LTE关键技术（精选十篇）
LTE关键技术 篇1
关键词：LTE,OFDM,信道编码,MIMO
1 概述
伴随着互联网技术的发展, 及时方便地享用宽带接入服务已成为越来越多用户的需求, 而移动宽带技术将成为实现这一需求的首选途径。目前, 全球宽带用户总数急剧增加, 其中超半数是移动宽带用户, 这就对现有的移动通信网络提出了更加苛刻的要求:更高的峰值速率、更低的时延、更高的频谱利用率和灵活性以及更高的系统容量。为了实现降低成本和提高性能的目标, 3GPP在众多国内外大型运营商的提倡下于2004年将UTRAN的长期演进LTE (Long Term Evolution) 计划正式批准立项。LTE相对于3G技术, 名为“演进”, 实为“革命”, 它甚至可以被看作准4G技术。
2 LTE的主要性能指标
3GPP启动的LTE项目的主要性能目标包括:
(1) 通信速率的提高。在20MHz频谱带宽下, 下行峰值速率可达到100Mbit/s, 上行达到50Mbit/s。
(2) 频谱效率的增强。下行链路为5bit/s/Hz, 是R6 HSDPA的3～4倍;上行链路为2.5bit/s/Hz, 是R6 HSUPA的2～3倍。
(3) 系统部署更加灵活。能够支持1.4～20MHz间的多种系统带宽, 并支持成对和非成对的频谱分配, 保证将来在系统部署上的灵活性。
(4) 系统延迟更低。用户平面内部单向传输时延低于5ms;在控制面上, 用户从空闲状态到连接状态的延迟小于100ms。
(5) 在保持目前3G基站位置不变的情况下, 小区边界比特速率更高。如MBMS (多媒体广播和组播业务) 在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。
(6) 支持与现有的3GPP和非3GPP系统的互操作, 支持增强型的MBMS业务。
概括来说, 与3G相比, LTE更具技术优势, 具体表现为高数据速率、低延迟、分组传送、广域覆盖和向下兼容。
3 LTE的关键技术
3.1 正交频分复用技术 (OFDM)
近几年来, 在新一代宽带无线通信系统中, OFDM技术逐步取代单载波扩频技术成为主流的发送技术。其主要思想是将信道分成若干正交子信道, 将高速数据信号转换成并行的低速子数据流, 调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开, 这样可以减少子信道之间的相互干扰 (ICI) 。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽, 因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落, 从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分, 信道均衡变得相对容易。
OFDM具有频谱效率高、带宽扩展性强、抗多径衰落等优点, 同时可以在不同频带采用不同的调制编码方式以更好地适应信道的频率选择性。但是这种技术也有其内在的局限性, 主要表现在以下几方面:一是当独立调制的很多子载波连贯在一起使用时, OFDM信号具有非常高的峰均比 (PAPR) , 目前对应的解决技术有信号预失真技术、编码技术和扰码技术等;二是受同步误差影响较大, 尤其对载波频率同步误差敏感;三是OFDM系统虽然保证了小区内用户间的正交性, 但无法实现自然的小区间多址, 系统将面临严重的小区间干扰, 可能的解决方案包括跳频OFDMA、加扰、小区间频域协调、干扰消除等。
在CDMA与OFDM之间, LTE最终选择传统的基于CP的OFDMA技术作为下行多址技术。为实现低PAPR的上行传输, LTE采用SC-FDMA作为上行多址技术, 具体采用集中式的DFT-S-OFDM技术来实现, 该技术是在OFDM的IFFT调制之前对信号进行DFT扩展, 这样系统发射的是时域信号, 从而可以避免OFDM系统发送频域信号带来的PAPR问题。
3.2 调制与编码技术
