LTE

LTE

 

（Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP组织制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统）技术标准的长期演进。

LTE系统引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多输入多输出）等关键技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率，并支持多种带宽分配，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。

 

LTE技术主要存在TDD和FDD两种主流模式，两种模式各具特色。其中，FDD-LTE在国际中应用广泛，而TD-LTE在我国较为常见。

LTE（Long Term Evolution，长期演进）项目是3G 的演进，是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全 球标准。它改进并增强了3G的空中接入技术，采用 OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。作为TD-SCDMA技术的后续演进，LTE的TDD模式又称为TD-LTE/TD-LTE-Advanced。

 

LTE网络结构和空中接口协议：LTE采用由Node B构成的单层结构，这样有利于简化网络和减小延迟，实现低时延、低复杂度和低成本的要求。与传统的3GPP接入网相比，LTE减少了RNC节点，对3GPP的整个体系架构进行了变革，逐步趋近于典型的IP宽带网结构。3GPP初步确定LTE的架构如图1所示，或称为演进型UTRAN结构（E- UTRAN）。

 

 

 

核心技术

SC-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，但性能逊于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射终端的峰均功率比、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一个主要原因。其特点还包括频谱带宽分配灵活、子载波序列固定、采用循环前缀对抗多径衰落和可变的传输时间间隔等

 

OFDM技术

OFDM技术LTE系统的主要特点，它的基本思想是把高速数据流分散到多个正交的子载波上传输，从而使子载波上的符号速率大大降低，符号持续时间大大加长，因而对时延扩展有较强的抵抗力，减小了符号间干扰的影响。通常在OFDM符号前加入保护间隔，只要保护问隔大于信道的时延扩展则可以完全消除符号间干扰ISI。

 

 

MIMO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或（阵判天线）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。通过这些并行空问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。

 

高阶调制技术

LTE在下行方向采用QPSK、16QAM和64QAM，在上行方向采用QPSK和16删。高峰值传送速率是LTE下行链路需要解决的主要问题。为了实现系统下行100Mb/s峰值速率的目标，在3G原有的QPSK、16QAM基础上，LTE系统增加了64QAM高阶调制。

 

FDD-LTE

FDD（频分双工）是该技术支援的两种双工模式之一，应用FDD式的LTE即为FDD-LTE。由于无线技术的差异使用频段的不同以及各 个厂家的利益等因素，FDD-LTE的标准化与产业发展都领先于TDD-LTE。FDD模式的特点是在分离（上下行频率间隔190MHz）的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保证频段来分离接收和传送信道。 [9] 

FDD模式的优点是采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率，即在每2 x 5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换（互联网）工作时，频谱利用率则大大降低（由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40%）。 在这点上，TDD模式有着FDD无法比拟的优势。