E-UTRA

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E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access,演進的UMTS陸面無線接入),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en:spectral efficiency) 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所有信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 (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.

3GPP Release UE 工作类型(User Equipment Category) 最大L1层数据速率 下行 MIMO实现下行速率的最大天线数 最大L1层数据速率 上行
Release 8 Category 1 10.3 Mbits/s 1 5.2 Mbit/s
Release 8 Category 2 51.0 Mbits/s 2 25.5 Mbit/s
Release 8 Category 3 102.0 Mbits/s 2 51.0 Mbit/s
Release 8 Category 4 150.8 Mbits/s 2 51.0 Mbit/s
Release 8 Category 5 299.6 Mbits/s 4 75.4 Mbit/s
Release 10 Category 6 301.5 Mbits/s 2 or 4 51.0 Mbit/s
Release 10 Category 7 301.5 Mbits/s 2 or 4 102.0 Mbit/s
Release 10 Category 8 2998.6 Mbits/s 8 1497.8 Mbit/s

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]

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 - 1980 017 2110 - 2170 FDD 5, 10, 15, 20 IMT 国际移动通信系统2100MHz频带
002 II (2) 012 1850 - 1910 012 1930 - 1990 FDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 PCS A-F 个人通讯服务1900MHz频带
003 III (3) 010 1710 - 1785 010 1805 - 1880 FDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 DCS 数字蜂窝系统1800MHz频带
004 IV (4) 009 1710 - 1755 013 2110 - 2155 FDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 AWS A-F 高级无线服务1700MHz频带
005 V (5) 006 824 - 849 006 869 - 894 FDD 1.4, 3, 5, 10 Cellular/CLR 移动蜂窝网络850MHz频带
006 VI (6) 007 830 - 840 007 875 - 885 FDD 5, 10 UMTS 800 现已停用
被 XIX (19) 代替
007 VII (7) 021 2500 - 2570 021 2620 - 2690 FDD 5, 10, 15, 20 IMT-E 扩展国际移动通信系统2600MHz频带
008 VIII (8) 008880 - 915 008925 - 960 FDD 1.4, 3, 5, 10 E-GSM 扩展全球移动通信系统900MHz频带
009 IX (9) 012 1749.9 - 1784.9 011 1844.9 - 1879.9 FDD 5, 10, 15, 20 UMTS 1700 通用移动通讯系统1700MHz频带
010 X (10) 011 1710 - 1770 013 2110 - 2170 FDD 5, 10, 15, 20 Extended AWS A-G 扩展高级无线服务1700MHz频带
IV (4) 扩展频段
011 XI (11) 009 1427.9 - 1447.9 009 1475.9 - 1495.9 FDD 5, 10 Lower PDC/LPDC 个人数字蜂窝网络1500MHz频带
012 XII (12) 001 698 - 716 001 728 - 746 FDD 1.4, 3, 5, 10 Lower SMH/LSMH blocks A/B/C 美国700MHz频带A/B/C块
013 XIII (13) 003 777 - 787 003 746 - 756 FDD 5, 10 Upper SMH/USMH block C 美国700MHz频带C块
014 XIV (14) 004 788 - 798 004 758 - 768 FDD 5, 10 Upper SMH/USMH block D 美国700MHz频带D块
015 XV (15) 014 1900 - 1920 021 2600 - 2620 FDD 5, 10 保留
