一、概述
1、LTE系統的由來
隨著全球微波接入互操作（WiMAX）技術的迅猛發展，2004年底，3GPP組織為了更好的與WiMAX進行競爭，同時為了向4G技術的邁進，發起了通用移動通信系統（UMTS）的長期演進（LTE，Long Term Evolution）項目的開發，在2006年開始發布的R8版本中就有了LTE技術的標準規范。它與3GPP2所發起的移動超寬帶（UMB，Ultra Mobile Broadband）技術被合稱為3G演進（E3G，Enhanced 3G）技術。為了實現更高的數據傳輸速率和出于對碼分多址（CDMA）專利的考慮，3GPP的LTE和3GPP2的UMB都選擇了正交頻分復用（OFDM）技術來作為它們的空中接口的無線接口技術（RIT）。所以以3G空中接口所使用的CDMA技術相比，與其稱E3G是3G技術的“演進（Evolution）”，其實倒不如說它是3G技術的“革命（revolution）”。LET在空中接口采用OFDM傳輸方式，完全拋棄了3G的CDMA技術，在系統架構演進（SAE，System Architecture Evolution）中，其核心網也發生了根本性的改變。所以LTE不具備像高速下行分組接入（HSDPA）那樣的后向兼容性。
2、LTE系統的標準版本
3GPP對于LTE系統的研究是從R8階段開始的，開始于2006年，當時稱為LTE；而3GPP將R10版本以上的LTE稱之為LTE-Advanced；將R13版本及其以后版本標記為“LTE-Advanced Pro”。
欲更多了解3GPP的LTE標準化版本進展情況介紹的請進入。
R10版本以上的LTE-Advanced，是專門為適應于ITU-R建議M.1645而開發的。ITU-R在2012年發布的M.2012《IMT-Advanced地面無線接口的詳細規范》中建議推薦的IMT- Advanced無線接口技術之一，就是3GPP推薦的、名字也稱為“LTE-Advanced”。LTE-Advanced的無線方面亦包括LTE版本8和LTE版本9的能力，并提供關于版本8和版本9規范的信息。實際上日常我們都把4G的LTE-Advanced習慣性的簡稱為LTE了。
欲更多了解ITU-R相關IMT-Advanced建議的請進入：M.1645；M.2012
3、LTE的目標和性能要求
在TR 25.913中對LTE系統的需求指標進行了定義，概括如下表1-3-1中。同時下一代移動網絡（NGMN，Next Generation Mobile Networks）聯盟，從運營商的角度也對LTE提出了要求，要求LTE必須是一個具有競爭力的B3G寬帶無線業務提供者。所以在LTE系統設計時要考慮以下表1-3-2中幾個總體目標。
表1-3-1：LTE的目標和性能要求
表1-3-2：NGMN從運營商的角度對LTE提出的總體目標要求
二、LTE的系統架構
同樣，LTE系統也是由核心網、無線接入網和用戶終端所組成，以構成第四代數字蜂窩移動通信系統。然而，此時的LTE系統也稱為演進的分組系統（EPS，Evolved Packet System），其核心網稱之為演進的分組核心網（EPC，Evolved Packet Core）；無線接入網稱之為演進的UTRAN，即E-UTRAN。
1、EPS的架構
演進的分組系統（EPS）的網絡架構如下圖2-1所示。EPS中的核心網子系統設備包括移動性管理設備（MME）、服務網關（S-GW）、PDN網關（P-WG）、服務GPRS支持節點（SGSN）以及用于存儲用戶簽約信息的歸屬用戶服務器（HSS）和用于計費和策略控制的單元（PCRF）等組成。無線網絡子系統主要由E-UTRAN和用戶終端設備組成。
圖2-1：演進分組系統（EPS）的網絡架構
2、E-UTRAN的系統架構
在3GPP TS 36.300中和TS 36.401中對E-UTRAN的系統架構進行了詳細的描述，其架構圖如圖2-2-1所示。E-UTRAN由eNode B構成，即與3G系統相比，無線接入網進行了優化，采用了扁平化的網絡架構，取消了取消了無線網絡控制器（RNC），完全由基站組成，此時的基站稱之為演進型或增強型基站（eNode B，可簡寫為eNB）。
