浅谈4GLTE技术及其发展趋势

龙源期刊网技术及其发展趋势作者：刘思铭来源：《中国科技博览》2014年第25期[摘要]4G技术已经成为我国通信事业发展的既定方向，4GLTE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。本文首先介绍了我国的LTE发展情况，进而针对LTE的关键技术做了详细的介绍，最后提出了关于LTE技术的未来发展趋势。[关键词]4G；LTE技术；OFDM技术；MIMO技术；展望中图分类号：TE334文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）25-0291-010引言目前，移动通信业务飞速发展，用户的数量在不断地增加，信息网络中的多媒体业务更是层出不穷，所以就会出现大容量而且还有多媒体接入能力的新型移动通信系统，这就使3G产生。可是到现在为止，人们已经发现它的很多不足，而4G移动通信还具有能够描绘高速的数据传输，能够达到进行语音以及多媒体业务。所以，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。LTE项目是3G的演进，主要是3G到4G的一种过渡，它在一定程度上增强了3G的空中接入技术，主要采用了OFDM和MIMO作为无线网络演进的唯一标准，有效的保证了小区内边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟性能。1我国的LTE发展情况对于LTE技术的研究历来已久，我国的LTE项目是基于3G时代的TD一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一LTE和FD一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。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。2LTE的主要技术特征龙源期刊网通信速率的提高，下行峰值速率为100Mbit/s、上行为50Mbit/s；提高了频谱效率；以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换；QOS保证，通过系统设计和严格的QOS机制，保证实时业务的服务质量；系统部署灵活，能够支持1.25～20MHz间的多种系统带宽，并支持“Paired”和“Unpaired”的频谱分配，保证了将来在系统部署上的灵活性；降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan3LTE的关键技术3.1SC—FDMA技术SC—FDMA技术是一种单载波多用户接入技术，它的实现比OFDM/OFDMA简单，但性能逊OFDM/OFDMA。相对于OFDM/OFDMA，SC-FDMA具有较低的PAPR。发射机效率较高，能提高小区边缘的网络性能。最大的好处是降低了发终端的峰均功率比、减小了终端的体积和成本，这是选择SC-FDMA作为LTE上行信号接入方式的主要原因之一。其特点还包括频谱带宽分配灵活、子波序列固定、采用循环前缀对抗多径衰落和可变传输时间间隔等。3.2OFDM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，减少符号之间相互干扰的影响。一般情况下，是在OFDM符号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。3.3MIMO技术MIMO作为提高系统传输率的最主要手段，也受到了广泛关注。由于OFDM的子载波衰落情况相对平坦，十分适合与MIMO技术相结合，提高系统性能。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线和多通道。多天线接收机利用空时编码处理能够分开并解码数据子流，从而实现最佳的处理。若各发射接收天线间的通道响应独立，则多入多出系统可以创造多个并行空间信道。通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据速率必然可以提高。MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化，从而实现高的通信容量和频谱利用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。当功率和带宽固定时，多入多出系统的最大容量或容量上限随最小天线数的增加而线性增加。而在同样条件下，在接收端或发射端采用多天线或天线阵列的普通智能天线系统，其容量仅随天线数的对数增加而增加。3.4高阶调制技术龙源期刊网峰值速率的目标，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。4LTE技术的未来发展趋势LTE是现有3G移动通信技术在4G应用前的最终版本，采用了很多原计划用于B3G/4G的技术如OFDM、MIMO等，在一定程度上可以说是4G技术在3G频段上的应用。和现有3G及3G+技术相比，LTE除了具有技术上的优越性之外，也提供了更加接近4G的一个台阶，使得向未来4G的演进相对平滑，是现有3G技术向B3G/4G演进的必经之路。现在一些运营商提出的绕开LTE直接进入4G的方式会有很大的不确定性和风险，不建议考虑。我国应当大力推进TD一LTE技术的发展，顺应时代发展的趋势，并要引领世界的发展。我国应当深人研究和不断创新4G的兼容性，要做好TD一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结语由于LTE系统的研发还处在初步发展的阶段，虽然协议功能已经基本实现，但是一些算法的优化还面临着巨大的挑战。特别是在多天线技术、自适应和调度、同频组网等方面还需要不断的完善，这就需要产业界做出巨大的努力，这样才可以有效的发挥LTE技术的预期潜力，从而使LTE技术更快更优。参考文献[1]杨琴英.更快更优的LTE技术[J].信息与电脑，2010.[2]杨鹏，李波.LTE的关键技术及其标准演进[J].电信网技术，2009，（01）.[3]王竞，王启星，韩璐，崔春风.LTE无线链路关键技术探讨[J].电信科学，2009，（01）.