無線通信LTE技術(shù)的研究與應(yīng)用

李愷

摘 要：隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，3G時(shí)代已經(jīng)過去，LTE技術(shù)已經(jīng)飛速發(fā)展。按照國家對(duì)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展要求，LTE已經(jīng)給人們的生活帶來便捷，提高了人們的工作效率。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)無線通信LTE技術(shù)的研究和討論，提高人們對(duì)LTE技術(shù)的了解。本文介紹了LTE技術(shù)的概述和主要技術(shù)特征，重點(diǎn)介紹了LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)，最后介紹了LTE技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無線通信；LTE；技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著國內(nèi)無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，LTE技術(shù)在通信行業(yè)中已經(jīng)應(yīng)用非常普遍，目前人們多數(shù)都在使用智能手機(jī)，這個(gè)智能手機(jī)可以接受4G信號(hào)，其實(shí)4G信號(hào)就應(yīng)用了LTE技術(shù)，所以說，LTE技術(shù)豐富了人們的通信方式，為人與人之間的聯(lián)系提供了更加快捷的通道。因此，加強(qiáng)對(duì)無線通信LTE技術(shù)的研究是非常重要的。本文首先介紹了LTE技術(shù)，讓人們認(rèn)識(shí)到LTE是一個(gè)非常實(shí)用的無線通信技術(shù)，然后講述了LTE的主要技術(shù)特征，重點(diǎn)介紹了LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)，最后介紹了LTE技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，從而讓人們加深對(duì)無線通信LTE技術(shù)的認(rèn)識(shí)。

1 LTE技術(shù)概述

LTE技術(shù)，其實(shí)就是人們平常知道的4G技術(shù)。21世紀(jì)以來，4G通信給人們的生活和聯(lián)系方式帶來了巨大的變化，方便了人們之間的聯(lián)絡(luò)，也為互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展提供了應(yīng)用市場(chǎng)。LTE技術(shù)要比2G和3G技術(shù)要先進(jìn)的多，可以成為在通信行業(yè)的歷史性變革，LTE技術(shù)使得人們上網(wǎng)的速度比以前的速度快上千倍，打電話的音質(zhì)也比3G時(shí)代音質(zhì)好很多，可以通過LTE技術(shù)傳送非常多的信息量，讓人們辦事效率快了很多，這是一種通信無阻的通信方式，給人們生活和工作帶來了方便，從根本上為人們提高了生活水平。LTE技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)延遲非常小，寬帶速度非?？?，在手機(jī)客戶端可以順暢地收看網(wǎng)絡(luò)視頻，這也是人們對(duì)LTE技術(shù)認(rèn)可的關(guān)鍵原因。LTE技術(shù)已經(jīng)完全改變了人們的通信方式。

2 LTE的主要技術(shù)特征

與原來的3G技術(shù)比較，LTE技術(shù)具有非常多的技術(shù)特征，下面對(duì)LTE技術(shù)的特征進(jìn)行了詳細(xì)的描述：

（1）與3G技術(shù)相比較，大大提高了通信效率，無論是下行還是上行的速率都有了非常大的提高。

（2）與3G技術(shù)相比較，大大提高了頻譜效率，上行鏈路和下行鏈路都能比3G技術(shù)提高3倍以上。

（3）與3G技術(shù)不同的是，LTE技術(shù)的系統(tǒng)是基于分組交換的，是將分組域作為LTE技術(shù)的目標(biāo)。

（4）LTE技術(shù)的系統(tǒng)非常方便，可以支持很多種寬帶系統(tǒng)，對(duì)多種的頻譜也具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，從而為LTE技術(shù)的系統(tǒng)使用減少了瓶頸，擴(kuò)大了LTE技術(shù)的使用范圍。

（5）LTE技術(shù)大幅度降低了延遲時(shí)間，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的兼容性非常好，為通信用戶提供了方便。

（6）LTE技術(shù)同時(shí)也對(duì)3G技術(shù)是適用的，能夠與非3GPP的系統(tǒng)進(jìn)行配合使用。因此說，LTE技術(shù)比3G技術(shù)具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，可以說，4G技術(shù)基本可以替代3G技術(shù)，給人們的通信提供了便利。

3 LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及LTE 核心技術(shù)

3.1 LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用的是單層結(jié)構(gòu)，單層結(jié)構(gòu)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的簡化具有非常大的作用，而且能夠減少網(wǎng)絡(luò)延遲，從而滿足了LTE技術(shù)降低成本、減少延遲的目標(biāo)。LTE技術(shù)與3G技術(shù)相比較，LTE技術(shù)已經(jīng)沒有了RNC節(jié)點(diǎn)的要求。所以說，LTE技術(shù)不僅僅是在3G技術(shù)上的進(jìn)步，其實(shí)LTE技術(shù)對(duì)3GPP有著巨大的變化，基本上已經(jīng)類似于IP網(wǎng)絡(luò)。3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也可以說是UTRAN結(jié)構(gòu)。3G網(wǎng)絡(luò)主要是由單層結(jié)構(gòu)和接入網(wǎng)關(guān)組成，接入網(wǎng)關(guān)是一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，若將其視為核心網(wǎng)的一部分，則接入網(wǎng)主要由eNB一層構(gòu)成。eNB不僅具有原來Node B的功能，還能完成原來RNC 的大部分功能，包括物理層、MAC層、RRC、調(diào)度、接入控制和承載控制等。Node B和Node B之間將采用網(wǎng)格方式直接互聯(lián)，這也是對(duì)原有UTRAN 結(jié)構(gòu)的重大修改。