016 XVI (16) 015 2010 - 2025 020 2585 - 2600 FDD 5, 10, 15 保留
017 XVII (17) 002 704 - 716 002 734 - 746 FDD 5, 10 Lower SMH/LSMH blocks B/C 美国700MHz频带B/C块
XII (12) 子频段
018 XVIII (18) 002 815 - 830 002 860 - 875 FDD 5, 10, 15 Japan Lower 800 日本850MHz频带
019 XIX (19) 002 830 - 845 002 875 - 890 FDD 5, 10, 15 Japan Upper 800 日本850MHz频带
VI (6) 扩展频段
020 XX (20) 005 832 - 862 005 791 - 821 FDD 5, 10, 15, 20 EUDD 欧盟数字红利800MHz频段
021 XXI (21) 009 1447.9 - 1462.9 009 1495.9 - 1510.9 FDD 5, 10, 15 Upper PDC/UPDC 个人数字蜂窝网络1500MHz频带
022 XXII (22) 029 3410 - 3490 030 3510 - 3590 FDD 5, 10, 15, 20 FDD 3500MHz频带
023 XXIII (23) 015 2000 - 2020 016 2180 - 2200 FDD 1.4, 3, 5, 10 S-Band a/k/a AWS-4 S波段高级无线服务2000MHz频带
024 XXIV (24) 011 1626.5 - 1660.5 010 1525 - 1559 FDD 5, 10 L-Band L波段1600MHz频带
025 XXV (25) 013 1850 - 1915 014 1930 - 1995 FDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 Extended PCS/EPCS A-G 扩展个人通讯服务1900MHz频带
II (2) 扩展频段
026 XXVI (26) 005 814 - 849 005 859 - 894 FDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 Extended CLR/ECLR 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 - 824 005 852 - 869 FDD 1.4, 3, 5, 10, 15 SMR 专业移动无线电800MHz频带
028 XXVIII (28) 005 703 - 748 005 758 - 803 FDD 15, 10, 15, 20 APAC 亚太地区700MHz频带
029 XXIX (29) 005 N/A 005 716 - 728 FDD 5, 10 Lower SMH/LSMH blocks D/E 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 - 2315 018 2350 - 2360 FDD 5, 10 WCS blocks A/B 无线通讯服务A/B块2300MHz频带
031 XXXI (31) 保留
032 XXXII (32) 保留
033 XXXIII (33) 016 1900 - 1920 TDD 5, 10, 15, 20 IMT 国际移动通信系统2100MHz频带
034 XXXIV (34) 020 2010 - 2025 TDD 5, 10, 15 IMT 国际移动通信系统2100MHz频带
035 XXXV (35) 014 1850 - 1910 TDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 PCS Uplink 个人通讯服务1900MHz上行频带
036 XXXVI (36) 019 1930 - 1990 TDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 PCS Downlink 个人通讯服务1900MHz下行频带
037 XXXVII (37) 017 1910 - 1930 TDD 5, 10, 15, 20 PCS Duplex spacing 个人通讯服务1900MHz双工间隔频带
038 XXXVIII (38) 023 2570 - 2620 TDD 5, 10, 15, 20 IMT-E 扩展国际移动通信系统2600MHz频带
039 XXXIX (39) 015 1880 - 1920 TDD 5, 10, 15, 20 TDD 1900MHz频带
040 XL (40) 021 2300 - 2400 TDD 5, 10, 15, 20 IMT-2000 第三代移动通信系统2300MHz频带
041 XLI (41) 021 2496 - 2690 TDD 5, 10, 15, 20 BRS/EBS 宽带广播服务/教育宽带服务2500MHz频带
042 XLII (42) 021 3400 - 3600 TDD 5, 10, 15, 20 TDD 3500MHz频带
043 XLIII (43) 021 3600 - 3800 TDD 5, 10, 15, 20 TDD 3700MHz频带
044 XLIV (44) 002 703 - 803 TDD 5, 10, 15, 20 APAC 亚太地区700MHz频带

