試論LTE網絡理念下的傳輸技術

陳桂珊

摘 要：傳輸技術主要是指借助不同信道所具有的傳輸能力所構建的傳輸系統，因此保證信息可以安全有效的傳輸出去。通信系統要想發揮功效，傳輸系統必不可少，而傳輸系統性能的好壞，主要與信道傳輸能力有著直接的關系。本文主要通過對LTE網絡理念下的傳輸技術要求的介紹，探討了LTE網絡理念下的傳媒技術要點，希望能夠為LTE網絡發展提供借鑒。

關鍵詞：LTE網絡；傳輸技術

盡管現階段的寬帶成本比較低，而且中能夠將信息安全有效的傳送到終端，使得個人通信娛樂設備越來越走向微型化，但已經有很多微型化設備已經普及。GSM網絡的不斷發展，使得無線數據運營成本得以明顯降低，但這只是寬帶演進的初步階段，有很多方面都無法滿足用戶需求，局限性比較多。現如今，LTE網絡傳輸技術應用相對普遍，如何在現有條件下，改善LTE網絡，使其整體結構更具有實用性，是現今需要解決的重要問題。

1 LTE網絡理念下的傳輸技術要求

LTE網絡通常被人們稱之為3.9G網絡，最顯著的優勢就是具備100Mbps數據下載能力，在4G還未出現之前，LTE屬于3G向4G的過渡技術。該技術的出現使得原有的3G技術的空中接入能力更強，無線網絡演進主要有兩個衡量標準，一個是OFDM，另一個是MIMO。如果頻率帶寬達到了20MHz，則峰值速率下行可以實現326Mbit/s，上行可以實現86Mbit/s，這使得即便是小區邊緣用戶也能夠有非常好的網絡使用效率，由此小區整體容量都有所擴大，整個網絡系統延遲性也大大降低。在LTE網絡理念下，傳輸技術需要達到如下需求：

1.1 必須解決帶寬瓶頸問題。正常情況下，2GBTS通常應用1.5M帶寬，而普通的UMTS帶寬需要6M，LTE則需要100M，如果承載網為2G，這就需要擴容為原來的60倍，如果需要同時承載2G與UMTS網，則需要在原有的基礎上擴容15倍。

1.2 帶寬成本需要有所改變。正常情況下，E1專線需要的成本最低為300USD，最高為1000USD，如果是1000站點網絡，也就是指在LTE階段，成本大約為5000E1，也就是需要240MUSD。移動帶寬的到來，數據業務將會需要越來越多的帶寬，在LTE RAN網，絕大部分都屬于數據業務，占整個業務量的95%，因此自然對帶寬有非常高的需求。即便如此，數據業務所獲得的比特收益也要比語音業務少很多。簡言之，成本降低的同時，吞吐量卻進一步上升。而要實現這一目標IP化是必要的選擇。

1.3 LTE網絡承載模型要有所改變。LTE網絡模型具備很多的優勢，如數據業務為主體，需要大量的帶寬；基站覆蓋范圍比較小，但是數量增值卻非常快。所以LTE網絡承載模型需要改變就是延遲要降低，吞吐量要明顯提升。

1.4 FMC綜合承載模型要有所轉變。傳統網絡所能夠承擔的業務的只有一種，而且通常是一個平面上運行，但是FMC綜合網絡則需要在不同平面完成多種業務，構成綜合運維系統，將多個業務。如固網業務、移動業務等，都放置在一個網絡中，因此在這個網絡中如何能夠讓多種業務同時實現非常必要。

2 LTE網絡理念下的傳媒技術要點

2.1 網絡架構

LTE網絡典型代表3GPP LTE接入網，該接入網需要滿足多個條件，比如對于先進的物理層傳輸技術也可以支持，另外，時延性以及復雜度都要非常低，同時還需要滿足低成本條件。這樣的條件原有網絡結構難以滿足，因此要給予合理的調整以及演變。經過多年的研究，3GPP最終確定選擇應用E-UTRAN結構，而接入網則由兩大部分構成，一部分是演進型，英文為eNodeB，另一部分是接入網關，英文簡稱為aGW，整個結構就相當于IP寬帶網絡結構，這一結構完全能夠滿足于上述需求，這對整個網絡系統體系框架的構建具有積極的意義。eNodeB結構是由NodeB發展而來，與原有的相比，增加了很多層次，如MAC層、承載控制層等。而接入網關實際上可以將其作為邊界節點，這核心網最為重要方面。

