基于LTE中的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展前景研究

【摘要】 文章通過(guò)筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，主要介紹了LTE技術(shù)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，從中針對(duì)LTE中的關(guān)鍵技術(shù)，以及LET技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用進(jìn)行了研究，最后提出了LTE的發(fā)展方向及趨勢(shì)。以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】 LTE技術(shù) 實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 關(guān)鍵技術(shù) 優(yōu)勢(shì) 發(fā)展前景

無(wú)線寬帶接入，是信息通信技術(shù)的一次革新。但隨著寬帶無(wú)線接入移動(dòng)化的逐漸進(jìn)步， 客戶需求量逐漸增加，與此同時(shí)，客戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信的速度也提出了新的要求，對(duì)此，第三代合作伙伴計(jì)劃3GPP（3rd Generation Partnership Project）于2004年決定在市場(chǎng)上投入應(yīng)用 B3G或4G通信技術(shù)，替代3G無(wú)線通信技術(shù)。本文主要就LTE中的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展前景進(jìn)行了論述。

一、LTE技術(shù)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)

（1）可以提供更高的無(wú)限傳輸?shù)乃俾?。LTE技術(shù)所能夠?qū)崿F(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求可以達(dá)到下行100Mbit/s，上行50Mbit/s是現(xiàn)有的3G技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率的二到四倍，而且LTE技術(shù)要求在校區(qū)的覆蓋范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率是不會(huì)因?yàn)椴辉趥魉椭行亩兓模谡麄€(gè)地區(qū)的速率都是完全一樣的處在同一水平線，在小區(qū)邊緣地帶不能出現(xiàn)明顯的速率下降的情況。

（2）小區(qū)內(nèi)部容量的明顯提高也是LTE技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，LTE無(wú)線通信要求小區(qū)容量是現(xiàn)在的R6協(xié)議版本的三倍以上，而在邊緣的容量大小要保證高于R6協(xié)議版本的兩倍以上，這樣的要求容量才能逐漸滿足消費(fèi)者的需求，才更適合現(xiàn)代化的需要。

（3）LTE技術(shù)中的關(guān)鍵內(nèi)容還有顯著降低延時(shí)效果，延時(shí)是制約整個(gè)通信速率和質(zhì)量的內(nèi)在因素之一，在LTE通信的標(biāo)準(zhǔn)中用戶所應(yīng)該有的延時(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該控制在5ms內(nèi)，控制平面的延時(shí)應(yīng)該在100ms以內(nèi)，這樣的標(biāo)準(zhǔn)才能體現(xiàn)LTE技術(shù)的核心。

（4）LTE技術(shù)還應(yīng)該明顯的降低消費(fèi)者使用的成本，LTE技術(shù)是一中長(zhǎng)期演變進(jìn)步的過(guò)渡技術(shù)，也就是說(shuō)LTE技術(shù)是可以在現(xiàn)在的3G技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)共存兼容的，這樣的平滑過(guò)度就降低了無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)整體升級(jí)所要面對(duì)的大成本，降低了用戶的使用成本和運(yùn)營(yíng)商對(duì)于3G無(wú)線和LTE通信的維護(hù)升級(jí)費(fèi)用。

二、LTE中的關(guān)鍵技術(shù)

（1）OFDM和SC- FDMA技術(shù)。為了在有限的寬帶內(nèi)傳送更多更大的信息量，LTE通信標(biāo)準(zhǔn)中選取了OFDM技術(shù)和SC-FDMA技術(shù)作為L(zhǎng)TE技術(shù)中的調(diào)制型技術(shù)SC- FDMA技術(shù)是應(yīng)用在上行的通信過(guò)程中的，是一種相對(duì)特定的優(yōu)化的OFDMA技術(shù)，這種技術(shù)具有更低的峰值比可以提高用戶終端產(chǎn)品在上行通信中的功能效率OFDM技術(shù)的應(yīng)用可以在多個(gè)正交子載波對(duì)高速數(shù)據(jù)流中進(jìn)行分流，這樣就降低了相同數(shù)據(jù)量在不同情況下需要的傳輸速率，增大單個(gè)符號(hào)的傳輸時(shí)間就可以增強(qiáng)LTE系統(tǒng)的實(shí)際抗干擾力，減小了信息通信數(shù)據(jù)之間的干擾效果。

