摘　要：

摘　要：在全球進(jìn)入信息化時(shí)代后，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也在不斷發(fā)展。隨著無(wú)線技術(shù)水平的不斷提升，再加上移動(dòng)端設(shè)備的更新，讓4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。從3G網(wǎng)絡(luò)到4G網(wǎng)絡(luò)的演變對(duì)于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)而言無(wú)疑是質(zhì)的飛越，其中最顯著的進(jìn)步便是網(wǎng)絡(luò)傳輸速度得到了極大的提升，標(biāo)志著全球開始進(jìn)入高速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。在4G背景下很多行業(yè)被賦予了新的動(dòng)力并且產(chǎn)生了一些新的業(yè)務(wù)如移動(dòng)支付業(yè)務(wù)等，這也讓用戶得到了更為便捷的服務(wù)，且服務(wù)質(zhì)量也得到了極大的提升。4G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)LTE對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)乃至行業(yè)發(fā)展都有著重要的意義。因此，本文對(duì)LTE技術(shù)進(jìn)行了綜合性的闡述，并對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)以及發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行了全面分析，供以參考。

關(guān)鍵詞：

關(guān)鍵詞：LTE　關(guān)鍵技術(shù)　移動(dòng)數(shù)據(jù)端　發(fā)展趨勢(shì)

　　LTE（Long Term Evolution）即長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的產(chǎn)物， 它是當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)。從網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)上來看LTE依然是基于以往的2G數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（GSM/EDGE）以及3G數(shù)據(jù)(UMTS/HSPA)標(biāo)準(zhǔn)[1]，但是在速度以及網(wǎng)絡(luò)容量方面有了質(zhì)的飛躍，而這種速度以及網(wǎng)絡(luò)容量上的提升實(shí)際上是依靠新型技術(shù)和新的調(diào)制方法，在這些技術(shù)的綜合作用下使得LTE的下行速率可高達(dá)300M/s且上行速率也能夠達(dá)到75M/s，另外通過QOS技術(shù)可以大幅度地降低網(wǎng)絡(luò)延遲從而提升網(wǎng)絡(luò)整體性質(zhì)量。從擴(kuò)展頻段來看LTE具備良好的擴(kuò)展性，它可以同時(shí)支持時(shí)分多址和碼分多址頻段。從兼容性方面來看LTE網(wǎng)絡(luò)可與之前2G網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)直接兼容，這也就大大地降低運(yùn)營(yíng)成本以及維護(hù)成本同時(shí)讓數(shù)據(jù)交換更為流暢，不會(huì)出現(xiàn)阻礙，讓用戶的體驗(yàn)感得到了保證。總之LTE的出現(xiàn)推動(dòng)了全球通信行業(yè)的發(fā)展，并且讓通信行業(yè)與其他行業(yè)得到了更為深入的關(guān)聯(lián)并逐漸形成了一條融合產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)了全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1　LTE的主流模式

　　當(dāng)前，LTE主要分為TDD以及FDD兩種模式，國(guó)際上以FDD-LTE為主流模式，而在我國(guó)TD-LTE已經(jīng)占據(jù)了很大的市場(chǎng)。兩者各具優(yōu)勢(shì)，但從技術(shù)層面上來看還是FDD-LTE更為成熟。