LTE上行链路与下行链路都支持QPSK、16QAM和64QAM三种调制技术。具体来讲, 下行链路采用的调制方式包括:PDSCH (物理下行共享信道) 和PMCH (物理多播信道) 采用QPSK、16QAM和64QAM调制;PBCH (主广播信道) 、PCFICH (物理控制格式指示信道) 、PDCCH (物理下行控制信道) 采用QPSK调制;PHICH (物理HARQ指示信道) 采用BPSK调制。上行链路采用的调制方式包括:PUSCH (物理上行共享信道) 采用QPSK、16QAM和64QAM调制;PUCCH (物理上行控制通道) 采用BPSK和QPSK调制。其中BPSK技术可以进一步降低DFT-S-OFDM的峰均比。此外, 可以通过频域滤波 (Spectrum Shaping) 、选择性映射 (SLM) 、部分传输序列 (PTS) 等技术进一步降低系统峰均比。
在信道编码的选择上, 考虑到误块率性能不下降, 编码具有分段灵活性、支持存储器的无冲突访问和并行译码, 良好的扩展性, 支持优化的增量冗余HARQ操作及复杂度的增加控制在可以接受的水平等因素, 最终采用R6 Turbo码作为母码, 并在此基础上进行一系列改进, 主要包括使用无冲突的内交织器, 对较大的编码块 (>6144bit) 进行分段译码等。
3.3 多天线技术
MIMO技术是指发送机和接收机同时采用多个天线。通常情况下多天线带来的多径传播效应会恶化无线通信的质量, 但MIMO技术正是利用多径传播来改善无线通信的传输, 其目的是在发送天线与接收天线之间建立多路通道, 在不增加带宽的情况下, 成倍改善UE的通信质量或提高通信效率。根据实现目的和方式的不同, MIMO技术可以分为空间复用、传输分集、波束赋形等类型。MIMO技术的引入会大幅提升频谱效率, 降低每比特成本, 进而优化服务质量, 改善系统覆盖, 优化小区边缘用户的吞吐率, 降低基站建设和维护成本。
LTE系统中, MIMO的关键过程与技术包括空间复用、空分多址、预编码、秩自适应和空时发送分集等。如果所有空分复用 (SDM) 数据流都用于一个UE, 则称为SU-MIMO, 如果将多个SDM数据流用于多个UE, 则称为MU-MIMO。
为了满足LTE在高数据率和高系统容量方面的需求, LTE系统支持下行应用MIMO技术, 包括空间复用、传输分集和波束赋形。与下行相同, 为了满足E-UTRA的需求, LTE系统支持上行应用MIMO技术, 包括空间复用和传输分集。LTE中应用MIMO技术最基本的多天线技术配置是下行采用双发双收的2*2天线配置, 上行采用单发双收的1*2天线配置。现阶段考虑的最高要求是下行链路MIMO和天线分集支持四发四收的4*4的天线配置或者四发双收的4*2天线配置。
4 结语
LTE系统在充分继承现有技术的基础上, 通过引入一些全新的技术思路和系统设计, 大大提高了系统的通信能力, 基本满足了人们现阶段移动通信要求。事实上, LTE的进一步演进LTE-Advanced标准已经经过ITU-R重庆会议的审议, 成为4G国际标准之一。随着技术的进步, 更多的新技术会加入进来, 无线通信技术将迎来飞速发展的新时期。
参考文献
[1]沈嘉等.3GPP长期演进 (LTE) 技术原理与系统设计[M].北京:人民邮电出版社, 2008
LTE关键技术 篇2
TD―LTE即Time Division Long Term Evolution，翻译为中文为“分时长期演进”，它是新一代的移动通信网络技信，也是由阿尔卡特朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动多家公司共同开发的第四代移动通信技术，此技术一经推出，就显现出了强大的市场优势，被普遍应用于全国的电信行业中。TD―LTE通信技术开发主要经历了三个阶段：第一阶段是2009年到2010年，技术在北京完成比较完备系统的技术验证；第二阶段是2010年上海世博会期间，TD―LTE示范网建成并投入使用，TD―LTE的产业链的初步具备端到产品能力得到了体现。第三阶段，2011年至今，工信部开始打遭TD―LTE产业链和终端产品，籽TDLTE技术推向市场，开始了商业化运作进程。正是由于TD―LTE显现出了较强的市场潜力，因此，应加深对这一技术的研究、探讨与规划。
二、TD―LTE无线网络规划原则
1、分片连续覆盖
TD―LTE的使用主要是考虑其覆盖的区域与能够承接业务的容量。其覆盖区域的设定要考虑已有的网络站点的分布，整合使用配套原有电信资源，业务容量要尽量满足初期用户需求，信号的覆盖也要达到试商用要求的指标。