2.2 基本的傳輸技術和多址技術

3GPPRAN1工作組是專門負責物理層傳輸技術的甄選、評估和標準制定的。在對各公司提交的候選方案進行征集后，確定了以OFDM為物理層基本傳輸技術方案。實際上在確定這個方案的時候，3GPP內部分為兩大陣營：支持OFDM的和支持CDMA的。支持CDMA的公司主要考慮的是后向兼容性，支持OFDM的公司主要是考慮到某些公司對于CDMA技術的壟斷性把持。在選擇OFDM作為物理層基本傳輸技術的同時，大家對OFDM的具體實現上還存在分歧：一部分公司認為上行的峰平比較大，對終端的壽命和耗電量有很高的需求，由此建議上行采用低峰平比的單載波技術；另一部分公司則認為在上行也可采用濾波、循環削峰等方法有效降低OFDM峰均比。最后，經過激烈的討論的艱苦的融合，3GPP最終選擇了大多數公司支持的方案，下行OFDM；上行SC-FDMA。

2.3 物理層技術

OFDM技術是LTE系統的技術基礎與主要特點，OFDM系統參數設定對整個系統的性能會產生決定性的影響，其中載波間隔又是OFDM系統的最基本參數，經過理論分析與仿真比較最終確定為15kHz。上下行的最小資源塊為375kHz，也就是25個子載波寬度，數據到資源塊的映射方式可采用集中方式或離散方式。循環前綴Cyclic Prefix（CP）的長度決定了OFDM系統的抗多徑能力和覆蓋能力。長CP利于克服多徑干擾，支持大范圍覆蓋，但系統開銷也會相應增加，導致數據傳輸能力下降。為了達到小區半徑100Km的覆蓋要求，LTE系統采用長短兩套循環前綴方案，根據具體場景進行選擇：短CP方案為基本選項，長CP方案用于支持LTE大范圍小區覆蓋和多小區廣播業務。

MIMO作為提高系統輸率的最主要手段，也受到了各方代表的廣泛關注。LTE已確定MIMO天線個數的基本配置是下行2×2、上行1×2，但也在考慮4×4的高階天線配置。另外，LTE也正在考慮采用小區干擾抑制技術來改善小區邊緣的數據速率和系統容量。下行方向MIMO方案相對較多，根據有關會議報告，LTEMIMO下行方案可分為兩大類：發射分集和空間復用兩大類。目前，考慮采用的發射分集方案包括塊狀編碼傳送分集，時間（頻率）轉換發射分集，包括循環延遲分集在內的延遲分集，基于預編碼向量選擇的預編碼技術。其中預編碼技術已被確定為多用戶MIMO場景的傳送方案。

高峰值傳送輸率是LTE下行鏈路需要解決的主要問題。為了實現系統下行100Mbps峰值速率的目標，在3G原有的QPSK、16QAM基礎上，LTE系統增加了64QAM高階調制。LTE上行方向關注的首要問題是控制峰均比，降低終端成本及功耗，目前主要考慮采用位移BPSK和頻域濾波兩種方案進一步降低上行SC-FDMA的峰均比。LTE除了繼續采用成熟的Turbo信道編碼外，還在考慮使用先進的低密度奇偶校驗碼。

結束語

綜上所述，可知LTE網絡理念下的傳輸技術需要滿足更多的需求，比如實現寬帶化、多樣化等，以此達到高帶寬的需要。雖然目前的傳輸技術還有一定的不合理之處，但是只要做好相應的技術研究工作，未來定會滿足網絡系統需求。■

參考文獻

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