4G網(wǎng)絡(luò)LTE技術(shù)的發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀研究

沙新平

【摘要】 本文就4G網(wǎng)絡(luò)LTE技術(shù)的發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，對LTE技術(shù)的主要特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析，并對LTE技術(shù)的未來發(fā)展方向進(jìn)行展望，以充分發(fā)揮LTE技術(shù)的優(yōu)勢，促進(jìn)4G網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 4G網(wǎng)絡(luò) LTE技術(shù) 發(fā)展歷史 發(fā)展現(xiàn)狀

一、LTE技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

LTE全稱是long term evolution，在3G向著4G不斷發(fā)展的過程中，LTE技術(shù)是重要的過渡技術(shù)，通常被稱作是3.9G全球化標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，在推動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展上發(fā)揮著重要作用。在實(shí)踐過程中，LTE技術(shù)是將用OFDM、MIMO作為無線網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展需求，有效增強(qiáng)了3G網(wǎng)絡(luò)中的空中接入技術(shù)，從而使頻譜為20兆赫茲的寬帶可以實(shí)現(xiàn)上下每秒86Mbit和下行每秒32Mbit的峰值速率。根據(jù)4G網(wǎng)絡(luò)使用情況來看，LTE技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用具有歷史性意義，使通信網(wǎng)絡(luò)得到改革和創(chuàng)新，特別是小區(qū)邊緣位置的服務(wù)質(zhì)量和使用性能得到有效提高，在降低系統(tǒng)延遲性和提高小區(qū)總?cè)萘康确矫嬗兄匾绊憽?/p>

在某個(gè)比較大型的移動(dòng)通信大會(huì)上，4G網(wǎng)絡(luò)LTE技術(shù)的新系統(tǒng)得到了成功演示，使得下載速率最高達(dá)到每秒一千兆比特，與當(dāng)前普通互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行速度相比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過所有的記錄。與此同時(shí)，國外LTE技術(shù)已成熟運(yùn)用，LTE網(wǎng)絡(luò)用戶急劇上升，給LTE技術(shù)推廣帶來廣泛發(fā)展前景。

在我國通信產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和建設(shè)中，LTE項(xiàng)目的相關(guān)研究是以3G網(wǎng)絡(luò)中的TD-SCDMA技術(shù)、WCDMA技術(shù)為基礎(chǔ)的，使得4G網(wǎng)絡(luò)LTE技術(shù)不斷向著TD-LTE技術(shù)和FDLTE技術(shù)方向發(fā)展。目前，TD-LTE頻段已全面落實(shí)，并在電信設(shè)備運(yùn)營商中得到了支持，給4G網(wǎng)絡(luò)LTE技術(shù)帶來眾多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

根據(jù)4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，LTE技術(shù)不斷發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)主要有如下幾個(gè)方面：一是，LTE技術(shù)具有一定局限性，主要是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展與兼容性。通常情況下，LTE需要質(zhì)量、速度、穩(wěn)定性等都比較高的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以確保其24小時(shí)持續(xù)提供服務(wù)，并且，LTE具有的兼容性可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)自由切換和上下游相關(guān)設(shè)備的同時(shí)運(yùn)行；二是，LTE技術(shù)的不斷推廣和3G市場之間的競爭，使得較多運(yùn)營商都必須對通信市場的發(fā)展進(jìn)行全面分析，才能更好的推動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展；三是，LTE技術(shù)成本方面的問題。目前，針對LTE技術(shù)的成本還沒有比較明確的定位，只有在其成本是3G網(wǎng)絡(luò)成本的百分之十時(shí)，LTE技術(shù)才能充分發(fā)揮其所擁有的優(yōu)勢。

二、LTE技術(shù)的主要特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)

如圖1所示，在實(shí)踐應(yīng)用中，與3G網(wǎng)絡(luò)相比，LTE技術(shù)主要擁有如下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：首先，有效提高通信速率，使得下行峰值的速率可以達(dá)收到每秒100兆比特、上行的峰值可以達(dá)到50兆比特；其次，有效提高頻譜效率，將主要目標(biāo)設(shè)置為分組域的相關(guān)任務(wù)，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行可以在分組構(gòu)架基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有效交換；最后，在基站分布位置不改變的情況下，使小區(qū)邊緣位置的比特速率得到有效提高，并且，其兼容性在現(xiàn)有的3G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，可以有效實(shí)現(xiàn)非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的同時(shí)運(yùn)行。由此可見，LTE技術(shù)具有一定先進(jìn)性和科學(xué)性，是移動(dòng)通信不斷發(fā)展的必然趨勢。