3.2 LTE核心技術(shù)

LTE技術(shù)的優(yōu)越性不僅僅是簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且LTE技術(shù)還具有很多核心技術(shù)，這些核心技術(shù)構(gòu)成了LTE技術(shù)的整體，也是LTE技術(shù)的關(guān)鍵所在。LTE的核心技術(shù)主要包括：

（1）傳輸技術(shù)與多址技術(shù)是LTE技術(shù)的重要核心技術(shù)之一，而3G技術(shù)的傳輸是下行OFDM，上行SC-FDMA。很多通信公司都使用“頻域”方法來生成上行SCFD-MA信號(hào)，這種技術(shù)是在OFDM 的IFFT調(diào)制之前對(duì)信號(hào)進(jìn)行DFT 擴(kuò)展，從而可以避免OFDM系統(tǒng)發(fā)送頻域信號(hào)帶來的PAPR問題。

（2）由于存在“同步問題”，因此LTE技術(shù)對(duì)于單播業(yè)務(wù)不采用下行宏分集。至于對(duì)頻率要求較低的廣播業(yè)務(wù)，一般會(huì)采用循環(huán)前綴來解決小區(qū)之間的同步問題。

4 LTE技術(shù)的創(chuàng)新及應(yīng)用

4.1 LTE技術(shù)的創(chuàng)新

LTE技術(shù)在3G技術(shù)的基礎(chǔ)上有了非常大的創(chuàng)新，從根本上對(duì)3G技術(shù)進(jìn)行了革命。LTE技術(shù)采用的是NodeB結(jié)構(gòu)，它使得LTE技術(shù)大大減少了網(wǎng)絡(luò)延遲，同時(shí)還達(dá)到了降低成本的目的。LTE技術(shù)在3G技術(shù)的基礎(chǔ)上大大減少了節(jié)點(diǎn)的使用。應(yīng)當(dāng)說LTE技術(shù)的創(chuàng)新是史無前例的，對(duì)無線通信技術(shù)的創(chuàng)新的根本性的。LTE技術(shù)的創(chuàng)新是對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，也是對(duì)無線資源的創(chuàng)新，與3G技術(shù)相比較，這種創(chuàng)新難度是非常大的，是對(duì)3G技術(shù)的根本性改變。首先，LTE技術(shù)采用的是OFDMA/FDMA，這種方案比CDMA技術(shù)還有先進(jìn)，另外，LTE技術(shù)確實(shí)已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)延遲問題給予了根本性的解決，大大降低了生產(chǎn)成本，也實(shí)現(xiàn)了人們之間隨時(shí)通信的需要。LTE技術(shù)的主要?jiǎng)?chuàng)新包括：

（1）頻分多址系統(tǒng)的采用，可以實(shí)現(xiàn)正交傳輸和單載波傳輸?shù)头迤奖鹊亩呓y(tǒng)一兼顧，降低了功放成本。

（2）LTE采用“扁平”的無線訪問網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，取消RNC節(jié)點(diǎn)，簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。

（3）LTE中應(yīng)用到的多天線技術(shù)有3種增益形式：分集增益、陣列增益、空分復(fù)用增益。

4.2 LTE技術(shù)的應(yīng)用

隨著人們生活條件逐漸改善，人們對(duì)于快捷通信的要求也越來越強(qiáng)烈，因此無線通信LTE技術(shù)能夠迅速被人們所接受，LTE技術(shù)被廣泛應(yīng)用在很多地方。比如說，北京奧運(yùn)會(huì)上就大量應(yīng)用了LTE技術(shù)，通過LTE技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直播，可以非?？焖俚貙W運(yùn)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)視頻通過無線通信傳遞給每一個(gè)觀眾，讓人們能夠非常及時(shí)地了解會(huì)場(chǎng)上的比賽情況；人們可以通過微信進(jìn)行視頻聊天，這也是LTE技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓人與人之間的距離更近，隨時(shí)隨地能夠看到遠(yuǎn)距離的視頻情況；近些年一些網(wǎng)絡(luò)直播平臺(tái)，這些直播平臺(tái)能夠很順暢地進(jìn)行直播也是LTE技術(shù)的應(yīng)用案例，可以讓各個(gè)直播的觀眾看到主持人的現(xiàn)場(chǎng)情況，增加了觀眾的參與度。

結(jié)語

隨著無線通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，LTE技術(shù)也在不斷發(fā)展，各個(gè)無線通信公司也正在積極研究LTE技術(shù)，使LTE技術(shù)能夠更好地為人們的通信服務(wù)，可以說沒有LTE技術(shù)就沒有現(xiàn)在人們通信的便捷，加快了人們生活的節(jié)奏，也提高了人們的辦事效率，讓人們能夠更加快捷地收看到網(wǎng)絡(luò)上的各種資源，與朋友親人進(jìn)行視頻聊天，拉近了人與人之間的關(guān)系。由于5G時(shí)代的就要來臨，我相信5G技術(shù)比4G技術(shù)又是一個(gè)技術(shù)的飛躍，讓無線通信技術(shù)不斷改變?nèi)藗兊纳睢?/p>

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