LTE：更優(yōu)化的無線通信技術(shù)

LTE項(xiàng)目是3G的演進(jìn)，它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在20MHz頻譜帶寬下，能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。

與3G技術(shù)相比，LTE的優(yōu)勢十分明顯。例如在通信速率方面，有了很大提高，下行峰值速率達(dá)到100Mbps、上行達(dá)到50Mbps。同時(shí)，頻譜效率有了很大提高，下行達(dá)到R6HSDPA的3~4倍，上行達(dá)到R6HSUPA的2~3倍。LTE還首次完整實(shí)現(xiàn)了以分組域業(yè)務(wù)為主要目標(biāo)，系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。另外在QoS保證方面，LTE通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的QoS機(jī)制，保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(如VoIP)的服務(wù)質(zhì)量。LTE還支持系統(tǒng)部署靈活，能夠支持1.25MHz~20MHz間的多種系統(tǒng)帶寬，并支持“paired”和“un－paired”的頻譜分配，保證了將來在系統(tǒng)部署上的靈活性。為了降低無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，LTE的子幀長度為0.5ms和0.675ms，解決了向下兼容的問題并降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。由于LTE增加了小區(qū)邊界比特速率，在保持目前基站位置不變的情況下增加小區(qū)邊界比特速率。此外，LTE還強(qiáng)調(diào)向下兼容，即支持已有的3G系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。

LTE的核心技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面。

在物理層上下行傳輸方面，下行的多址方式為正交頻分多址（OFDMA），上行為基于正交頻分復(fù)用（OFDM）傳輸技術(shù)的單載波頻分多址（SC-FDMA）。SC-FDMA為單載波傳輸技術(shù)，其特點(diǎn)為低峰均比，子載波間隔為15kHz。這兩種技術(shù)都能較好地支持頻率選擇性調(diào)度。

在幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，LTE的上下行幀長都為10ms，分成20個(gè)時(shí)隙，10個(gè)子幀，最小物理資源塊為180kHz。下行為了同時(shí)支持廣播業(yè)務(wù)和單播業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)長循環(huán)前綴（CP）和短CP兩種類型。同時(shí)為了與時(shí)分雙工（TDD）系統(tǒng)共存，又分別為低碼速率時(shí)分雙工（LCR-TDD）和高碼速率時(shí)分雙工（HCR-TDD）設(shè)計(jì)了相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)。

LTE還采用了小區(qū)間干擾控制技術(shù)。采用小區(qū)間干擾控制技術(shù)的目的為提高用戶在小區(qū)邊緣的信息傳輸速率。主要的多小區(qū)干擾補(bǔ)償技術(shù)有：干擾隨機(jī)化技術(shù)、干擾抵消技術(shù)和多小區(qū)干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。

在小區(qū)搜索技術(shù)方面，考慮到小區(qū)搜索的復(fù)雜性，LTE傾向采用主同步信道進(jìn)行小區(qū)同步，輔同步信道進(jìn)行小區(qū)標(biāo)志（ID）的檢測。在主同步信道采用公共的導(dǎo)頻序列，而在輔同步信道上各小區(qū)采用不同的導(dǎo)頻序列。其中，在小區(qū)導(dǎo)頻序列的設(shè)計(jì)中，序列必須兼顧性能和復(fù)雜度要求。

LTE還采用了隨機(jī)接入技術(shù)。隨機(jī)接入中主要分為非同步的隨機(jī)接入和同步的隨機(jī)接入。在非同步的隨機(jī)接入中，為了提高基站對用戶接入的控制效率，傾向于在用戶的簽名序列中隱含用戶的消息比特。在小區(qū)覆蓋大小的考慮上，對于大區(qū)的覆蓋討論集中在采用更長的碼還是簡單的短碼重復(fù)。最后從復(fù)雜度和對頻偏的抵抗性考慮，LTE傾向采用后者的方案。對于同步的隨機(jī)接入，目前的討論還不是很多。

基于上述新技術(shù)的采用，使得LTE得到了越來越多運(yùn)營商的認(rèn)可。包括中國移動(dòng)、英國沃達(dá)豐、日本NTTDoCoMo、美國AT&T和Verizon等世界主要電信運(yùn)營商已經(jīng)決定采用LTE技術(shù)。因此可以認(rèn)為，LTE在后3G時(shí)代也將延續(xù)2G時(shí)期GSM的主流地位。