通信专业外文翻译中英文对照：WPF概述

通信专业外文翻译中英文对照：WPF概述附件1:外文资料翻译译文WPF概述蜂窝无线电通信行业在过去十年中目睹了全球拥有了超过四十亿无线用户这一巨大发展,第一代(1G)模拟蜂窝系统只支持有限的漫游语音通信,而第二代(2G)数字系统比第一代有更高的容量和更好的语音质量。此外,由于在各个国家特别是在欧洲国家对漫游有相同的标准和共同的频谱分配,因此使之变得更为普遍。在第二代(2G)蜂窝系统中,有两个是比较广泛部署的,他们分别是GSM(全球移动通信系统)和CDMA(码分多址)。相比于1G的模拟系统,2G系统主要支持语音通信。在后来发布2G版本的标准中,主要介绍了其支持数据传输的能力。然而,2G的数据传输速率普遍低于拨号连接支持,因此有了3G系统的出现,而ITU-R倡议的IMT-2000(国际移动电信2000年)为向3G的演进铺平了道路。根据IMT-2000的倡议,相关部门发表了一系列要求,如2Mb/s的峰值数据率和车辆的流动性支持。GSM和CDMA形成了自己独立的3G合作伙伴项目(3GPP和3GPP2),使IMT-2000标准发展成基于CDMA技术的标准。3GPP的3G标准被称为宽带CDMA(WCDMA),因为它使用了相比3GPP2的CDMA2000系统中1.25兆赫带宽来说更大的5兆赫带宽。3GPP2还制定了一个5兆赫兹的版本,支持三个1.25兆赫到副载波,其被称为CDMA2000-3X。为了分化从5兆赫兹的CDMA2000-3X的标准,1.25兆赫兹的系统被称为CDMA2000-1X或者干脆称为3G-1X。首次发布的3G标准并没有履行其所说的承诺,使高速数据传输的数据在实践中的支持率远远低于当时声称的标准。因此其需要作出一系列认真努力来提高有效地数据来支持3G系统。3GPP2中首先介绍了HRPD系统(高速率分组数据)系统使用的数据流量,如通道敏感的调度,快速链路自适应和混合ARQ等HRPD系统。系统优化的各种先进技术,需要一个独立的1.25兆赫兹载波和只支持没有语音的服务。正因为如此,HRPD系统最初被称为CDMA2000-1xEVDO(演进数据)系统。3GPP沿袭一种与之类似路径,并介绍HSPA(高速分组接入)技术提高对WCDMA系统的访问。HSPA的标准重复使用许多相同的数据优化技术为HRPD系统。然而,一个相对于HRPD系统来说的的差异是,在HSPA上相同的两个5MHz载波可以同时进行语音和数据传输。平行于HRPD系统,3GPP2同时也制定了一个联合的语音数据标准,被称为CDMA2000-1xEVDV(演进数据语音)。像HSPA一样,CDMA2000-1xEVDV系统支持同一载波上语音和数据,但是它从不商业化。在以后公布的HRPD,VoIP(互联网协议语音),介绍了其提供语音和数据服务在同一载体的能力。现在,两个3G标准,即HSPA和HRPD系统终于能够实现3G的承诺,并已被广泛部署在主要的蜂窝市场提供无线数据接入。1.1超越3G系统当HSPAHRPD系统得到了开发和部署,IEEE802LMSC(局域网/城域网标准委员会)也推出了IEEE802.16e移动宽带无线接入的标准。这个标准作为一种增强被引入到一个较早的IEEE802.16的标准固定宽带无线接入中去。以802.16e标准命名的OFDMA(正交频分多址接入)采用不同的接入技术,并声称比HSPA和HRPD系统提供、更好的数据传输速率和频谱效率。IEEE802.16系列标准被正式称为IEEE无线都会网路,它被称为名为Wi论坛的一个产业群的Wi(全球微波接入互操作性)。Wi论坛的使命是促进和认证宽带无线接入产品的兼容性和互操作性。支持在IEEE802.16e标准的移动Wi系统被称为移动Wi。除了无线电技术的优势,移动Wi还雇用了一个简单的基于IP协议的网络架构。引入移动Wi,3GPP和3GPP2超越基于OFDMA技术和网络架构,在类似的移动Wi的3G系统上开发自己的版本。在3GPP的3G系统之外,也被叫做进化的通用无线电台访问(进化UTRA),也被广泛称为LTE(长期演进),或被称为3GPP2版本的UMB(超移动宽带)如图1.1。应当指出的是,这三个3G系统即超越移动Wi,LET,IMT-2000要求的UMB满足,因此它们可以满足IMT-2000标准。图1.1蜂窝系统演化。表1.1LTE系统的属性。1.2长期演进(LTE)LTE的目标是提供一个高数据速率,低延迟技术支持和分组优化的无线接入技术,并支持灵活的带宽部署。与此同时,新的网络架构的设计目标是,支持与分组交换通信的无缝移动性,优质的服务服和最低限度的延迟。空中接口相关的属性总结在表1.1中。系统支持灵活的带宽OFDMA和SC-FDMA的访问,此外,FDD(频分双工)和TDD(时分双工),半双工FDD支持低成本的UE。不像软驱,它在半双工FDD在同一时间内操作的问题上是不需要发送和接收的,这样就避免了为UE而需要的昂贵的双工器。该系统主要是优化低转速可达15公里/小时。然而,系统规范允许一些性能下降超过350公里/小时的流动性支持。基于单载波频分多址的接入(SC-FDMA),由于低峰均值功率比(PAPR)相对的OFDMA上行接入,因此要增加上行覆盖。该系统支持4×4MIMO(多输入多输出)在20MHz带宽326Mb/s的下行峰值数据传输速率。由于上行MIMO未受聘在首次发布的LTE标准,因此上行峰值数据传输速率被限制在86Mb/s的20兆赫带宽。除了峰值数据传输速率的改善外,LTE系统提供两到四倍较高的细胞相对推出6HSPA系统的频谱效率。在小区边缘的吞吐量为HSPA的部署,同时保持同一站点的位置观察到类似的改进。在延迟方面,LTE无线接口和网络提供了一个数据包从网络到UE的传输延迟小于10毫秒的能力。1.3演进到4G移动Wi和UMB无线电接口属性表和表1.1给出的LTE属性表是非常相似。这三个系统都是支持灵活的带宽,下行的OFDMA和MIMO方案,FDD/TDD的双工。有如一些分歧,就是在LTE上行SC-FDMA的基于OFDMA技术在移动Wi和UMB上。