等电信厂商选择OFDM/MIMO技术开始研发WiMAX技术，并于2004年底颁布了固定城域无线接入版本IEEE 802.16d，声称可以以很低的成本实
29、现很高的性能，在国际上引起了热烈的反响，对传统移动通信产业产生了冲击，间接导致了3GPP LTE项目的快速上马。2005年底，支持一定移动性和多小区组网的IEEE 802.16e标准完成，在时间上对LTE形成了潜在压力，迫使3GPP在LTE标准化进程方面不敢有丝毫懈怠。在IEEE的标准化工作完成之后，WiMAX产业界继续通过WiMAX论坛筛选、完善IEEE 802.16e标准，以形成可供产业实现的WiMAX技术规范。另外，IEEE在2006年12月又批准了802.16m的立项申请（PAR），此项目将在IEEE 802.16e的基础上继续增强，研发满足IMT-Advanced需求的技术方案。和I
30、EEE 802.16工作组同时建立的IEEE 802.20工作组虽然也采用OFDM/MIMO技术，但直接定位于高速移动的广域无线接入技术。IEEE 802.20的标准进程在相当长的时间里陷入停滞，但在2005年骤然加速。在2006年1月召开的第17次会议上，高统公司提出的MBFDD/MBTDD方案被初步选为IEEE 802.20的基本技术方案。虽然由于种种原因，IEEE 802.20标准始终没有完成，但MBFDD/MBTDD成年各位了3GPP2 UMB技术的基础。3GPP2的UMB项目可以对应于3GPP的LTE，致力于cdma2000技术的进一步演进。这个项目的开始时间虽然略晚于LTE（UMB
31、需求于2006年1月完成），但工作进度很快，在2007年上半年即基本完成了标准的制定工作。说到欧洲在B3G技术方面的准备，则离不开欧盟第6框架研究项目无线世界计划新无线（Wireless world INitiative NEw Radio，WINNER）计划的支撑，这个项目虽然规模并不是很大，但对全球B3G技术研究都产生了深远的影响。WINNER项目非常重视系统架构的整体设计和评估，在候选技术的比较和遴选、控制信令与资源管理、网络架构设计、信道模型与系统评估等方面做了大量细致缜密的工作，为欧洲厂商参与LTE标准化工作打下了坚实的基础。尤其是WINNER研发的MIMO信道模型，成为了3GPP和
32、3GPP2标准化统一采用的评估模型。WINNER项目自2004年启动以来，吸引了欧洲各主要通信设备商，第一阶段（Phase I）于2005年底完成，就各种B3G关键技术进行了广泛的调研，形成了系统化的研究结论。第二阶段（Phase II）于2007年底结束，完成了B3G系统设计的研究和性能评估，形成比较完善的技术方案。2008年将要开始的第三阶段（又称为WINNER+）则计划进行演示系统的开发和实验。在进行技术研究和系统开发的同时，各国也大力推动B3G技术研发的国际交流。欧盟支持的世界无线研究论坛（WWRF）已经成为国际B3G技术交流的主要平台之一。另外，日本、韩国和中国也分别成立了移动信息技
33、术论坛（mobile Information Technology Forum，mITF）、下一代移动通信（Next Generation Mobile Communications，NGMC）论坛和未来通用无线环境研究（Future Technology for Universal Radio Environment，FuTURE）论坛，推广自己的B3G研究成果。2006年，数家国际移动通信运营商联合成立了下一代移动网络（Next Generation Mobile Network，NGMN）论坛，致力于引领新一代宽带移动通信的走向，后期各大主要无线通信设备商也陆续加入，使NGMN论坛成为无
34、线他通信领域最具影响力的非标准化组织。目前NGMN白皮书已经初步成形，对宽带移动通信技术提出了明确、细致的需求，正在对各国各标准化组织的研究和标准化工作产生重大影响，尤其是对LTE的研发起到了重要的引导作用。上述各种国际研究和标准化工作，有些为LTE设定了技术指标，有些为LTE提供了技术储备，有些为TE两眼睁了设备可实现性，有些提供了可供LTE借鉴的经验和教训，有些对LTE十佳了竞争压力，从各个方面促进了LTE项目的发展。1.2.3我国宽带移动通信研究工作在国际商进行宽带移动通信研究的同时，我国也组织了国内的相关研究，并积极参与了国际交流和标准化工作。在“十五”（20012005年）期间，我国
35、通过实施以高校为主的国家“863”FuTRUE计划，对B3G关键技术进行了广泛的研究，取得了令人瞩目的成果。2006年11月，FuTRUE演示系统在上海成功进行了测试，验证了OFDM、广义多载波（GMC）、多天线技术MIMO等4G关键技术，演示系统通过多媒体视频流验证了宽带无线传输能力，在移动环境下可实现100Mbps峰值速率，并支持小区之间切换。另外，高校和研究机构还通过向企业转换研究成果等方式参与了LTE、IMT-Advanced等标准化活动。在实施基础研究项目的同时，我国十分重视B3G等宽带移动通信的标准化工作。在跟踪、参与国际标准化和学术交流活动的同时，还积极组织了国内的相关标准化工作