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) 2100 IMT 瑞典(3)
计划: 中国(中国联通)
安哥拉(Unitel), 南非(Cell C) 未有部署
II (2) 1900 PCS A-F 美国(C Spire) 多明尼加共和国(Tricom), 巴拉圭(Personal)
III (3) 1800 DCS 多明尼加共和国(Orange S.A.), 委内瑞拉(Digitel GSM)
计划: 中国(中国电信)
IV (4) 1700 AWS 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) 850 CLR 未有部署 未有部署 韩国(LG U+, SK Telecom) 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) 2600 IMT-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) 900 E-GSM 瑞典(Net4Mobility) 韩国(KT) 未有部署 计划: 澳大利亚(Telstra)
IX (9) 1700 UMTS 1700 日本(EMOBILE)
(被 III (3) 取代)
X (10) 1700 EAWS A-G 未有部署 未有部署
XI (11) 1500 LPDC 日本(au)
XII (12) 700 LSMH A/B/C 美国(部分地区)
XIII (13) 700 USMH C 美国(Verizon) 玻利维亚(Entel Bolivia) 乌兹别克斯坦(UCell)
XIV (14) 700 USMH 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) 700 LSMH B/C 美国(AT&T)
XVIII (18) 850 Japan Lower 800 日本(au)
(被 XXVI (26) 取代)
XIX (19) 850 Japan Upper 800 日本(NTT DoCoMo)
(被 XXVI (26) 取代)
XX (20) 800 EUDD 卡塔尔(ooredoo) 坦桑尼亚(Smile), 乌干达(Orange S.A., Smile)
XXI (21) 1500 UPDC 日本(NTT DoCoMo)
XXII (22) 3500 未有部署
XXIII (23) 2000 S-Band 美国
(未有部署)
XXIV (24) 1600 L-Band 美国
(未有部署)
XXV (25) 1900 EPCS A-G 美国(Sprint) 未有部署
XXVI (26) 850 ECLR 未有部署 未有部署 未有部署 未有部署
XXVII (27) 800 SMR 美国
(未有部署)
XXVIII (28) 700 APAC 未有部署 未有部署 未有部署 未有部署
XXIX (29) 800 LSMH D/E 美国(AT&T)
(未有部署)
XXX (30) 2300 WCS 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 2100 IMT 未有部署 斯里兰卡, 新加坡, 马来西亚
(未有部署)
澳大利亚
(未有部署)
XXXIV (34) TDD 2100 IMT 未有部署 中国, 日本
(未有部署)
XXXV (35) TDD 1900 PCS 未有部署 未有部署
XXXVI (36) TDD 1900 PCS 未有部署 未有部署
XXXVII (37) TDD 1900 PCS 未有部署 未有部署
XXXVIII (38) TDD 2600 IMT-E 巴西(On Telecom, SKY Brasil) 波兰(Aero2), 俄罗斯(MegaFon, MTS)
计划: 西班牙(COTA), 瑞典(3)
沙特阿拉伯(Mobily, Zain)
计划: 中国(中国移动)
乌干达(MTN)
XXXIX (39) TDD 1900 计划: 中国(中国移动)
XL (40) TDD 2300 IMT-2000 未有部署 俄罗斯(Vainah Telecom) 香港(中国移动香港), 印度(Airtel), 阿曼(Omantel), 沙特阿拉伯(STC), 斯里兰卡(Dialog)
计划: 中国(中国移动, 中国联通, 中国电信)
南非, 乌干达
(未有部署)
澳大利亚(NBN Co, Optus)
XLI (41) TDD 2500 BRS/EBS 美国(Sprint, 计划: nTelos) 日本(SoftBank(WCP))
计划: 中国(中国移动, 中国联通, 中国电信)
XLII (42) TDD 3500 计划: 智利(Entel) 英国(UK Broadband)
XLIII (43) TDD 3700 英国(UK Broadband)
XLIV (44) TDD 700 APAC 中国
(未有部署)

注釋[编辑]

參見[编辑]

外部連結[编辑]

網際網路接入
網路型態 有線 無線
光纖 同軸電纜 乙太網路 電話線 電力線 地表無線電
(免執照)
地表無線電
(要執照)
人造衛星
LAN 1000BASE-X G.hn英语G.hn Ethernet HomePNA英语HomePNA  · G.hn英语G.hn G.hn英语G.hn Wi-Fi · Bluetooth · DECT · Wireless USB
WAN PON DOCSIS 電話撥接上網 · ISDN · DSL BPL英语Broadband over power lines · PLC Muni Wi-Fi GPRS · iBurst英语iBurst · WiBro/WiMAX · UMTS-TDD · HSPA · HSDPA · EV-DO · LTE 衛星上網英语Satellite Internet access