三个系统的性能有所不同,因此预计将有微小的差别。类似于IMT-2000的主动性,ITU-R的5D工作组指出的IMT-Advanced系统的要求。其中,这些要求包括平均下行100Mbit/s的广域网数据传输速率,最高可达1Gbit/s的本地访问和低流动性的情景。此外,在世界无线电通信大会上(WRC-2007),最大的428兆赫的新频谱被确定为IMT系统,其中还包括一个在全球性的基础上分配136兆赫的频谱。3GPP和IEEE802LMSC正在积极发展自己的标准,以提交IMT-Advanced为目标,LTE和IEEE802.16的标准是要进一步提高系统的频谱效率和数据传输速率,同时支持各自的早期版本的向后兼容性。其中几个增强,包括支持一个大于20MHz的带宽和较高阶MIMO的LTE-Advanced和IEEE802.16标准发展的一部分,目前正在讨论中,以满足IMT-Advanced的要求。2网络架构和协议LTE的网络结构设计与无缝移动性,质量和服务质量(QoS)的最小延迟支持分组交换流量的目标。分组交换的方式,允许所有服务,包括对语音通过数据包连接的支持。结果一个高度简化的平坦架构只有两个节点,即演变节点B(ENB)和移动性管理实体/网关(MME/毛重)。相反的,在目前的3G系统的分层网络架构有更多的网络节点。一个重大变化是,从数据路径和无线网络控制器(RNC)被淘汰,到现在在ENB纳入其职能。在单个节点接入网络的好处是减少延迟和多个eNB到RNC的处理负荷分布。消除在接入网络的RNC是可能的,一方面是因为LTE系统不支持宏多样性或软切换。在这一章中,我们讨论了单播和广播流量,QoS架构和接入网络的移动性管理的网络体系结构设计。此外我们还简要讨论2层结构和不同的逻辑,运输和物理信道,随着它们的映射问题。2.1网络架构所有的网络接口都基于IP协议。通过S1接口的互连,如在图2.1所示的eNBs通过X2接口和MME/毛重实体。S1接口支持MME的/毛重和eNBs的[1]之间的一对多的关系。eNB和MME之间的功能分割关系图如图2.2所示。两个实体的逻辑网关即服务网关(GW)和分组数据网网关(GW)。S-GW作为本地移动锚转发和接收数据包,并服从ENB-UE的服务。与外部分组数据网络(如Internet)和IMS(PDNS)的P-GW的接口。在P-GW还执行了多个IP地址分配,执行政策,包过滤和路由等功能。MME是一个信号的唯一实体,因此,用户的IP数据包是不通过MME的。一个优势是一个单独的网络实体的信令信号和交通网络容量可以独立成长。MME的主要职能是包括控制和执行寻呼转播的空闲模式UE的可达性,跟踪区列表管理,漫游,认证,授权,P-GW/S-GW选择,承载管理,包括专用的承载建立,安全谈判NAS信令等。进化节点B实现节点B的功能,以及传统上RNC中实现的协议。eNB的主要功能是报头压缩,加密和数据包的可靠传递。在控制方面,ENB采用,如admissioncontrol和无线资源管理的职能。在单个节点接入网络的好处是减少延迟和RNC的处理负载分布到多个eNB。图2.1网络架构。图2.2eNB和MME/毛重之间的功能分割。在图2.3的用户平面协议中,我们注意到,分组数据汇聚协议(PDCP)和无线链路控制(RLC)传统RNC的网络侧终止层。图2.3用户平面协议。附件2:外文原文(复印件)IntroducingWPFThecellularwirelesscommunicationsindustrywitnessedtremendousgrowthinthepastdecadewithoverfourbillionwirelesssubscribersworldwide.Thefirstgeneration1Ganalogcellularsystemssupportedvoicecommunicationwithlimitedroaming.Thesecondgeneration2Gdigitalsystemspromisedhighercapacityandbettervoicequalitythandidtheiranalogcounterparts.Moreover,roamingbecamemoreprevalentthankstofewerstandardsandcommonspectrumallocationsacrosscountriesparticularlyinEurope.Thetwowidelydeployedsecond-generation2GcellularsystemsareGSMglobalsystemformobilecommunicationsandCDMAcodedivisionmultipleaccess.Asforthe1Ganalogsystems,2Gsystemswereprimarilydesignedtosupportvoicecommunication.HInlaterreleasesofthesestandards,capabilitieswereintroducedtosupportdatatransmission.However,thedataratesweregenerallylowerthanthatsupportedbydial-upconnections.TheITU-RinitiativeonIMT-2000internationalmobiletelecommunications2000pavedthewayforevolutionto3G.Asetofrequirementssuchasapeakdatarateof2Mb/sandsupportforvehicularmobilitywerepublishedunderIMT-2000initiative.BoththeGSMandCDMAcampsformedtheirownseparate3Gpartnershipprojects3GPPand3GPP2,respectivelytodevelopIMT-2000compliantstandardsbasedontheCDMAtechnology.The3Gstandardin3GPPisreferredtoaswidebandCDMAWCDMAbecauseitusesalarger5MHzbandwidthrelativeto1.25MHzbandwidthusedin3GPP2’scdma2000system.The3GPP2alsodevelopeda5MHzversionsupportingthree1.25MHzsubcarriersreferredtoascdma2000-3x.Inordertodifferentiatefromthe5MHzcdma2000-3xstandard,the1.25MHzsystemisreferredtoascdma2000-1xorsimply3G-1x.Thefirstreleaseofthe3Gstandardsdidnotfulfillitspromiseofhigh-speeddatatransmissionsasthedataratessupportedinpracticeweremuchlowerthanthatclaimedinthestandards.Aseriouseffortwasthenmadetoenhancethe3Gsystemsforefficientdatasupport.The3GPP2firstintroducedtheHRPDhighratepacketdata[1]systemthatusedvariousadvancedtechniquesoptimizedfordatatrafficsuchaschannelsensitivescheduling,fastlinkadaptationandhybridARQ,etc.TheHRPDsystemrequiredaseparate1.25MHzcarrierandsupportednovoiceservice.ThiswasthereasonthatHRPDwasinitiallyreferredtoascdma2000-1xEVDOevolutiondataonlysystem.The3GPPfollowedasimilarpathandintroducedHSPAhighspeedpacketaccess[2]enhancementtotheWCDMAsystem.TheHSPAstandardreusedmanyofthesamedata-optimizedtechniquesastheHRPDsystem.AdifferencerelativetoHRPD,however,isthatbothvoiceanddatacanbecarriedonthesame5MHzcarrierinHSPA.InparalleltoHRPD,3GPP2alsodevelopedajointvoicedatastandardthatwasreferredtoascdma2000-1xEVDVevolutiondatavoice[3].LikeHSPA,thecdma2000-1xEVDVsystemsupportedbothvoiceanddataonthesamecarrierbutitwasnevercommercialized.InthelaterreleaseofHRPD,VoIPVoiceoverInternetProtocolcapabilitieswereintroducedtoprovidebothvoiceanddataserviceonthesamecarrier.Thetwo3GstandardsnamelyHSPAandHRPDwerefinallyabletofulfillthe3Gpromiseandhavebeenwidelydeployedinmajorcellularmarketstoprovidewirelessdataaccess.1.1Beyond3GsystemsWhileHSPAandHRPDsystemswerebeingdevelopedanddeployed,IEEE802LMSCLAN/MANStandardCommitteeintroducedtheIEEE802.16estandard[4]formobilebroadbandwirelessaccess.ThisstandardwasintroducedasanenhancementtoanearlierIEEE802.16standardforfixedbroadbandwirelessaccess.The802.16estandardemployedadifferentaccesstechnologynamedOFDMAorthogonalfrequencydivisionmultipleaccessandclaimedbetterdataratesandspectralefficiencythanthatprovidedbyHSPAandHRPD.AlthoughtheIEEE802.16familyofstandardsisofficiallycalledWirelessMANinIEEE,ithasbeendubbedWiworldwideinteroperabilityformicrowaveaccessbyanindustrygroupnamedtheWiForum.ThemissionoftheWiForumistopromoteandcertifythecompatibilityandinteroperabilityofbroadbandwirelessaccessproducts.TheWisystemsupportingmobilityasinIEEE802.16