4G通信時代的LTE技術(shù)發(fā)展情況探討

【摘要】 要想真正迎來4G通信時代，就目前來講還存在一定的困難。通過分析，我們不難發(fā)現(xiàn)LTE技術(shù)的發(fā)展有著以下的挑戰(zhàn)。第一，LTE技術(shù)存在制約性，即網(wǎng)絡質(zhì)量和網(wǎng)絡兼容性的制約。LTE技術(shù)對于網(wǎng)絡技術(shù)有著較高的要求，LTE技術(shù)的實現(xiàn)需要高速網(wǎng)絡的支撐。本文對LTE技術(shù)進行了相應的概述，然后結(jié)合實際情況對LTE技術(shù)的發(fā)展過去與現(xiàn)狀進行了分析，并就LTE技術(shù)的特點和關(guān)鍵技術(shù)加以說明，最后根據(jù)這些分析和說明提出了關(guān)于LTE技術(shù)發(fā)展的幾點思考，希望對4G通信時代下LTE技術(shù)的發(fā)展有所幫助。

【關(guān)鍵詞】 4G通信時代 LTE技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀

在全世界范圍內(nèi)，移動通信是被人們使用最多的一種通信方式。移動通信從出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)有了20多年，在這一段時間的發(fā)展中，移動通信正朝著4G時代發(fā)展。事實上，我們不難發(fā)現(xiàn)4G技術(shù)革命的發(fā)展存在必然性。其原因在于運用4G技術(shù)有著更大的優(yōu)勢，它能夠使通信范圍更廣、服務質(zhì)量更高、并且數(shù)據(jù)傳輸更快。就目前而言，整個世界早已開始研究和發(fā)展4G技術(shù)，迫切希望傳統(tǒng)的3G技術(shù)朝著更具優(yōu)勢的4G技術(shù)發(fā)展。針對這一發(fā)展過程，被稱為準4G技術(shù)且廣受好評的LTE技術(shù)得到了進一步發(fā)展。本文根據(jù)相關(guān)背景，分析了LTE技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，并針對其提出自己的相關(guān)看法。

一、LTE技術(shù)概述

因為LTE技術(shù)被人們當作無線通信技術(shù)領域的發(fā)展標準，所以其發(fā)展可以促進4G時代的到來。LTE技術(shù)對3G無線接入技術(shù)進行了相應的改進，并且在一定頻譜寬帶上還能夠為上行和下行發(fā)現(xiàn)高峰和低峰的速率。由此看來，通過對這種技術(shù)條件加以利用，小區(qū)附近邊緣用戶的性能就可以在很大程度上得到提高，從而使系統(tǒng)的延遲問題得到改善。

自2009年開始，作為4G網(wǎng)絡通信技術(shù)運行的基礎，LTE技術(shù)被相關(guān)人士提出。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，LTE技術(shù)憑借下載速率創(chuàng)下了新的世界紀錄。在2012年，部分發(fā)達國家在商用道路建設這方面運用了LTE技術(shù)。而在2013年，全世界使用該技術(shù)的用戶高達7000多萬。其中，我國在進行LTE技術(shù)的相關(guān)研究過程中，運用了第三代移動通信技術(shù)以及為人們所熟知的3G窩蜂網(wǎng)絡技術(shù)。

二、LTE技術(shù)的發(fā)展過去與現(xiàn)狀

事實上，“l(fā)ong term evolution”的首字母縮寫也就是LTE，中文釋義就是“長期演進”。不同于人們所認為的那樣，LTE并非4G技術(shù)，如果硬要定性的話，LTE技術(shù)是3G向4G技術(shù)發(fā)展的過渡，被人們稱為3.9G技術(shù)的全球化標準。LTE技術(shù)對OFDM和MIMO技術(shù)加以利用，并且還對3G空中接入技術(shù)進行了改進，可以在一定條件下為上行和下行提供86Mbit/s和326Mbit/s的峰值速率。通過對該創(chuàng)新形式加以利用，LTE技術(shù)使得邊緣用戶的性能在很大程度上得到了提高，同時還提高了小區(qū)容量，使得系統(tǒng)的延遲問題得到了改善。

