淺談4G LTE技術發展及現狀

摘 要：4G技術已經成為我國通信事業發展的既定方向，4G LTE技術革命已悄然到來，現在正在發展的LTE技術是我們走向4G時代的重要指引，LTE技術憑借自身的優勢和眾多的支持，成為走向4G時代的橋梁。本文首先介紹了LTE技術的發展歷史和發展現狀，進而針對LTE的關鍵技術做了詳細的介紹，最后提出了自己關于LTE技術發展的幾點思考。

關鍵詞：4G；LTE技術；現狀；發展

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A

作為世界上最發達的通信方式之一的移動通信，已經經過了20多年的發展，移動通信即將邁入4G時代。4G的技術革命的到來已成為必然的趨勢，與以往的3G技術相比較，4G技術在通信的范圍、通信的服務質量以及數據傳輸方面都有著很大的優勢。國際上對于4G技術的研發也早已經展開，我國也不例外。在由3G走向4G的技術研究方面，LTE技術得到了多個國家運營商的好評，被稱為準4G技術。本文主要就LTE技術進行了分析和研究，并提出了一些自己的思考。

LTE技術的發展歷史和現狀

實際上，LTE是long term evolution的縮寫，LTE其實并不是人們普遍認為的那樣，并不是4G技術，而是3G向4G技術發展過程中的一個過渡技術，是被稱為3.9G的全球化標準，它通過采用OFDM和MIMO作為無線網絡演進的標準，改進并且增強了3G的空中接入技術。這些技術的運用，使得其在20MHz頻譜帶寬的情況下能夠提供下行326Mbit/s與上行 86Mbit/s的峰值速率。這種具有革命性的改革，使得LTE技術改善了小區邊緣位置的用戶的性能，提高小區容量值并且降低了系統的延遲。

在2010年主題為“美夢成真”的世界移動通信大會上，愛立信公司成功的演示了LTE/4G新系統，其最高的下載速率達到了每秒1GB（1000兆比特），創下了世界紀錄，大大超過了了目前狀態下普通互聯網的速度。 并且在2009年的12月份，LTE技術第一次投向公共應用，這一天TeliaSonera公司在瑞典的首都斯德哥爾摩城和挪威的首都奧斯陸向人們正式的推出了LTE服務項目。今年美國、日本也即將開啟將LTE技術投入商業應用的道路。據分析估計，到2013年，全球LTE網絡的用戶將會達到7200萬。ITU正式審議并通過的4G （IMT-Advanced） 標準，就包括LTE （Long Term Evolution，長期演進） 的后續研究標準。

對于LTE技術的研究歷來已久，我國的LTE項目是基于3G時代的TD-SCDMA技術和WCDMA技術發展起來的，那么，其對應的也將發展成為TD-LTE和FD-LTE技術。在我國，國家工業部已經批準了TD-LTE的頻段，并且該技術也得到了大部分電信設備運營商的支持。但是，在LTE技術發展的過程中，所得到的發展機遇和所要接受的挑戰是并存的。

4G時代到來的道路是艱難的，LTE的發展面臨著以下幾個重要的挑戰。首先，是LTE技術方面的制約性。主要表現為兩個方面，一個是網絡質量的制約，一個是網絡發展的未來和網絡兼容性的制約。LTE不僅要求要有高質量、高速度、高穩定性的網絡技術，而且要求全天候的狀態保持支撐。同時，LTE的兼容性，不僅包括上下游設備方面的兼容，也包括數據分析和網絡自由切換的兼容。其次，在LTE技術的普及和3G市場的競爭方面。現在的市場仍然是3G的時代，兩者之間勢必會引起一場巨大的市場爭奪戰。這是運營商們所必須要認真解決的一個問題，技術的革命性發展勢必會影響到市場的走向。最后，就是LTE的成本問題。就目前的狀況來看，LTE技術的成本問題還沒有一個明確的答案，有分析指出，只有當每比特LTE的成本相當于3G成本的十分之一時，LTE才能真正的發揮其優勢。