36、。中国通信标准化协会（CCSA）第5技术委员会成了了第6工作组（TC5 WG6），专门研究B3G技术。元信息产业部于2005年成立了宽带无线移动专家组。2007年，又成立了IMT-Advanced推进组，在这两个专家组的协调下，我国企业、高校和科研单位积极参与新一代宽带移动通信技术的研究和3GPP LTE、3GPP2 UMB、IEEE 802.16m及ITU-R IMT-Advanced等标准化工作。我国代表长期参加ITU-R会议，在相关国内对口组的组织下，将我国在IMT-Advanced需求、技术、频谱方面的研究成果和观点输送到ITU-R，为我国积极参与WRC07做了大量的准备工作。WRC0
37、7大会在2007年底确定了IMT-Advanced的可用频谱，对今后10年内无线通信产业的发展具有划时代的意义。在这次大会上，通过了对我国比较有利的频谱分配方案。我国标准化人员深入参与了IMT-Advanced技术提案征集通函的起草工作，为IMT-Advanced需求、评估准则、评估流程等内容的形成做出了贡献。在地区性交流方面，我国积极参与中日韩（CJK）标准合作项目，近期在CJK B3G工作组中，和日、韩的B3G研究人员共同研究、起草了B3G需求和技术白皮书。我国某些单位还参与了欧洲WINNER项目，成为该项目的成员，并承担了部分WINNER研究工作。我国积极参加了国际B3G技术论坛WWRF
38、的研究交流工作，2006年承办了WWRF大会。最近我国还成立了致力于B3G技术研究的FuTRUE论坛，组织国内外企业、高校和研究机构的交流。中国移动通信集团作为NGMN论坛的创建者之一，正积极参与NGMN对新一代移动通信需求的制定工作。尤其是在TD-LTE相关工作方面，以中国移动为首的我国企业起到了重要的主导作用。2006年，为了加强我国下一代宽带无线通信技术的研发，大幅度提高我国自主只是产权在国际标准化中的比例，国画规划了“十一五”“下一代宽带无线移动通信”重大专项。根据我国通信技术领域的中长期规划，到2020年，应使我国在国际通信标准化和产业化中占据重要的地位。上述一系列研究、标准化和交流
39、活动，为我国企业、高校、研究单位参与LTE的标准化工作打下了良好的基础。政府的积极组织和协调对整合我国产业方向，壮大我国产业实力等方面起到了不可替代的作用。1.33GPP简介3GPP于1998年12月成立，是一个由无线工业及商贸联合会（Association of Radio Industries and Businesses，ARIB）、CCSA、欧洲电信标准研究所（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）、电信行业解决方案联盟（Alliance for Telecommunications Industry Solution
40、s，ATIS）、电信技术协会（Telecommunications Technology Association，TTA）和电信技术委员会（Telecommunications Technology Committee，TTC）合作成立的通信标准化组织。3GPP的最初目标，是制定基于GSM核心网和频分双工（FDD）/时分双工（TDD）UTRA技术的可用于全球的第3代移动通信技术规范和技术报告。在随后的工作中，这个工作目标也被逐渐拓展。一方面，为了充分发掘GSM的技术潜力、实现2G技术向3G技术的平滑演进，3GPP开展了GSM技术规范和技术报告的维护工作，研发了多种GSM改进型技术，入通用分组无
41、线业务（General Packet Radio Service，GPRS）和增强数据速率GSM演进（Enhanced Data rates for GSM Evolution，EDGE）等。另一方面，为了保持3GPP标准的长期竞争力，3GPP还不遗余力的推进UTRA技术的增强和演进，研发了HSDPA、HSUPA、HSPA演进（HSPA Evolution）和E-UTRA技术。但是，如果3GPP想要名正言顺的开展针对IMT-Advanced的工作，仍面临一些规则上的障碍。按照3GPP成立之初确定的工作范畴，3GPP只能开展和IMT-2000相关的研究和标准化工作，IMT-Advanced的相关
42、工作超出了3GPP的工作范围。为此，2007年7月，3GPP合作伙伴（Organizational Partners，OP）会议专门通过了扩大3GPP工作范围的决议，使3GPP可以开展针对IMT-Advanced的工作，这项工作即先进LTET（IMT-Advanced），已经在2008年3月正式在3GPP立项，本书将在第9章中简要介绍IMT-Advanced的初步进展。ETSI还在总部设立了一个常设机构移动竞争中心（Mobile Competence Centre，MCC），负责3GPP的日常运作。1.3.13GPP的组织结构3GPP的基本组织结构如图1-2所示，主要分为4个技术规范组（Tec
43、hnical Specification Group，TSG）。（1） TSG GERAN（GSM/EDGE RAN）：负责GSM/EDGE无线接入网技术规范的制定。（2） TSG RAN：负责3GPP除GERAN之外的无线接入网技术规范的制定。（3） TSG SA（业务与系统方面）：负责3GPP业务与系统方面的技术规范制定。（4） TSG CT（核心网及终端）：负责3GPP核心网与终端方面的技术规范制定。在4个TSG之上，设立了一个项目协调组（PCG），代表OP对4个TSG的工作进行管理和协调。在每个TSG下面，又包含35个不等的工作组（WG）负责该TSG各个方面的工作。以TSG RAN为例
44、，RAN WG1（又简称RAN1）负责无线层1规范的制定，RAN WG2（又简称RAN2）负责无线层2、层3的规范制定，RAN WG3（又简称RAN3）负责RAN接口规范及全球地面无线接入网（Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN）操作和管理（Operation and Management，O&M）要求的制定，RAN WG4（又简称RAN4）负责无线性能与协议方面的工作，RAN WG5（又简称RAN5）负责移动终端一致性测试。图1-23GPP组织结构每个TSG每年一般召开4次会议，每个WG在正常情况下一年也召开4次会议，但在情况需要时
45、，也可以在相邻两次WG会议之间增加一次附加会议，如RAN1#46次会议和RAN1#47次会议之间的附加会议则称为RAN1#46-bis会议。相对于WG会议，TSG会议被成为“全会”（Plenary），TSG全会有设立研究和标准化项目的权力，研究项目又称为研究阶段（Study Item，SI），标准化项目又称为工作阶段（Work Item，WI）。SI只输出研究报告（TR），WI则输出技术规范（TS），一个重要的课题通常会先经过SI阶段的研究，然后再进入WI阶段的标准化制定工作。TR和TS均采用5位编号，即TR xx.yyy、TS xx.yyy，每个TR和TS有唯一的编号。Xx为规范的系列号，通
46、常相同领域的TR和TS集中在一个系列中，如3G系统的RAN规范都放在25.yyy系列中，而LTE RAN的规范则放在36.yyy中。TSG在设立了SI或WI后，会交由对口的WG去完成（很多情况下需要有多个WG合作完成），WG在一阶段工作完成后会向TSG全会汇报该SI/WI的进展情况，以便TSG对这些SI/WI进行项目管理。例如，LTE就是一个由RAN1RAN5各WG共同参与的项目，分成SI阶段和WI阶段，每次RAN全会，个WG的主席都会向TSG RAN汇报在该WG中LTE SI或WI的进展情况。每个TSG或每个WG设立一个主席与数个副主席，主席负责主持TSG或WG会议，组织技术讨论。副主席可以
47、由主席指派承担某一个方向的专题讨论。WG主席和副主席每两年改选一次。1.3.23GPP的工作方法WG中的标准化工作通常通过会议讨论的方式推进，当所有WG成员公司都同意一个技术方案时，该技术方案就会被接受，也可能被接受到正在起草的TR/TS中，也可能以会议记录的方式作为下一步工作的工作设想。当然，一个技术方案不可能总能争得各成员公司的支持，如果有公司反对，WG会根据该公司提出的不同观点进行进一步研究。一般来说，随着一个问题研究的逐渐深入，越来越多的公司会倾向于某一个更为合理的方案，持不同观点的少数公司可能就会妥协。当然，在有些情况下，支持不同方案的公司互不让步，形成僵局，这种情况下3GPP也可能
48、采用投票的方式决定方案的取舍。和IEEE不同，3GPP对投票的态度非常谨慎，不到万不得已，不轻易使用此方法。投票通常在TSG全会中进行，或经TSG许可在WG中进行。正式的投票是很少发生的，倒是在有些情况下，WG/TSG主席会通过“示意性投票”来展示不同技术方案背后的支持阵营的大小对比，以期“少数派”能够顾全大局，知难而退，向“多数派”妥协。绝大部分情况下，讨论和“示意性投票”即可解决争执，不会诉诸“正式投票”。每个SI和WI还会有一个项目管理人，负责监视该SI/WI的进展，并向TSG全会汇报。例如，LTE项目的管理人就会不断搜集各WG在LTE上的最新进展，汇总后向RAN全会报告。每个TR和TS
49、也有一个专门的执笔人，负责根据会议讨论的结论不断更新该TR/TS。由于会议时间有限，有时候无法在会议上完成讨论，在这种情况下，主席可以安排在会后继续通过电子邮件（E-mail）讨论。3GPP有一个完善的E-mail群发机制，不同的TSG、WG甚至SI/WI都可以有专门的邮件组，所有对该TSG、WG、SI、WI感兴趣的人员都可以通过订阅相应的邮件组跟踪相关的进展，并可以通过这个邮件组发表自己的意见。一项E-mail讨论通常也会指定一个人员负责组织，这个组织者有责任推动相关的讨论，澄清、总结各个发言者的观点、给出合理的结论。在LTE标准化后期，E-mail讨论起到了重要的作用。1.3.33GPP技术规范的版本划分3GPP对技术规范采用严