一、概述
1、LTE系统的由来
随着全球微波接入互操作（WiMAX）技术的迅猛发展，2004年底，3GPP组织为了更好的与WiMAX进行竞争，同时为了向4G技术的迈进，发起了通用移动通信系统（UMTS）的长期演进（LTE，Long Term Evolution）项目的开发，在2006年开始发布的R8版本中就有了LTE技术的标准规范。它与3GPP2所发起的移动超宽带（UMB，Ultra Mobile Broadband）技术被合称为3G演进（E3G，Enhanced 3G）技术。为了实现更高的数据传输速率和出于对码分多址（CDMA）专利的考虑，3GPP的LTE和3GPP2的UMB都选择了正交频分复用（OFDM）技术来作为它们的空中接口的无线接口技术（RIT）。所以以3G空中接口所使用的CDMA技术相比，与其称E3G是3G技术的“演进（Evolution）”，其实倒不如说它是3G技术的“革命（revolution）”。LET在空中接口采用OFDM传输方式，完全抛弃了3G的CDMA技术，在系统架构演进（SAE，System Architecture Evolution）中，其核心网也发生了根本性的改变。所以LTE不具备像高速下行分组接入（HSDPA）那样的后向兼容性。
2、LTE系统的标准版本
3GPP对于LTE系统的研究是从R8阶段开始的，开始于2006年，当时称为LTE；而3GPP将R10版本以上的LTE称之为LTE-Advanced；将R13版本及其以后版本标记为“LTE-Advanced Pro”。
欲更多了解3GPP的LTE标准化版本进展情况介绍的请进入。
R10版本以上的LTE-Advanced，是专门为适应于ITU-R建议M.1645而开发的。ITU-R在2012年发布的M.2012《IMT-Advanced地面无线接口的详细规范》中建议推荐的IMT- Advanced无线接口技术之一，就是3GPP推荐的、名字也称为“LTE-Advanced”。LTE-Advanced的无线方面亦包括LTE版本8和LTE版本9的能力，并提供关于版本8和版本9规范的信息。实际上日常我们都把4G的LTE-Advanced习惯性的简称为LTE了。
欲更多了解ITU-R相关IMT-Advanced建议的请进入：M.1645；M.2012
3、LTE的目标和性能要求
在TR 25.913中对LTE系统的需求指标进行了定义，概括如下表1-3-1中。同时下一代移动网络（NGMN，Next Generation Mobile Networks）联盟，从运营商的角度也对LTE提出了要求，要求LTE必须是一个具有竞争力的B3G宽带无线业务提供者。所以在LTE系统设计时要考虑以下表1-3-2中几个总体目标。
表1-3-1：LTE的目标和性能要求
表1-3-2：NGMN从运营商的角度对LTE提出的总体目标要求
二、LTE的系统架构
同样，LTE系统也是由核心网、无线接入网和用户终端所组成，以构成第四代数字蜂窝移动通信系统。然而，此时的LTE系统也称为演进的分组系统（EPS，Evolved Packet System），其核心网称之为演进的分组核心网（EPC，Evolved Packet Core）；无线接入网称之为演进的UTRAN，即E-UTRAN。
1、EPS的架构
演进的分组系统（EPS）的网络架构如下图2-1所示。EPS中的核心网子系统设备包括移动性管理设备（MME）、服务网关（S-GW）、PDN网关（P-WG）、服务GPRS支持节点（SGSN）以及用于存储用户签约信息的归属用户服务器（HSS）和用于计费和策略控制的单元（PCRF）等组成。无线网络子系统主要由E-UTRAN和用户终端设备组成。
图2-1：演进分组系统（EPS）的网络架构
2、E-UTRAN的系统架构
在3GPP TS 36.300中和TS 36.401中对E-UTRAN的系统架构进行了详细的描述，其架构图如图2-2-1所示。E-UTRAN由eNode B构成，即与3G系统相比，无线接入网进行了优化，采用了扁平化的网络架构，取消了取消了无线网络控制器（RNC），完全由基站组成，此时的基站称之为演进型或增强型基站（eNode B，可简写为eNB）。