圖2-2-1：E-UTRAN系統的網絡架構
eNode B之間的接口稱為X2接口，每個eNode B都與EPC相連，二者之間的接口稱為S1接口。S1接口的用戶面終止在業務網關（S-GW，Serving Gateway）上，S1接口的控制面終止在移動性管理實體（MME，Mobile Management Entity）上。控制面和用戶面另一端終止于eNode B上。E-UTRAN系統及與EPC間的關系可用下圖2-2-2簡示。
圖2-2-2：E-UTRAN系統及與EPC間的關系架構
三、eNode B的功能
1、E-UTRAN功能的總體原則與描述
在確定E-UTRAN架構和E-UTRAN接口功能時的總體原則應遵循下表3-1-1所示的要求。由上圖2-2-2所示的架構，根據我國標準YD/T 2570的規定，E-UTRAN總體功能描述如下表3-1-2所示。
表3-1-1：確定E-UTRAN架構和E-UTRAN接口的總體原則
表3-1-2：E-UTRAN總體功能描述
2、eNode B的總體功能
由于E-UTRAN中只有eNode B組成，那么eNode B所具有的功能就是LTE系統無線接入網絡設備的功能。eNode B的功能架構如下圖3-2，它可以提供下表3-2所示的總體功能要求。eNode B設備分為TDD模式設備和FDD模式設備，具體設備的具體功能不盡相同，在我國通信行業標準中分別是由YD/T 2571（TDD）和YD/T 2573（FDD）給出的。
圖3-2：E-UTRAN和EPC的功能架構
表3-2：eNode B所提供功能的總體要求
四、E-UTRAN的接口
LTE系統的無線接入網子系統（E-UTRA）的接口應包括UE與網絡間的空中接口（Uu接口）、eNode B與EPC間的S1接口和eNode B之間的X2接口，這些接口都是開放式的標準接口。另外，當采用分布式結構的eNode B基站設備時，Ir接口是BBU與RRU之間的接口。除Uu接口為無線接口，且分為TDD模式和FDD模式外，其他接口均為有線接口。
1、空中接口
LTE系統空中接口的物理層采用帶有循環前綴(CP，Cyclic Prefix)的正交頻分多址（OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）技術作為下行的多址方式。而上行則采用帶有CP的單載波頻分多址（SC-FDMA，Single-Carrier Frequency Division Multiplexing Access）技術。OFDM技術適用于頻率選擇性信道和高速數據傳輸，這種技術依靠CP可以有效地克服多徑衰落，同時利用相互正交的且帶寬較窄的子載波可以將頻率選擇性信道分解為多個并行的且為平坦衰落的信道。這樣可以降低接收機在頻域均衡的復雜度。
LTE系統空中接口按管理功能分為用戶面和控制面，其協議棧分別如下圖4-1-1和圖4-1-2所示；其功能匯總于下表4-1中。在我國，Uu接口應滿足YD/T 2560、YD/T 2561和YD/T 2562的要求。
圖4-1-1：E-UTRA用戶面協議棧
圖4-1-2：E-UTRA控制面協議棧
表4-1：用戶面和控制面的基本功能
欲詳細了解LTE系統Uu接口物理層要求的請進入。
2、S1接口
在我國，S1接口應滿足YD/T 2566.x系列標準的要求。在YD/T 2566.2對S1接口物理層的要求是：支持任何的層一（與物理層同義）技術，例如點對點或點對多點技術，只要使用的技術都不排斥。
3、X2接口
在我國，X2接口應滿足YD/T 2568.x系列標準的要求。在YD/T 2568.2對X2接口物理層的要求與S1接口基本相同。
4、Ir接口
在我國，Ir接口應滿足YD/T 2731標準的要求。
在我國，根據3GPP的相關規范（R9版本以上），并結合我國通信網絡的具體情況，編制了一系列的有關LTE系統的通信行業標準。
欲具體了解我國LTE系統相關通信行業標準索引的請進入。
