4G网络LTE技术的发展历史和发展现状研究

沙新平

【摘要】 本文就4G网络LTE技术的发展历史和发展现状进行阐述，对LTE技术的主要特点和相关技术进行分析，并对LTE技术的未来发展方向进行展望，以充分发挥LTE技术的优势，促进4G网络快速发展。

【关键词】 4G网络 LTE技术 发展历史 发展现状

一、LTE技术的发展历史与现状

LTE全称是long term evolution，在3G向着4G不断发展的过程中，LTE技术是重要的过渡技术，通常被称作是3.9G全球化标准技术，在推动4G网络不断发展上发挥着重要作用。在实践过程中，LTE技术是将用OFDM、MIMO作为无线网络不断发展的重要标准，并根据通信技术的发展需求，有效增强了3G网络中的空中接入技术，从而使频谱为20兆赫兹的宽带可以实现上下每秒86Mbit和下行每秒32Mbit的峰值速率。根据4G网络使用情况来看，LTE技术的实践应用具有历史性意义，使通信网络得到改革和创新，特别是小区边缘位置的服务质量和使用性能得到有效提高，在降低系统延迟性和提高小区总容量等方面有着重要影响。

在某个比较大型的移动通信大会上，4G网络LTE技术的新系统得到了成功演示，使得下载速率最高达到每秒一千兆比特，与当前普通互联网的运行速度相比，远远超过所有的记录。与此同时，国外LTE技术已成熟运用，LTE网络用户急剧上升，给LTE技术推广带来广泛发展前景。

在我国通信产业的不断发展和建设中，LTE项目的相关研究是以3G网络中的TD-SCDMA技术、WCDMA技术为基础的，使得4G网络LTE技术不断向着TD-LTE技术和FDLTE技术方向发展。目前，TD-LTE频段已全面落实，并在电信设备运营商中得到了支持，给4G网络LTE技术带来众多机遇和挑战。

根据4G网络的发展情况来看，LTE技术不断发展所面临的挑战主要有如下几个方面：一是，LTE技术具有一定局限性，主要是网络质量和网络未来发展与兼容性。通常情况下，LTE需要质量、速度、稳定性等都比较高的网络技术，以确保其24小时持续提供服务，并且，LTE具有的兼容性可以实现数据分析、网络自由切换和上下游相关设备的同时运行；二是，LTE技术的不断推广和3G市场之间的竞争，使得较多运营商都必须对通信市场的发展进行全面分析，才能更好的推动4G网络发展；三是，LTE技术成本方面的问题。目前，针对LTE技术的成本还没有比较明确的定位，只有在其成本是3G网络成本的百分之十时，LTE技术才能充分发挥其所拥有的优势。

二、LTE技术的主要特点和相关技术

如圖1所示，在实践应用中，与3G网络相比，LTE技术主要拥有如下几个方面的特点：首先，有效提高通信速率，使得下行峰值的速率可以达收到每秒100兆比特、上行的峰值可以达到50兆比特；其次，有效提高频谱效率，将主要目标设置为分组域的相关任务，使得整个网络系统的运行可以在分组构架基础上实现有效交换；最后，在基站分布位置不改变的情况下，使小区边缘位置的比特速率得到有效提高，并且，其兼容性在现有的3G网络的基础上，可以有效实现非3GPP规范系统的同时运行。由此可见，LTE技术具有一定先进性和科学性，是移动通信不断发展的必然趋势。

目前，LTE技术的相关技术主要有MIMO技术、OFDM技术、高阶调制技术三个方面：首先，MIMO技术的主要作用是提高整个的传输率，也是当前需要高度重视的问题。在很多情况下，MIMO技术可以与OFDM技术结合使用，可以有效提高系统的整体性能，一般在接收端和发射端，MIMO技术是采用的多通道和多天线的方式运行。在有多个天线存在的情况下，采用空时编码的方式可以使数据子流被分开和解码，从而确保系统的运行处于最近状态。与此同时，通过采用多个天线，发射天线和接收天线之间会形成很多独立的通道，从而实现各种数据的独立传输，最终提高数据传输的速率。另外，MIMO技术可以将多个无线信道、接收、发射尽可能的优化，从而使通信容量和频谱的利用效率尽可能的提高，在消除其它因素带来的干扰和空域与时域的联合分集上有着重要影响。其次，OFDM技术是LTE技术的重要组成部分，在降低延时性、减少干扰等方面发挥着重要作用。通常情况下，OFDM技术的应用是在符合相关条件的情况下添加保护间隔，以在保护间隔比信道延时的扩展时更大的情况下，将各种符号带来的干扰完全消除。与此同时，OFDM技术的相关参数的设置与系统的性能有着密切联系，如循环前缀的设置，其长度与OFDM系统的覆盖范围和抵抗能力有着直接联系。一般在半径不超过100千米的覆盖区域内，LTE技术采用的是两套前缀循环方案，以根据现场的实际情况选择最合适的方案。最后，高阶调制技术的合理运用，可以有效提高峰值的速率。通常情况下，在现有的3G通信基础上，将64QAM的高阶调制添加到LTE系统上，可以有效提高下行的峰值速率，使其达到每秒100兆比特的状态。根据实际应用情况来看，采用高阶调制技术可以使信道的有效利用率提高至少60%，在LTE系统的运行中是解决相关问题的重要方案。与此同时，高阶调制技术的合理运用，还能使用户的体验更好深刻，并为运营商提供更多技术优势，从而大大降低其运营成本。

三、LTE技术的未来发展方向

在4G网络不断发展的现代社会中，我国目前拥有的4G标准是D-LTE-Advanced，需要根据目前通信建设的实际情况来制定发展策略，才能促进4G网络健康、稳定发展。与此同时，TD-LTE已经成为当前国际化的4G主流标准之一，在我国不断加大TD-LTE技术开发力度的过程中，必须注重先进理念和优秀人才的培养，才能真正联合世界各国的运营商共同推进LTE技术，最终促进我国4G网络LTE技术不断完善。

四、结束语

综上所述，4G网络的LTE技术具有较多优势，使得4G网络的发展前景非常广阔。根据我国4G网络LTE技术的整体发展情况来看，想要缩短与国际水平的差距，就必须加强国际研究机构的联系，才能在实践过程中真正提高我国LTE技术水平。

参 考 文 献

[1]张弛.TD-LTE分布系统的优化及其应用研究[D].湖南大学，2013，（3）；45-47

[2]刘远飞，方超，刘博等.4GTD-LTE技术在监测监管数据传输中的研究[J].有线电视技术，2014，（6）：17-20

[3]熊永权，李韦冰.TD-LTE演进及展望[J].软件导刊，2012，11（9）：137-138

[4]鲁璐，穆雪.LTE/EPS在4G移动通信的演进研究[J].山西电子技术，2012，（2）：62-64