浅谈4GLTE技术发展及现状

淮敏虎

【摘要】4G技术已经成为我国通信事业发展的既定方向，4G LTE技术革命已悄然到来，现在正在发展的LTE技术是我们走向4G时代的重要指引，LTE技术凭借自身的优势和众多的支持，成为走向4G时代的桥梁。本文首先介绍了LTE技术的发展历史和发展现状，进而针对LTE的关键技术做了详细的介绍，最后提出了自己关于LTE技术发展的几点思考。

【关键词】4G；LTE技术；现状；发展

【Abstract】4G technology has become the direction of the development of China's communications industry， 4G LTE technology revolution has come quietly， is now developing LTE technology is an important guide to our 4G era， LTE technology by virtue of their own advantages and numerous support to become 4G era The bridge. This paper first introduces the development history and development status of LTE technology， and then introduces the key technology of LTE in detail， and finally puts forward some thoughts on the development of LTE technology.

【Key words】4G；LTE technology；Status quo；Development

1. 前言

作為世界上最发达的通信方式之一移动通信，已经经过了20多年的发展，移动通信即将迈入4G时代。4G的技术革命的到来已成为必然的趋势，与以往的3G技术相比较，4G技术在通信的范围、通信的服务质量以及数据传输方面都有着很大的优势。国际上对于4G技术的研发也早已经展开，我国也不例外。在由3G走向4G的技术研究方面，LTE技术得到了多个国家运营商的好评，被称为准4G技术。本文主要就LTE技术进行了分析和研究，并提出了一些自己的思考。

2. LTE技术的发展历史和现状

（1）实际上，LTE是long term evolution的缩写，LTE其实并不是人们普遍认为的那样，并不是4G技术，而是3G向4G技术发展过程中的一个过渡技术，是被称为3.9G的全球化标准，它通过采用OFDM和MIMO作为无线网络演进的标准，改进并且增强了3G的空中接入技术。这些技术的运用，使得其在20MHz频谱带宽的情况下能够提供下行326Mbit/s与上行 86Mbit/s的峰值速率。这种具有革命性的改革，使得LTE技术改善了小区边缘位置的用户的性能，提高小区容量值并且降低了系统的延迟。

（2）在2010年主题为“美梦成真”的世界移动通信大会上，爱立信公司成功的演示了LTE/4G新系统，其最高的下载速率达到了每秒1GB（1000兆比特），创下了世界纪录，大大超过了了目前状态下普通互联网的速度。 并且在2009年的12月份，LTE技术第一次投向公共应用，这一天TeliaSonera公司在瑞典的首都斯德哥尔摩城和挪威的首都奥斯陆向人们正式的推出了LTE服务项目。今年美国、日本也即将开启将LTE技术投入商业应用的道路。据分析估计，到2013年，全球LTE网络的用户将会达到7200万。ITU正式审议并通过的4G （IMT-Advanced） 标准，就包括LTE （Long Term Evolution，长期演进） 的后续研究标准。

（3）对于LTE技术的研究历来已久，我国的LTE项目是基于3G时代的TD-SCDMA技术和WCDMA技术发展起来的，那么，其对应的也将发展成为TD-LTE和FD-LTE技术。在我国，国家工业部已经批准了TD-LTE的频段，并且该技术也得到了大部分电信设备运营商的支持。但是，在LTE技术发展的过程中，所得到的发展机遇和所要接受的挑战是并存的。

（4）4G时代到来的道路是艰难的，LTE的发展面临着以下几个重要的挑战。首先，是LTE技术方面的制约性。主要表现为两个方面，一个是网络质量的制约，一个是网络发展的未来和网络兼容性的制约。LTE不仅要求要有高质量、高速度、高稳定性的网络技术，而且要求全天候的状态保持支撑。同时，LTE的兼容性，不仅包括上下游设备方面的兼容，也包括数据分析和网络自由切换的兼容。其次，在LTE技术的普及和3G市场的竞争方面。现在的市场仍然是3G的时代，两者之间势必会引起一场巨大的市场争夺战。这是运营商们所必须要认真解决的一个问题，技术的革命性发展势必会影响到市场的走向。最后，就是LTE的成本问题。就目前的状况来看，LTE技术的成本问题还没有一个明确的答案，有分析指出，只有当每比特LTE的成本相当于3G成本的十分之一时，LTE才能真正的发挥其优势。