LTE的技術特征和關鍵技術介紹

與3G技術相比而言，LTE具有以下的技術特征：（1）提高了通信的速率，下行峰值速率為100Mbps、上行為50Mbps。（2）提高了頻譜的效率。（3）主要目標為分組域任務，系統在整體架構上將基于分組交換。（4）降低無線網絡的延時。（5）提高小區邊界的比特速率，在基站的分布位置不發生變化的前提下增加小區邊界比特速率。如MBMS（多媒體廣播和組播業務）在小區邊界便可以實現提供1bit/s/Hz的數據速率。（6）強調兼容性，支持已有的3G系統，也支持與非3GPP規范系統的協同運作。

LTE在技術發展方面，表現出了很大的先進性，LTE的關鍵技術主要包括OFDM技術、MIMO技術和高階調制技術。

1 OFDM技術。OFDM技術作為LTE技術的主要特點，其主要思想就是要降低時延，減少符合之間相互干擾的影響。一般情況下，是在OFDM符合的前面加入保護間隔，當保護間隔大于信道時延的擴展時，就可以完全消除符號間的干擾。同時，OFDM參數的設定對整個系統的性能也會產生決定性的影響，例如循環前綴，它主要是被用于消除符號之間的干擾，OFDM系統的抵抗多徑的能力和所覆蓋的能力，由循環前綴的長度決定。為了滿足半徑為100km的小區覆蓋要求，LTE系統采用的是兩套前綴循環方案，根據場地的具體情況進行選擇。

2 MIMO技術。MIMO技術主要用于提高系統的傳輸率，也為我們所重視。OFDM的子波衰落情況相對來說比較平坦，比較適宜與MIMO技術進行相互結合，來提高系統性能。在發射端和接受端，MIMO技術都采用的是多天線和多通道。多天線接收機通過空時編碼處理來分開并且解碼數據子流，以保證實現最佳的效果。如果各個發射接收天線之間的通道相互獨立，那么多如和多出系統就可以創造出多個并行空間信道。通過這些并行信道，進行獨立的傳輸數據，其傳輸速率必然得到提高。同時，MIMO將多徑無線信道與發射、接收最為一個優化的整體進行，以保證高通信容量和高頻譜利用率的實現。這是一種比較有效的干擾對消處理和空域時域之間的聯合分集。

3高階調制技術。為了使系統能夠實現下行100Mbit/s 峰值速率的目標，在原來的3G通信的基礎上，LTE系統增加了64QAM的高階調制。雖然64QAM的頻譜利用率高，但是損失了一些信號比和可靠性。采用該高階調制可以提高60%的信道利用率，這在LTE中是一個非常有效的解決方案。

通過以上的技術運用，LTE不僅能提升用戶對于移動的體驗，而且能夠為運營商們帶來更加巨大的技術方面的優勢和成本上的優勢。

LTE技術的發展思考

在4G時代日益發展的今天，我們對于國外的4G技術絕不能盲從，要大力發展自己的4G技術。TD-LTE-Advanced是我國擁有自主知識產權的4G標準，是在3G標準TD-SCDMA的基礎上發展和演進而來的技術。TD-SCDMA技術在2000年正式成為3G標準之一，但在過去發展的過程中，TD-SCDMA并沒有能在真正意義上稱為“國際”標準，但是TD-LTE已經成為4G的主流標準之一。

我國應當大力推進TD-LTE技術的發展，順應時代發展的趨勢，并要引領世界的發展。我國應當深入研究和不斷創新4G的兼容性，要做好TD-LTE與其他4G技術的兼容，同時也要積極的引導國內的其他網絡加入到LTE的演進中來。另一方面，我國要聯合國內外的運營商來共同推進LTE技術的發展，要在技術和市場運作方面不斷的完善我國的LTE技術。

結語

LTE技術憑借其技術優勢和市場發展前景，豐富的終端產品和廣闊的業務范圍，出現在我們的面前。就目前的情況來說，我國國內運營商在LTE的技術研究方面，研發實力跟國際研發水平存在很大的差距。所以，在LTE技術的發展方面，我們要注重與國際研究機構和國際運營商的合作。

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