（2）MIMO技術(shù)。MIMO技術(shù)是在無(wú)線信號(hào)發(fā)送端和接收端利用多天線技術(shù)組成更多樣化的通道來(lái)接受空時(shí)編碼進(jìn)行解碼。對(duì)于發(fā)射天線的信號(hào)通道獨(dú)立這一問(wèn)題，不同信號(hào)通道可以分別獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸如果再加以配合OFDM技術(shù)就可以增大無(wú)線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。此外還有當(dāng)發(fā)射的功率和信號(hào)的帶寬處于一個(gè)定值時(shí)，MIMO系統(tǒng)的容量上限就會(huì)與天線的數(shù)量成一個(gè)正比，所以只需要增加天線的數(shù)量就可以很有效的提高系統(tǒng)的通信容量。

（3）高階調(diào)制技術(shù)。LTE技術(shù)中的關(guān)鍵還有就是高階調(diào)制技術(shù)，在LTE技術(shù)的下行通信過(guò)程中采用了QPSK、64QAM以及16QAM等調(diào)制方式，上行的通信過(guò)程中則采用了QPSK和16QAM等調(diào)制方式，這樣的高階調(diào)制方式可以把符號(hào)傳輸速率很有效的在單位時(shí)間內(nèi)提升，保證了系統(tǒng)滿足預(yù)期的傳輸?shù)乃俾室?。特別是對(duì)于64QAM調(diào)制方式來(lái)說(shuō)，在LTE系統(tǒng)中是相對(duì)于3G技術(shù)基礎(chǔ)的更高階調(diào)制技術(shù)，這樣的調(diào)制技術(shù)可以將信息通道利用率提高60%。

（4）網(wǎng)絡(luò)的扁平化技術(shù)。LTE系統(tǒng)支持高速的數(shù)據(jù)通信，為了滿足這種通信技術(shù)的需求需要在數(shù)據(jù)傳輸中減少相關(guān)處理過(guò)程的延時(shí)，這就需要用到一個(gè)技術(shù)，就是網(wǎng)絡(luò)的扁平化技術(shù)。這個(gè)技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分為eNB SGW/PGW和MME三個(gè)部分，在原有的通信系統(tǒng)中RNC所要承載的那部分功能就被以上三個(gè)部分所代替完成。這個(gè)技術(shù)的應(yīng)用雖然讓LTE通信系統(tǒng)對(duì)于軟件切換的功能有所缺失，但是還是能很大程度地降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的延時(shí)處理來(lái)提高通信的速率HARQ的普通模式用于單子幀的數(shù)據(jù)操作，HARQ的子幀捆綁模式勇于VoIP業(yè)務(wù)的操作。

（5）HARQ技術(shù)。LTE技術(shù)是采用自適應(yīng)編碼和HARQ技術(shù)的，這兩種技術(shù)可以和現(xiàn)有的3G通信技術(shù)進(jìn)行兼容，這樣能夠有效提升數(shù)據(jù)的傳輸控制能力，降低整個(gè)通信通道時(shí)變特質(zhì)對(duì)于LTE通信系統(tǒng)的影響。但是在LTE系統(tǒng)中的下行通道是采用異步自適應(yīng)HARQ技術(shù)，上行通信中采用的是同步HARQ技術(shù)，與3G通信技術(shù)有所不同。這之中下行HARQ技術(shù)可以利用eNB技術(shù)對(duì)信息通道中的傳輸數(shù)據(jù)幀數(shù)來(lái)進(jìn)行有效的控制。