自2009年開始，LTE技術(shù)第一次被應用到公共領域。2010年，LTE/4G新系統(tǒng)在世界上得到了成功的演示，演示結(jié)果顯示下載速率最高達到了1GB/seconds，這在當時許多人看來都是非常不可思議的。當然這一結(jié)果由于超越了當時的互聯(lián)網(wǎng)速度而成為了一項新的世界紀錄。2013年，世界兩大經(jīng)濟體美國和日本響應這一趨勢，將LTE這一新興技術(shù)投入到商業(yè)應用方面。根據(jù)相關(guān)調(diào)查和分析，LTE網(wǎng)絡的用戶在全球范圍內(nèi)將高達7200萬人。針對這一情況，ITU經(jīng)過正式審議后通過了4G標準，其中當然包含LTE技術(shù)的后續(xù)研究標準。

LTE技術(shù)經(jīng)過了較長時間的研究。TD-SCDMA技術(shù)以及WCDMA技術(shù)有著很大的作用，國內(nèi)相關(guān)人士對其加以利用，使得LTE技術(shù)項目得到了一定程度的發(fā)展。國家工業(yè)部為了應對這一趨勢，對TD-LTE頻段進行了批準，并對電信設備運營商予以了大力支持。但是從另一角度來看，雖然LTE技術(shù)迎來了發(fā)展機遇并且得到了發(fā)展，但是這些也意味著LTE技術(shù)將面臨更大的挑戰(zhàn)。

要想真正迎來4G通信時代，就目前來講還存在一定的困難。通過分析，我們不難發(fā)現(xiàn)LTE技術(shù)的發(fā)展有著以下三點挑戰(zhàn)。其一，LTE技術(shù)存在制約性，即網(wǎng)絡質(zhì)量和網(wǎng)絡兼容性的制約。LTE技術(shù)需要高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡技術(shù)進行24小時的輔助。對LTE技術(shù)的兼容性進行分析和探討之后，我們就可以從中發(fā)現(xiàn)其兼容性指的是，上下游設備的兼容，以及數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡在自由切換層面的兼容。其二，隨著LTE技術(shù)的大力推廣和普及，并且3G通信市場本身仍然存在較大的通信市場份額，這就會使得4G通信和3G通信在通信市場會進行一場激烈的爭奪戰(zhàn)。4G技術(shù)的發(fā)展會在很大程度上影響到整個通信市場走向。由此看來，運營商應該根據(jù)具體問題具體分析，認真解決這一問題。其三，LTE技術(shù)存在成本上的問題。人們在目前還沒有對LTE技術(shù)給出明確的答案。根據(jù)相關(guān)分析顯示，當LTE技術(shù)的cost/byte參數(shù)達到3G通信總成本參數(shù)的10%時，LTE技術(shù)才會在真正意義上發(fā)揮自身的優(yōu)勢。

三、LTE技術(shù)特點和關(guān)鍵技術(shù)說明

3.1 LTE技術(shù)的相關(guān)特點

相比于3G技術(shù)，LTE技術(shù)的特點包括6個方面的內(nèi)容。第一，LTE技術(shù)有利于通信速率得到提高。上行峰值速率和下行峰值速率都得到了相應的提高。第二，頻譜的效率在很大程度上得到了增強。第三，基于分組，系統(tǒng)在整體架構(gòu)上進行交換。第四，無線網(wǎng)絡的延時問題得到了一定改善。第五，基站的分布位置不發(fā)生變化時，小區(qū)邊界的比特速率會得到相應的增加。比如說，MBMS技術(shù)可以向人們提供1bit/ s/Hz的數(shù)據(jù)速率。第六，網(wǎng)絡兼容性也隨之得到了增強，這樣就使得系統(tǒng)可以在同時對3G通信系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)進行必要的支持。

3.2 LTE技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

LTE技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)包括三個方面的內(nèi)容，可以用戶在體驗移動通信這方面得到進一步提升，同時可以為運營商帶來技術(shù)優(yōu)勢和成本效益。

3.2.1 OFDM技術(shù)

在LTE技術(shù)中，OFDM技術(shù)是十分主要的技術(shù)。運用OFDM技術(shù)的主要目的是降低信道時延，防止符號相互干擾。通常而言，當信道時延在擴展上小于OFDM符號前所增加的保護間隔時，符號相互干擾的情況就會得到完全消除。此外，對OFDM參數(shù)進行設定，有助于提高系統(tǒng)的整體性能。運用循環(huán)前綴來消除符號間的干擾，其中循環(huán)前綴的長度決定著OFDM系統(tǒng)在抵抗多徑方面的能力。為了使直徑為200km的小區(qū)滿足OFDM系統(tǒng)的覆蓋要求，需要根據(jù)場地進行選擇，并在LTE系統(tǒng)中運用兩層前綴循環(huán)。

