论文部分内容阅读
【摘要】随着宽带无线接入的出现,接入移动化、宽带化的業务需求越来越旺盛,用户对移动通信网络的速率要求越来越高,为此,3GPP在2004年底经过认真的讨论,决定采用B3G或4G的技术来使用3G频段,以便占有宽带无线接入市场,并制定了长期演进计划LTE(Long Term Evolution)。LTE改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM及MIMO技术作为其无线网络演进的唯一标准。本文介绍了LTE的技术需求目标,对物理层的关键技术进行了分析,总结了LTE的技术优势,最后展望了LTE技术的未来发展趋势,LTE技术必将成为B3G一个最有利的候选方案并将得到更大的发展。
【关键词】LTE；无线通信；关键技术；发展趋势
中图分类号：TN92文献标识码： A
一、LTE 需要技术实现的目标
（1）可以提供更高的无限传输的速率。LTE 技术所能够实现的数据传输速率要求可以达到下行100Mbit/s，上行50Mbit/s 是现有的3G 技术的数据传输速率的二到四倍，而且LTE 技术要求在校区的覆盖范围内的数据传输速率是不会因为不在传送中心而变化的，在整个地区的速率都是完全一样的处在同一水平线，在小区边缘地带不能出现明显的速率下降的情况。
（2）小区内部容量的明显提高也是LTE 技术的关键技术实现目标，LTE 无线通信要求小区容量是现在的R6 协议版本的三倍以上，而在边缘的容量大小要保证高于R6 协议版本的两倍以上，这样的要求容量才能逐渐满足消费者的需求，才更适合现代化的需要。
（3）LTE 技术中的关键内容还有显著降低延时效果，延时是制约整个通信速率和质量的内在因素之一，在LTE 通信的标准中用户所应该有的延时标准应该控制在5ms 内，控制平面的延时应该在100ms 以内，这样的标准才能体现LTE 技术的核心。
（4）LTE 技术还应该明显的降低消费者使用的成本，LTE 技术是一中长期演变进步的过渡技术，也就是说LTE 技术是可以在现在的3G技术基础上实现共存兼容的，这样的平滑过度就降低了无线通信网络整体升级所要面对的大成本，降低了用户的使用成本和运营商对于3G 无线和LTE 通信的维护升级费用。
二、LTE 中的关键技术分析
（1）OFDM和SC- FDMA 技术。为了在有限的宽带内传送更多更大的信息量，LTE 通信标准中选取了OFDM技术和SC- FDMA 技术作为LTE 技术中的调制型技术。SC- FDMA 技术是应用在上行的通信过程中的，是一种相对特定的优化的OFDMA 技术，这种技术具有更低的峰值比可以提高用户终端产品在上行通信中的功能效率。OFDM技术的应用可以在多个正交子载波对高速数据流中进行分流，这样就降低了相同数据量在不同情况下需要的传输速率，增大单个符号的传输时间就可以增强LTE 系统的实际抗干扰力，减小了信息通信数据之间的干扰效果。
（2）MIMO 技术。MIMO 技术是在无线信号发送端和接收端利用多天线技术组成更多样化的通道来接受空时编码进行解码。对于发射天线的信号通道独立这一问题，不同信号通道可以分别独立进行数据传输如果再加以配合OFDM技术就可以增大无线系统的数据传输速率。此外还有当发射的功率和信号的带宽处于一个定值时，MIMO 系统的容量上限就会与天线的数量成一个正比，所以只需要增加天线的数量就可以很有效的提高系统的通信容量。
（3）高阶调制技术。LTE 技术中的关键还有就是高阶调制技术，在LTE 技术的下行通信过程中采用了QPSK、64QAM以及16QAM等调制方式，上行的通信过程中则采用了QPSK 和16QAM等调制方式，这样的高阶调制方式可以把符号传输速率很有效的在单位时间内提升，保证了系统满足预期的传输的速率要求。特别是对于64QAM调制方式来说，在LTE 系统中是相对于3G 技
术基础的更高阶调制技术，这样的调制技术可以将信息通道利用率提高60%。
（4）网络的扁平化技术。LTE 系统支持高速的数据通信，为了满足这种通信技术的需求需要在数据传输中减少相关处理过程的延时，这就需要用到一个技术，就是网络的扁平化技术。这个技术将网络的结构分为eNB、SGW/PGW和MME 三个部分，在原有的通信系统中RNC 所要承载的那部分功能就被以上三个部分所代替完成。这个技术的应用虽然让LTE 通信系统对于软件切换的功能有所缺失，但是还是能很大程度地降低网络节点的延时处理来提高通信的速率。HARQ 的普通模式用于单子帧的数据操作，HARQ 的子帧捆绑模式勇于VoIP业务的操作。
（5）HARQ 技术。LTE 技术是采用自适应编码和HARQ 技术的，这两种技术可以和现有的3G 通信技术进行兼容，这样能够有效提升数据的传输控制能力，降低整个通信通道时变特质对于LTE 通信系统的影响。但是在LTE 系统中的下行通道是采用异步自适应HARQ 技术，上行通信中采用的是同步HARQ 技术，与3G 通信技术有所不同。这之中下行HARQ 技术可以利用eNB 技术对信息通道中的传输数据帧数来进行有效的控制。
三、LTE 发展趋势
LTE后续的发展要求能够提供下行1Gbit/s，上行500Mbit/s 的数据传输速率，还要求能够使用更高阶的MIMO 技术，在通信中继续降低噪声和干扰对有用信号的影响，增大小区的传输容量，提高整个网络的管理性能。LTE 及LTE-Advanced 等技术中必须应用更先进、资源利用率更高的技术如聚合多载波技术、高阶MIMO技术、智能中继技术、异构网络技术、协调多点发送技术、干扰管理技术等进一步提升整个系统的性能。