图2-2-1：E-UTRAN系统的网络架构
eNode B之间的接口称为X2接口，每个eNode B都与EPC相连，二者之间的接口称为S1接口。S1接口的用户面终止在业务网关（S-GW，Serving Gateway）上，S1接口的控制面终止在移动性管理实体（MME，Mobile Management Entity）上。控制面和用户面另一端终止于eNode B上。E-UTRAN系统及与EPC间的关系可用下图2-2-2简示。
图2-2-2：E-UTRAN系统及与EPC间的关系架构
三、eNode B的功能
1、E-UTRAN功能的总体原则与描述
在确定E-UTRAN架构和E-UTRAN接口功能时的总体原则应遵循下表3-1-1所示的要求。由上图2-2-2所示的架构，根据我国标准YD/T 2570的规定，E-UTRAN总体功能描述如下表3-1-2所示。
表3-1-1：确定E-UTRAN架构和E-UTRAN接口的总体原则
表3-1-2：E-UTRAN总体功能描述
2、eNode B的总体功能
由于E-UTRAN中只有eNode B组成，那么eNode B所具有的功能就是LTE系统无线接入网络设备的功能。eNode B的功能架构如下图3-2，它可以提供下表3-2所示的总体功能要求。eNode B设备分为TDD模式设备和FDD模式设备，具体设备的具体功能不尽相同，在我国通信行业标准中分别是由YD/T 2571（TDD）和YD/T 2573（FDD）给出的。
图3-2：E-UTRAN和EPC的功能架构
表3-2：eNode B所提供功能的总体要求
四、E-UTRAN的接口
LTE系统的无线接入网子系统（E-UTRA）的接口应包括UE与网络间的空中接口（Uu接口）、eNode B与EPC间的S1接口和eNode B之间的X2接口，这些接口都是开放式的标准接口。另外，当采用分布式结构的eNode B基站设备时，Ir接口是BBU与RRU之间的接口。除Uu接口为无线接口，且分为TDD模式和FDD模式外，其他接口均为有线接口。
1、空中接口
LTE系统空中接口的物理层采用带有循环前缀(CP，Cyclic Prefix)的正交频分多址（OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）技术作为下行的多址方式。而上行则采用带有CP的单载波频分多址（SC-FDMA，Single-Carrier Frequency Division Multiplexing Access）技术。OFDM技术适用于频率选择性信道和高速数据传输，这种技术依靠CP可以有效地克服多径衰落，同时利用相互正交的且带宽较窄的子载波可以将频率选择性信道分解为多个并行的且为平坦衰落的信道。这样可以降低接收机在频域均衡的复杂度。
LTE系统空中接口按管理功能分为用户面和控制面，其协议栈分别如下图4-1-1和图4-1-2所示；其功能汇总于下表4-1中。在我国，Uu接口应满足YD/T 2560、YD/T 2561和YD/T 2562的要求。
图4-1-1：E-UTRA用户面协议栈
图4-1-2：E-UTRA控制面协议栈
表4-1：用户面和控制面的基本功能
欲详细了解LTE系统Uu接口物理层要求的请进入。
2、S1接口
在我国，S1接口应满足YD/T 2566.x系列标准的要求。在YD/T 2566.2对S1接口物理层的要求是：支持任何的层一（与物理层同义）技术，例如点对点或点对多点技术，只要使用的技术都不排斥。
3、X2接口
在我国，X2接口应满足YD/T 2568.x系列标准的要求。在YD/T 2568.2对X2接口物理层的要求与S1接口基本相同。
4、Ir接口
在我国，Ir接口应满足YD/T 2731标准的要求。
在我国，根据3GPP的相关规范（R9版本以上），并结合我国通信网络的具体情况，编制了一系列的有关LTE系统的通信行业标准。
欲具体了解我国LTE系统相关通信行业标准索引的请进入。