3.2.2 MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)有利于系統(tǒng)在傳輸率方面進一步提高，所以我們應該重視MIMO技術(shù)。根據(jù)相關(guān)比較可以發(fā)現(xiàn)，OFDM系統(tǒng)的子波衰落更為平坦，結(jié)合MIMO技術(shù)一起使用可以有效地提高系統(tǒng)的性能。將多天線運用于發(fā)射端，并將多通道運用于接受端，MIMO技術(shù)得到了更好的運用。其中，多天線接收機憑借空時編碼的處理方式對數(shù)據(jù)子流進行分開和解碼，使處理效果確保達到最佳。運用并行信道傳輸數(shù)據(jù)，可以在很大程度上提高其傳輸速率。當然，MIMO技術(shù)使得發(fā)射多徑無線信道和接收多徑無線信道這兩個過程成為一個整體，很顯然這有利于通信容量的提高，以及高頻譜利用率的增強。也就是說，MIMO技術(shù)有利于干擾對消處理以及空域時域。

3.2.3高階調(diào)制技術(shù)

為了使系統(tǒng)的下行峰值速率達到100Mbit/s，基于原有的3G通信，LTE系統(tǒng)應該使64QAM的高階調(diào)制增加。通過計算，我們知道64QAM的頻譜有著較高的利用率，然而卻在信號比和可靠性上不高。所以也就是說，對該高階調(diào)制加以運用，可以提高信道利用率。

四、LTE技術(shù)發(fā)展的若干思考

在目前的趨勢下，4G技術(shù)得到了不斷發(fā)展。我國在發(fā)展4G技術(shù)時不能盲目相信國外4G技術(shù)，而應該根據(jù)自身的實際情況發(fā)展適合自己的4G技術(shù)?；?G通信標準，我國的4G技術(shù)得到了更大的發(fā)展。自2000年開始，TDSCDMA技術(shù)成為3G標準，然而事實上TD-SCDMA技術(shù)并未從真正程度達到國際標準。相比之下，TD-LTE成為了4G的主流標準。

TD-LTE技術(shù)作為時代的新興產(chǎn)物，是4G時代的發(fā)展趨勢，所以我國應該對其予以大力推進。對于4G通信的兼容性進行不斷研究，才能夠更好地促進該技術(shù)和TD-LTE之間相互兼容。國內(nèi)的其他網(wǎng)絡應該在相應的引導下，加入LTE的演進過程。除此之外，全世界范圍內(nèi)的運營商還應該在技術(shù)和市場領域促進LTE技術(shù)朝著更高的方向發(fā)展。

五、結(jié)語

根據(jù)其技術(shù)優(yōu)勢、市場前景、業(yè)務范圍等因素，LTE技術(shù)有著很大的優(yōu)勢，有利于推動4G通信技術(shù)的發(fā)展。就現(xiàn)階段來說，我國運營商對于LTE技術(shù)的研發(fā)實力和水平和國外相比有著較大的差距。所以，我們在發(fā)展LTE技術(shù)時，應該多與國際上一些相關(guān)機構(gòu)進行合作，取其精華去其糟粕，從而更好地發(fā)展我國的LTE技術(shù)。自2009年LTE技術(shù)作為無線通信技術(shù)的發(fā)展標準，首次被人們投入到公共應用領域以后，LTE技術(shù)的研發(fā)對于網(wǎng)絡時代朝著4G時代發(fā)展有著較大的幫助。

通過對LTE技術(shù)條件加以利用，小區(qū)附近邊緣用戶的性能就可以在很大程度上得到提高，從而使系統(tǒng)的延遲問題得到改善。雖然LTE技術(shù)具有這些優(yōu)點，但卻面臨著越來越多的挑戰(zhàn)和問題，這就需要相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)實情況運用創(chuàng)新思維，對所出現(xiàn)的沖突與問題進行處理，從而促使LTE技術(shù)在更大程度上適應時代發(fā)展的要求。

參 考 文 獻

[1]張玉龍，李志峰.對4G移動通信技術(shù)應用與發(fā)展的展望[J].信息通信.2013（01）.

[2]倪宏斌.4G移動通信系統(tǒng)中MIMO和OFDM技術(shù)的應用[J].科技傳播，2011.

[3]楊琴英.更快更優(yōu)的LTE技術(shù)[J].信息與電腦，2010.

[4]喬明月.淺析3G與4G移動通信技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2010（22）