1.1　TD-LTE技術(shù)

　　TD-LTE技術(shù)（Time Division Long Term Evolution）近年來取得了突破性的進(jìn)展，目前已經(jīng)成為了我國(guó)4G市場(chǎng)的重要支撐[2]。TD-LTE技術(shù)對(duì)于我國(guó)4G業(yè)務(wù)而言具有里程碑式的意義，以往我國(guó)移動(dòng)通信都需要借助國(guó)外技術(shù)，缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而TD-LTE技術(shù)則有著我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這對(duì)于我國(guó)通信行業(yè)以及移動(dòng)產(chǎn)業(yè)而言無(wú)疑是一大前所未有的進(jìn)步。TD-LTE的基礎(chǔ)是TD-SCDMA，但與TD-SCDMA相比卻有著本質(zhì)的區(qū)別。盡管TD-SCDMA在3G時(shí)代也得到了廣泛應(yīng)用，但是TD-SCDMA與WCDMA以及CDMA相比充其量只能稱得上是“2.5G”，這也反映了3G時(shí)代TD-SCDMA技術(shù)的落后與不成熟。而進(jìn)入4G時(shí)代以后TD-LTE無(wú)疑得到了極大的發(fā)展，與行業(yè)領(lǐng)先的FDD-LTE相比盡管依然還有所差距，，但在某些方面已也表現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢(shì)，在未來TD-LTE技術(shù)依然還存在著發(fā)展空間。從特點(diǎn)上來TD-LTE技術(shù)能夠支持多種頻段帶寬，在數(shù)據(jù)下行的過程中借助于OFDMA技術(shù)，其最高速率能夠達(dá)到100M/s，從而讓用戶得到更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)；另外，在上行過程中基于SC-FDMA技術(shù)可以在不損耗系統(tǒng)性能的情況下讓PAPR降低，還可以當(dāng)讓終端發(fā)射功率進(jìn)行有效控制[3]。在這種情況下可以大幅度地提升使用時(shí)間并讓上行速率得到增強(qiáng)。與FDD-LTE相比TD-LTE具有顯著對(duì)稱性特征，根據(jù)此特點(diǎn)可以讓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得更為簡(jiǎn)單，去除復(fù)雜模塊后便能夠大幅度地提升系統(tǒng)性能。從系統(tǒng)高層結(jié)構(gòu)來看能夠與FDD相互匹配，并在此基礎(chǔ)上通過智能天線作用以及MIMO技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)綴，這樣便能夠進(jìn)一步擴(kuò)充TD-LTE的實(shí)際應(yīng)用范圍并讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可在不同的環(huán)境下應(yīng)用同時(shí)保證系統(tǒng)性能的有效性[4]。在應(yīng)用智能天線的過程中可從一定程度上降低干擾作用并提升系統(tǒng)的抗干擾能力，這樣也就可以為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量�；赥D-LTE可以便捷、準(zhǔn)確地對(duì)相關(guān)無(wú)線資源進(jìn)行調(diào)度，以此讓系統(tǒng)吞吐量得到顯著提高從而讓網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的承載量得到提升。綜合來看TD-LTE具有頻譜利用率高、功控要求低的有點(diǎn)，且TD-LTE對(duì)于覆蓋區(qū)域并不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，更有利于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。當(dāng)然TD-LTE也存在著一定的缺陷，首先它對(duì)于網(wǎng)絡(luò)同步具有很高的要求，只有在網(wǎng)絡(luò)與GPS同步的基礎(chǔ)上才能夠讓網(wǎng)絡(luò)得以正常、穩(wěn)定工作[5]；其次，TD-LTE的碼資源由于某些因素也會(huì)受到一定的限制，這主要是由于TD-LTE系統(tǒng)只包含了16個(gè)碼，這種數(shù)量規(guī)格遠(yuǎn)不能滿足業(yè)務(wù)需求量；再者TD-LTE網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中在部分區(qū)域會(huì)存在著一定的干擾問題；另外，移動(dòng)速度也是制約TD-LTE發(fā)展的瓶頸之一[6]。