estandardisreferredtoasMobileWi.Inadditiontotheradiotechnologyadvantage,MobileWialsoemployedasimplernetworkarchitecturebasedonIPprotocolsTheintroductionofMobileWiledboth3GPPand3GPP2todeveloptheirownversionofbeyond3GsystemsbasedontheOFDMAtechnologyandnetworkarchitecturesimilartothatinMobileWi.Thebeyond3Gsystemin3GPPiscalledevolveduniversalterrestrialradioaccessevolvedUTRA[5]andisalsowidelyreferredtoasLTELong-TermEvolutionwhile3GPP2’sversioniscalledUMBultramobilebroadband[6]asdepictedinFigure1.1.Itshouldbenotedthatallthreebeyond3GsystemsnamelyMobileWi,LTEandUMBmeetIMT-2000requirementsandhencetheyarealsoFigure1.1.Cellularsystemsevolution.Table1.1.LTEsystemattributes.partofIMT-2000familyofstandards.1.2Long-TermEvolutionLTEThegoalofLTEistoprovideahigh-data-rate,low-latencyandpacket-optimizedradio-accesstechnologysupportingflexiblebandwidthdeployments[7].Inparallel,newnetworkarchitectureisdesignedwiththegoaltosupportpacket-switchedtrafficwithseamlessmobility,qualityofserviceandminimallatency[8]Theair-interfacerelatedattributesoftheLTEsystemaresummarizedinTable1.1.ThesystemsupportsflexiblebandwidthsthankstoOFDMAandSC-FDMAaccessschemes.InadditiontoFDDfrequencydivisionduplexingandTDDtimedivisionduplexing,half-duplexFDDisallowedtosupportlowcostUEs.UnlikeFDD,inhalf-duplexFDDoperationaUEisnotrequiredtotransmitandreceiveatthesametime.ThisavoidstheneedforacostlyduplexerintheUE.Thesystemisprimarilyoptimizedforlowspeedsupto15km/h.However,thesystemspecificationsallowmobilitysupportinexcessof350km/hwithsomeperformancedegradation.TheuplinkaccessisbasedonsinglecarrierfrequencydivisionmultipleaccessSC-FDMAthatpromisesincreaseduplinkcoverageduetolowpeak-to-averagepowerratioPAPRrelativetoOFDMA.Thesystemsupportsdownlinkpeakdataratesof326Mb/swith4×4MIMOmultipleinputmultipleoutputwithin20MHzbandwidth.SinceuplinkMIMOisnotemployedinthefirstreleaseoftheLTEstandard,theuplinkpeakdataratesarelimitedto86Mb/swithin20MHzbandwidth.Inadditiontopeakdatarateimprovements,theLTEsystemprovidestwotofourtimeshighercellspectralefficiencyrelativetotheRelease6HSPAsystem.Similarimprovementsareobservedincell-edgethroughputwhilemaintainingsame-sitelocationsasdeployedforHSPA.Intermsoflatency,theLTEradio-interfaceandnetworkprovidescapabilitiesforlessthan10mslatencyforthetransmissionofapacketfromthenetworktotheUE.1.3Evolutionto4GTheradio-interfaceattributesforMobileWiandUMBareverysimilartothoseofLTEgiveninTable1.1.Allthreesystemssupportflexiblebandwidths,FDD/TDDduplexing,OFDMAinthedownlinkandMIMOschemes.ThereareafewdifferencessuchasuplinkinLTEisbasedonSC-FDMAcomparedtoOFDMAinMobileWiandUMB.TheperformanceofthethreesystemsisthereforeexpectedtobesimilarwithsmalldifferencesSimilartotheIMT-2000initiative,ITU-RWorkingParty5DhasstatedrequirementsforIMT-advancedsystems.Amongothers,theserequirementsincludeaveragedownlinkdataratesof100Mbit/sinthewideareanetwork,andupto1Gbit/sforlocalaccessorlow-mobilityscenarios.Also,attheWorldRadiocommunicationConference2007WRC-2007,aimumofa428MHznewspectrumisidentifiedforIMTsystemsthatalsoincludea136MHzspectrumallocatedonaglobalbasis.Both3GPPandIEEE802LMSCareactivelydevelopingtheirownstandardsforsubmissiontoIMT-advanced.ThegoalforbothLTE-advanced[9]andIEEE802.16m[10]standardsistofurtherenhancesystemspectralefficiencyanddatarateswhilesupportingbackwardcompatibilitywiththeirrespectiveearlierreleases.AspartoftheLTE-advancedandIEEE802.16standardsdevelopments,severalenhancementsincludingsupportforalargerthan20MHzbandwidthandhigher-orderMIMOarebeingdiscussedtomeettheIMT-advancedrequirements.2NetworkarchitectureandprotocolsTheLTEnetworkarchitectureisdesignedwiththegoalofsupportingpacket-switchedtrafficwithseamlessmobility,qualityofserviceQoSandminimallatency.Apacket-switchedapproachallowsforthesupportingofallservicesincludingvoicethroughpacketconnections.TheresultinahighlysimplifiedflatterarchitecturewithonlytwotypesofnodenamelyevolvedNode-BeNBandmobilitymanagemententity/gatewayMME/GW.Thisisincontrasttomanymorenetworknodesinthecurrenthierarchicalnetworkarchitectureofthe3Gsystem.OnemajorchangeisthattheradionetworkcontrollerRNCiseliminatedfromthedatapathanditsfunctionsarenowincorporatedineNB.SomeofthebenefitsofasinglenodeintheaccessnetworkarereducedlatencyandthedistributionoftheRNCprocessingloadintomultipleeNBs.TheeliminationoftheRNCintheaccessnetworkwaspossiblepartlybecausetheLTEsystemdoesnotsupportmacro-diversityorsoft-handoff.Inthischapter,wediscussnetworkarchitecturedesignsforbothunicastandbroadcasttraffic,QoSarchitectureandmobilitymanagementintheaccessnetwork.Wealsobrieflydiscusslayer2structureanddifferentlogical,transportandphysicalchannelsalongwiththeirmapping.2.1NetworkarchitectureAllthenetworkinterfacesarebasedonIPprotocols.TheeNBsareinterconnectedbymeansofanX2interfaceandtotheMME/GWentitybymeansofanS1interfaceasshowninFigure2.1.TheS1interfacesupportsamany-to-manyrelationshipbetweenMME/GWandeNBs[1]ThefunctionalsplitbetweeneNBandMME/GWisshowninFigure2.2.TwologicalgatewayentitiesnamelytheservinggatewayS-GWandthepacketdatanetworkgatewayP-GWaredefined.TheS-GWactsasalocalmobilityanchorforward