目前，LTE技術(shù)的相關(guān)技術(shù)主要有MIMO技術(shù)、OFDM技術(shù)、高階調(diào)制技術(shù)三個(gè)方面：首先，MIMO技術(shù)的主要作用是提高整個(gè)的傳輸率，也是當(dāng)前需要高度重視的問題。在很多情況下，MIMO技術(shù)可以與OFDM技術(shù)結(jié)合使用，可以有效提高系統(tǒng)的整體性能，一般在接收端和發(fā)射端，MIMO技術(shù)是采用的多通道和多天線的方式運(yùn)行。在有多個(gè)天線存在的情況下，采用空時(shí)編碼的方式可以使數(shù)據(jù)子流被分開和解碼，從而確保系統(tǒng)的運(yùn)行處于最近狀態(tài)。與此同時(shí)，通過采用多個(gè)天線，發(fā)射天線和接收天線之間會(huì)形成很多獨(dú)立的通道，從而實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的獨(dú)立傳輸，最終提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。另外，MIMO技術(shù)可以將多個(gè)無線信道、接收、發(fā)射盡可能的優(yōu)化，從而使通信容量和頻譜的利用效率盡可能的提高，在消除其它因素帶來的干擾和空域與時(shí)域的聯(lián)合分集上有著重要影響。其次，OFDM技術(shù)是LTE技術(shù)的重要組成部分，在降低延時(shí)性、減少干擾等方面發(fā)揮著重要作用。通常情況下，OFDM技術(shù)的應(yīng)用是在符合相關(guān)條件的情況下添加保護(hù)間隔，以在保護(hù)間隔比信道延時(shí)的擴(kuò)展時(shí)更大的情況下，將各種符號(hào)帶來的干擾完全消除。與此同時(shí)，OFDM技術(shù)的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置與系統(tǒng)的性能有著密切聯(lián)系，如循環(huán)前綴的設(shè)置，其長度與OFDM系統(tǒng)的覆蓋范圍和抵抗能力有著直接聯(lián)系。一般在半徑不超過100千米的覆蓋區(qū)域內(nèi)，LTE技術(shù)采用的是兩套前綴循環(huán)方案，以根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況選擇最合適的方案。最后，高階調(diào)制技術(shù)的合理運(yùn)用，可以有效提高峰值的速率。通常情況下，在現(xiàn)有的3G通信基礎(chǔ)上，將64QAM的高階調(diào)制添加到LTE系統(tǒng)上，可以有效提高下行的峰值速率，使其達(dá)到每秒100兆比特的狀態(tài)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來看，采用高階調(diào)制技術(shù)可以使信道的有效利用率提高至少60%，在LTE系統(tǒng)的運(yùn)行中是解決相關(guān)問題的重要方案。與此同時(shí)，高階調(diào)制技術(shù)的合理運(yùn)用，還能使用戶的體驗(yàn)更好深刻，并為運(yùn)營商提供更多技術(shù)優(yōu)勢，從而大大降低其運(yùn)營成本。

三、LTE技術(shù)的未來發(fā)展方向

在4G網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中，我國目前擁有的4G標(biāo)準(zhǔn)是D-LTE-Advanced，需要根據(jù)目前通信建設(shè)的實(shí)際情況來制定發(fā)展策略，才能促進(jìn)4G網(wǎng)絡(luò)健康、穩(wěn)定發(fā)展。與此同時(shí)，TD-LTE已經(jīng)成為當(dāng)前國際化的4G主流標(biāo)準(zhǔn)之一，在我國不斷加大TD-LTE技術(shù)開發(fā)力度的過程中，必須注重先進(jìn)理念和優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，才能真正聯(lián)合世界各國的運(yùn)營商共同推進(jìn)LTE技術(shù)，最終促進(jìn)我國4G網(wǎng)絡(luò)LTE技術(shù)不斷完善。

四、結(jié)束語

綜上所述，4G網(wǎng)絡(luò)的LTE技術(shù)具有較多優(yōu)勢，使得4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景非常廣闊。根據(jù)我國4G網(wǎng)絡(luò)LTE技術(shù)的整體發(fā)展情況來看，想要縮短與國際水平的差距，就必須加強(qiáng)國際研究機(jī)構(gòu)的聯(lián)系，才能在實(shí)踐過程中真正提高我國LTE技術(shù)水平。

參 考 文 獻(xiàn)

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