四、总结
LTE 在之后的发展过程中要逐渐提升上述技术的综合实践应用力来满足更长远的计划，LTE 技术必须采用更先进更有利于资源利用的技术来整合调节，让整个LTE系统可以在现有基础上更进一步，有更大更广阔的发展潜力和发展前景。
【关键词】LTE；无线通信；关键技术；发展趋势
中图分类号：TN92文献标识码： A
一、LTE 需要技术实现的目标
（1）可以提供更高的无限传输的速率。LTE 技术所能够实现的数据传输速率要求可以达到下行100Mbit/s，上行50Mbit/s 是现有的3G 技术的数据传输速率的二到四倍，而且LTE 技术要求在校区的覆盖范围内的数据传输速率是不会因为不在传送中心而变化的，在整个地区的速率都是完全一样的处在同一水平线，在小区边缘地带不能出现明显的速率下降的情况。
（2）小区内部容量的明显提高也是LTE 技术的关键技术实现目标，LTE 无线通信要求小区容量是现在的R6 协议版本的三倍以上，而在边缘的容量大小要保证高于R6 协议版本的两倍以上，这样的要求容量才能逐渐满足消费者的需求，才更适合现代化的需要。
（3）LTE 技术中的关键内容还有显著降低延时效果，延时是制约整个通信速率和质量的内在因素之一，在LTE 通信的标准中用户所应该有的延时标准应该控制在5ms 内，控制平面的延时应该在100ms 以内，这样的标准才能体现LTE 技术的核心。
（4）LTE 技术还应该明显的降低消费者使用的成本，LTE 技术是一中长期演变进步的过渡技术，也就是说LTE 技术是可以在现在的3G技术基础上实现共存兼容的，这样的平滑过度就降低了无线通信网络整体升级所要面对的大成本，降低了用户的使用成本和运营商对于3G 无线和LTE 通信的维护升级费用。
二、LTE 中的关键技术分析
（1）OFDM和SC- FDMA 技术。为了在有限的宽带内传送更多更大的信息量，LTE 通信标准中选取了OFDM技术和SC- FDMA 技术作为LTE 技术中的调制型技术。SC- FDMA 技术是应用在上行的通信过程中的，是一种相对特定的优化的OFDMA 技术，这种技术具有更低的峰值比可以提高用户终端产品在上行通信中的功能效率。OFDM技术的应用可以在多个正交子载波对高速数据流中进行分流，这样就降低了相同数据量在不同情况下需要的传输速率，增大单个符号的传输时间就可以增强LTE 系统的实际抗干扰力，减小了信息通信数据之间的干扰效果。
（2）MIMO 技术。MIMO 技术是在无线信号发送端和接收端利用多天线技术组成更多样化的通道来接受空时编码进行解码。对于发射天线的信号通道独立这一问题，不同信号通道可以分别独立进行数据传输如果再加以配合OFDM技术就可以增大无线系统的数据传输速率。此外还有当发射的功率和信号的带宽处于一个定值时，MIMO 系统的容量上限就会与天线的数量成一个正比，所以只需要增加天线的数量就可以很有效的提高系统的通信容量。
（3）高阶调制技术。LTE 技术中的关键还有就是高阶调制技术，在LTE 技术的下行通信过程中采用了QPSK、64QAM以及16QAM等调制方式，上行的通信过程中则采用了QPSK 和16QAM等调制方式，这样的高阶调制方式可以把符号传输速率很有效的在单位时间内提升，保证了系统满足预期的传输的速率要求。特别是对于64QAM调制方式来说，在LTE 系统中是相对于3G 技
术基础的更高阶调制技术，这样的调制技术可以将信息通道利用率提高60%。
（4）网络的扁平化技术。LTE 系统支持高速的数据通信，为了满足这种通信技术的需求需要在数据传输中减少相关处理过程的延时，这就需要用到一个技术，就是网络的扁平化技术。这个技术将网络的结构分为eNB、SGW/PGW和MME 三个部分，在原有的通信系统中RNC 所要承载的那部分功能就被以上三个部分所代替完成。这个技术的应用虽然让LTE 通信系统对于软件切换的功能有所缺失，但是还是能很大程度地降低网络节点的延时处理来提高通信的速率。HARQ 的普通模式用于单子帧的数据操作，HARQ 的子帧捆绑模式勇于VoIP业务的操作。
（5）HARQ 技术。LTE 技术是采用自适应编码和HARQ 技术的，这两种技术可以和现有的3G 通信技术进行兼容，这样能够有效提升数据的传输控制能力，降低整个通信通道时变特质对于LTE 通信系统的影响。但是在LTE 系统中的下行通道是采用异步自适应HARQ 技术，上行通信中采用的是同步HARQ 技术，与3G 通信技术有所不同。这之中下行HARQ 技术可以利用eNB 技术对信息通道中的传输数据帧数来进行有效的控制。
三、LTE 发展趋势
LTE后续的发展要求能够提供下行1Gbit/s，上行500Mbit/s 的数据传输速率，还要求能够使用更高阶的MIMO 技术，在通信中继续降低噪声和干扰对有用信号的影响，增大小区的传输容量，提高整个网络的管理性能。LTE 及LTE-Advanced 等技术中必须应用更先进、资源利用率更高的技术如聚合多载波技术、高阶MIMO技术、智能中继技术、异构网络技术、协调多点发送技术、干扰管理技术等进一步提升整个系统的性能。
四、总结
LTE 在之后的发展过程中要逐渐提升上述技术的综合实践应用力来满足更长远的计划，LTE 技术必须采用更先进更有利于资源利用的技术来整合调节，让整个LTE系统可以在现有基础上更进一步，有更大更广阔的发展潜力和发展前景。