1.2　FDD-LTE技術(shù)

　　相對(duì)而言FDD-LTE技術(shù)（Frequency Division Duplexing Long Term Evolution）較TDD-LTE而言更為成熟，與TDD-LTE相比其最為顯著的特點(diǎn)就是即便是在分離條件下系統(tǒng)也能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行采集和輸送，這樣就可以保證頻段發(fā)揮作用并對(duì)采集頻道以及輸送頻道進(jìn)行分離[7]。在此基礎(chǔ)上利用包交換技術(shù)能夠讓頻譜利用率得到顯著提升，從而完善數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并讓系統(tǒng)容量得以擴(kuò)充。而上述性能需要在FDD-LTE在成對(duì)頻率下才能實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也反映了FDD-LTE支持對(duì)稱業(yè)務(wù)的事實(shí)。當(dāng)業(yè)務(wù)處于非對(duì)稱分組工作時(shí)就會(huì)讓頻譜利用率受到嚴(yán)重的制約，這也是FDD-LTE的最大短板，而TDD-LTE在這方面則有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。從特征上來看FDD-LTE需要對(duì)稱頻率信道來接收信號(hào)并發(fā)送信號(hào)，但是在信道間存在著一定的時(shí)間保護(hù)間隔。綜合來看FDD-LTE只有在收發(fā)頻率成對(duì)時(shí)才能充分發(fā)會(huì)其效用，一旦出現(xiàn)非對(duì)稱數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)時(shí)將會(huì)讓數(shù)據(jù)傳輸速率受到極大的制約，下降幅度最高可達(dá)40%。而從傳播速率方面來看FDD-LTE有著顯然的優(yōu)勢(shì)，它的最高移動(dòng)速度能夠達(dá)到500KM/h，這也從側(cè)面反映了FDD-LTE系統(tǒng)在芯片處理上以及數(shù)據(jù)算法上已經(jīng)十分成熟。從信號(hào)強(qiáng)度來看FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)可排除臨近鄰近蜂窩區(qū)基站和本區(qū)基站之間所產(chǎn)生的干擾作用。從構(gòu)建成本上來看FDD-LTE基站超過TDD-LTE基站約30%~40%左右，但是若存在WCDMA基站則能夠在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)，這樣大大地降低了開發(fā)成本，而對(duì)于上一代的TD-SCDMA而言則無(wú)法做到這一點(diǎn)，需要重新構(gòu)建TDD-LTE基站才能保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行[8]。對(duì)于FDD-LTE在我國(guó)的應(yīng)用前景并不容樂觀，從技術(shù)方面來看FDD-LTE有著一定的優(yōu)勢(shì)，但是我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量眾多，這也一度使得頻譜資源較為緊張，顯然FDD-LTE的頻譜資源不能滿足要求，相對(duì)來說TDD-LTE的頻譜資源則更為豐富。因此，我國(guó)目前4G業(yè)務(wù)的核心還是以TDD-LTE為主，這也是未來我國(guó)4G業(yè)務(wù)的發(fā)展的一個(gè)方向。

2　LTE關(guān)鍵技術(shù)

　　LTE網(wǎng)絡(luò)較之前的3G網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出了如此大的優(yōu)勢(shì)主要原因還是因?yàn)槠渲械囊恍╆P(guān)鍵性技術(shù)。

2.1　OFDM技術(shù)

　　在LTE體系當(dāng)中OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是其中核心技術(shù)之一。該技術(shù)的理念是在數(shù)據(jù)進(jìn)行高速傳導(dǎo)過程中對(duì)其進(jìn)行分散化作用，從而讓數(shù)據(jù)能夠存在于數(shù)個(gè)甚至正交子載波上進(jìn)行傳播，在這種情況下存在于子載波上符號(hào)速率將會(huì)明顯下降；與此同時(shí)，符號(hào)持續(xù)時(shí)間將得到極大的提升從而讓整體性時(shí)延得到有效擴(kuò)展并增強(qiáng)其干擾抵抗能力。為了讓OFDM技術(shù)得以充分發(fā)揮作用一般情況下會(huì)對(duì)其使用保護(hù)間隔來進(jìn)行修飾，對(duì)保護(hù)間隔進(jìn)行擴(kuò)展便可以讓符號(hào)間的ISI得到完全控制。在OFDM參數(shù)設(shè)定過程中必須嚴(yán)謹(jǐn)操作，其參數(shù)對(duì)于系統(tǒng)的整體性能都會(huì)產(chǎn)生至關(guān)的影響。以CP為例，作為循環(huán)前綴CP發(fā)揮著重要的抗干擾作用并保證信號(hào)傳輸?shù)姆�(wěn)定性。將CP加長(zhǎng)不僅僅可以進(jìn)一步提升抗干擾能力，還可以讓數(shù)據(jù)覆蓋范圍得以提升，而系統(tǒng)的功耗也會(huì)出現(xiàn)一定程度的提升，而從經(jīng)濟(jì)成本角度考慮將CP方案應(yīng)用于大范圍覆蓋或小區(qū)廣播業(yè)務(wù)最為適宜[9]。

2.2　SC-FDMA技術(shù)

SC-FDMA主要包括了兩種形式（見圖1）。

　　相對(duì)于OFDM技術(shù)而言SC-FDMA技術(shù)（Single-carrier Frequency-Division Multiple Access）實(shí)現(xiàn)更為簡(jiǎn)便，但是從性能方面來看較OFDM而言還是存在著一定的差距。SC-FDMA的PAPR較低，其發(fā)射機(jī)具有很高的發(fā)射效率。基于以上特點(diǎn)便可以讓小區(qū)邊緣的網(wǎng)絡(luò)性能得到有效的提升并且可以讓發(fā)射終端的峰均功率比得到有效控制，也從一定程度上壓縮了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成本。SC-FDMA可以迅速、靈敏地對(duì)頻譜帶寬進(jìn)行優(yōu)化以及并實(shí)現(xiàn)合理分配，并具有動(dòng)態(tài)性的傳輸時(shí)間間隔。