（5）随着国家信息化战略及企业信息化业务的发展，大客户电路需求逐渐普及，未来需求强进，大客户专线带宽需求逐步提升。

3. LTE的技术特征和关键技术介绍

3.1 与3G技术相比而言，LTE具有以下的技术特征：（1）提高了通信的速率，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。（2）提高了频谱的效率。（3）主要目标为分组域任务，系统在整体架构上将基于分组交换。（4）降低无线网络的延时。（5）提高小区边界的比特速率，在基站的分布位置不发生变化的前提下增加小区边界比特速率。如MBMS（多媒体广播和组播业务）在小区边界便可以实现提供1bit/s/Hz的数据速率。（6）强调兼容性，支持已有的3G系统，也支持与非3GPP规范系统的协同运作。

3.2 LTE在技术发展方面，表现出了很大的先进性，LTE的关键技术主要包括OFDM技术、MIMO技术和高阶调制技术。

3.2.1 OFDM技术。

OFDM技术作为LTE技术的主要特点，其主要思想就是要降低时延，减少符合之间相互干扰的影响。一般情况下，是在OFDM符合的前面加入保护间隔，当保护间隔大于信道时延的扩展时，就可以完全消除符号间的干扰。同时，OFDM参数的设定对整个系统的性能也会产生决定性的影响，例如循环前缀，它主要是被用于消除符号之间的干扰，OFDM系统的抵抗多径的能力和所覆盖的能力，由循环前缀的长度决定。为了满足半径为100Km的小区覆盖要求，LTE系统采用的是两套前缀循环方案，根据场地的具体情况进行选择。

3.2.2 MIMO技术。

MIMO技术主要用于提高系统的传输率，也为我们所重视。OFDM的子波衰落情况相对来说比较平坦，比较适宜与MIMO技术进行相互结合，来提高系统性能。在发射端和接受端，MIMO技术都采用的是多天线和多通道。多天线接收机通过空时编码处理来分开并且解码数据子流，以保证实现最佳的效果。如果各个发射接收天线之间的通道相互独立，那么多如和多出系统就可以创造出多个并行空间信道。通过这些并行信道，进行独立的传输数据，其传输速率必然得到提高。同时，MIMO将多径无线信道与发射、接收最为一个优化的整体进行，以保证高通信容量和高频谱利用率的实现。这是一种比较有效的干扰对消处理和空域时域之间的联合分集。

3.2.3 高阶调制技术。

（1）为了使系统能够实现下行100Mbit/s 峰值速率的目标，在原来的3G通信的基础上，LTE系统增加了64QAM的高阶调制。虽然64QAM的频谱利用率高，但是损失了一些信号比和可靠性。采用该高阶调制可以提高60%的信道利用率，这在LTE中是一个非常有效的解决方案。

（2）通过以上的技术运用，LTE不仅能提升用户对于移动的体验，而且能够为运营商们带来更加巨大的技术方面的优势和成本上的优势。

4. LTE技术的发展思考

（1）在4G时代日益发展的今天，我们对于国外的4G技术绝不能盲从，要大力发展自己的4G技术。TD-LTE-Advanced是我国拥有自主知识产权的4G标准，是在3G标准TD-SCDMA的基础上发展和演进而来的技术。TD-SCDMA技术在2000年正式成为3G标准之一，但在过去发展的过程中，TD-SCDMA并没有能在真正意义上称为“国际”标准，但是TD-LTE已经成为4G的主流标准之一。

（2）我国应当大力推进TD-LTE技术的发展，顺应时代发展的趋势，并要引领世界的发展。我国应当深入研究和不断创新4G的兼容性，要做好TD-LTE与其他4G技术的兼容，同时也要积极的引导国内的其他网络加入到LTE的演进中来。另一方面，我国要联合国内外的运营商来共同推进LTE技术的发展，要在技术和市场运作方面不断的完善我国的LTE技术。

5. 结束语

LTE技术凭借其技术优势和市场发展前景，丰富的终端产品和广阔的业务范围，出现在我们的面前。就目前的情况来说，我国国内运营商在LTE的技术研究方面，研发实力跟国际研发水平存在很大的差距。所以，在LTE技术的发展方面，我们要注重与国际研究机构和国际运营商的合作。

参考文献

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[4] 吕骥，练成栋.LTE的规划和应用[J].电信科学，2010.

[文章编号]1619-2737（2017）07-20-652