三、LET 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用

3.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

LTE技術(shù)的應(yīng)用主要是通過(guò)其頻譜配置進(jìn)而不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，提升整個(gè)網(wǎng)點(diǎn)的信道利用率，減少無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，相對(duì)于3G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)而言，LTE技術(shù)具有高傳輸速率和更低的延遲率，因而，LTE技術(shù)能夠?yàn)橛脩魩?lái)更多的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。需求決定市場(chǎng)，現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求范圍更為寬泛，青少年群體是最具消費(fèi)力的用戶群體。因而，運(yùn)營(yíng)商可以依托 LTE技術(shù)所獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，滿足用戶需求的同時(shí)開發(fā)出能夠吸引用戶的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，如手機(jī)云視訊和云游戲應(yīng)用的開發(fā)。

3.2 在目前網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)上有效的應(yīng)用

LTE 技術(shù)與傳統(tǒng)的3G無(wú)線通信技術(shù)相比，具有信息傳輸量大、傳輸速度快、信道利用率高等特點(diǎn)，因而，建立在3G無(wú)線通信技術(shù)之上的LTE 技術(shù)的開發(fā)實(shí)質(zhì)上是蜂窩信息傳輸技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。LTE 技術(shù)在市場(chǎng)上的廣泛應(yīng)用，不僅可以鞏固目前網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中蜂窩信息傳輸技術(shù)的地位，還可以促進(jìn)3G無(wú)線通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

四、LTE的發(fā)展前景

LTE技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用是目前3G技術(shù)發(fā)展的方向，也是為超三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（Beyond Third Generation in mobile communication system，B3G）和第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G）的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。從現(xiàn)今的3G技術(shù)的市場(chǎng)前景來(lái)看，LTE技術(shù)在此技術(shù)上的應(yīng)用，獲得了較大的市場(chǎng)份額，也受到新老用戶的歡迎。由此可見，LTE技術(shù)在第四代移動(dòng)通信技術(shù)完全替代3G技術(shù)領(lǐng)軍網(wǎng)絡(luò)通信市場(chǎng)之前，還有很大的拓展空間和主導(dǎo)權(quán)。而在發(fā)展第四代移動(dòng)通信技術(shù)和超三代移動(dòng)通信技術(shù)時(shí)，也不應(yīng)忽略LTE技術(shù)的發(fā)展。

LTE技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率目前依然在逐漸提升，據(jù)最新的資料顯示：LTE的上行數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到500MB/s，下行的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到1Gbit/s。在此基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)傳輸速率依然可以增加，可以結(jié)合高階調(diào)制MIMO技術(shù)優(yōu)化提升傳輸率技術(shù)，降低外在因素對(duì)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_作用，增加統(tǒng)一區(qū)域的信息傳輸量，進(jìn)而提升整個(gè)無(wú)限網(wǎng)絡(luò)通信傳輸產(chǎn)業(yè)的管理性能。

LTE技術(shù)在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信競(jìng)爭(zhēng)中得到發(fā)展和進(jìn)步，想要在今后的競(jìng)爭(zhēng)中走得更遠(yuǎn)，LTE 技術(shù)必須在應(yīng)用中使用更為先進(jìn)和傳輸速率更高的技術(shù)，如：結(jié)合LTE 技術(shù)和協(xié)調(diào)多點(diǎn)發(fā)送技術(shù)，增強(qiáng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南到y(tǒng)性能。

五、結(jié)束語(yǔ)

總之，在LTE發(fā)展過(guò)程中，要不斷提升LTE技術(shù)的實(shí)踐能力，以滿足其更長(zhǎng)遠(yuǎn)的計(jì)劃，LTE技術(shù)必須采用更先進(jìn)、更有利于資源利用的技術(shù)來(lái)整合調(diào)節(jié)，讓整個(gè)LTE系統(tǒng)可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，有更大更廣闊的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展前景。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]羅凡云. TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能分析[J].移動(dòng)通信. 2010（05）

[2]趙旭凇.TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及性能分析[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2010（11）