2.3　MIMO技術(shù)

　　在LTE網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中MIMO技術(shù)（Multiple-Input Multiple-Output)可以有效地強(qiáng)化系統(tǒng)傳導(dǎo)率，正是由于上述特點(diǎn)讓它受到了越來越廣泛的關(guān)注。其中，OFDM能夠與MIMO技術(shù)產(chǎn)生良好的融合作用，這主要是由于子載波衰落情況較為理想，將兩者進(jìn)行有效結(jié)合可以讓系統(tǒng)性能得到提升[10]。MIMO發(fā)射或者接收信號(hào)的過程中一般需要多天線設(shè)備作為基礎(chǔ)并且需要采用多通道技術(shù)。在多天線技術(shù)的使用過程中可以對(duì)解碼數(shù)據(jù)子流進(jìn)行有效的分離，從而優(yōu)化處理效果。在某些情況下發(fā)射天線以及接收天線是相對(duì)獨(dú)立的，在多入多出的基礎(chǔ)上可以對(duì)并行空間信道進(jìn)行擴(kuò)充，并由這些信道進(jìn)行信息傳播，也能夠保證信息的獨(dú)立性。這樣就可以有效提升數(shù)據(jù)傳播速率，在信息承載量擴(kuò)充的情況下可以讓頻譜利用率得到提升。換句話說，利用MIMO技術(shù)可以將無(wú)線信道進(jìn)行整體性優(yōu)化。在功率固定以及帶寬固定時(shí)，小型天線數(shù)量的提升將會(huì)讓系統(tǒng)的容量得以提升，兩者間呈現(xiàn)了一種線性關(guān)系。

2.4　高階調(diào)制技術(shù)

　　在LTE網(wǎng)絡(luò)中通過利用高階調(diào)制技術(shù)可以讓頻譜的利用率得到有效提升，當(dāng)前LTE系統(tǒng)采用的高階調(diào)制為64QAM，它能夠促進(jìn)頻譜利用率的提升但是在信噪比控制方面表現(xiàn)也較為理想，理論上64QAM可將信道利用率提升60%以上，這也就讓LTE數(shù)據(jù)傳導(dǎo)得到了極大的優(yōu)化。

3　LTE技術(shù)展望

　　未來LTE必然是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中必然會(huì)占據(jù)絕對(duì)的主導(dǎo)地位，同時(shí)全球也將乘著LTE的發(fā)展潮流從3G時(shí)代逐漸向4G時(shí)代過渡。在MIMO技術(shù)、SC-FDMA技術(shù)、高階調(diào)制技術(shù)以及SC-FDMA技術(shù)的共同作用下讓4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)論是在性能上、穩(wěn)定上都得到了極大的支持。從行業(yè)來看LTE首先為用戶帶來更為完善的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)體驗(yàn)，讓服務(wù)質(zhì)量得到了極大的提升；其次，LTE給予了運(yùn)營(yíng)商更大的發(fā)展空間并擴(kuò)充了運(yùn)營(yíng)商的成本優(yōu)勢(shì)以及技術(shù)優(yōu)勢(shì)；再者LTE讓蜂窩移動(dòng)技術(shù)得到了進(jìn)一步鞏固；另外，LTE改善了IPR格局。當(dāng)然，在未來LTE與WiMAX等技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)也將越來越激烈，這對(duì)于LTE技術(shù)將是一個(gè)重大的考驗(yàn)。

4　結(jié)語(yǔ)

　　目前，LTE在移動(dòng)通信市場(chǎng)當(dāng)中已經(jīng)占據(jù)了一席之地，在技術(shù)水平不斷提升的過程中LTE也將促使3G時(shí)代至4G時(shí)代的轉(zhuǎn)變，從我國(guó)LTE發(fā)展來看TD-LTE將是主流。在LTE的促使下將使得融合產(chǎn)業(yè)鏈更為完善，這對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將帶來巨大的推動(dòng)力。