2、20M带宽同频组网
TD―LTE可以使用的频谱主要包括三部分，第一部分主要适用于室外，是与TD―SCDMA共用的F频段1880MHz～1915MHz；第二部分是2。6GHz独立使用的D频段2580MHz～2620MHz；第三部分是适用于室内使用的E频段2350MHz～2370MHz。通过对各个频段进行研究，最终得出同频组网谱效率是最高的，与异频组网相比，上行频谱效率高出44%，下行频谱效率高出50%。
3、确定用户的分布与覆盖
用户的分布与覆盖要借鉴2G和3G的数据业务的开展经验，利用这两项业务的特点，结合基本的网络指标要求进行建模，将公共信道的覆盖区域确定下来，再借助于对用户能够接受的不同业务类型进行分析，得出最切合实际的覆盖和容量规划方案。
三、TD―LTE无线网络规划关键因素影响分析
3。1 TD―LTE无线网覆盖规划设置分析
3。1。1 设备发射功率对覆盖的影响
常用的带苋配置方案中，1。4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15MHz和20MHz这6种都可以用于TD―LTE系统实现中。但是，在利用建设TD―LTE网络时，为了赢得市场，提高频谱效率和网络性能，会选择的方案至少达到10MHz，而当下的网络都在采用的多为20 MHz的带宽配置方案，那么基站的发射功率会达到40 w（46dBm）。
在网络的建设过程中，基站设备的发射功率越大，其幅射范围越大，技术的使用效果更好。但是由于TD―LTE网络采用的是同频组网方式，因此，设备的发射频率应适当，如果过大，反而会因附近基站的彼此影响，使网络的覆盖区域与容量下降，适得其反。所以，基站的发射功率在地理位置较小的范围内，不宜太大。
3。1。2 区域内的用户数量对覆盖的影响
区域内的用户数量会影响到TD―LTE技术网络的`性能，通常网络的容量越大越好，但是，容量越大，其投入的成本也就越大，网络规划时，一定要找到容量设置与资本投入的最佳平衡点，才能满足小区用户系统的负荷要求，当小区内用户数量有一定增加时，也不会对小区的网络使用性能产生过大的影响。例如传输速度不会下降明显，干扰水平不会太高等。
3。1。3 RB配置对覆盖的影响
RB是指网络系统为业务信息分配的资源单元，一个RB包含数量不定的RE（资源单元），包含12个频域上的子载波和时域上一个slot周期构成。它是用来描述物理信道到资源单元的映射。不同的网络会根据性能要求对RB进行配置。RB配置会对下行覆盖性能与上行覆盖性能产生影响。在TD―LTE系统中，基站设备的发射功率在RB是均匀分配的，由于RB的配置数量与有效全面幅射功率（EIRP）成正比的，与下行信道的底噪也是成正比的，那么，可以通过提高RB数量来提高EIRP，小区的覆盖半径也会增加。同样，RB配置数量增加也会使下行信道的底噪提升，如此一来，小区的覆盖半径就不会扩大了。而RB配置数量的增加会引起上行信道的底噪提升，但是，终端的最大发射率会受有上限限制，如果设备已经是最大发射功率的，那么，RB配置数量的增加就会减小覆盖半径。
3。1。4 GP（保护间隔）配置对覆盖的影响
分析GP配置对覆盖的影响，首先要了解TD―LTE系统无线帧的组成。无线帧可以分为两个半帧，每个半帧由4个普通帧和1个特殊帧组成，4个普通帧和1个特殊帧的长度都是1ms。
特殊帧由UpPTS、GP、DwPTS三个时隙组成，其中GP为特殊时隙内上下行转换点保护间隔。
小区覆盖距离与GP之间的关系如下所示：
R=C×GP/2
其中R为小区覆盖半径；
LTE关键技术 篇3
摘 要：为进一步提升4G网络技术与服务水平，文章针对4G-LTE关键技术进行分析，从其主要概念与优势出发，并研究其现阶段在通信服务中的实际应用，希望与广大专家、学者共同分析探讨。
关键词：4G-LTE；应用；关键技术
中图分类号：TN828.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）17-0070-01
随着4G网络服务的不断推广与普及，人们对4G 通信网络的需求日益提升，可见，4G网络具有十分开阔的应用前景。在通信行业的发展过程中，3G网络建设已经处于相对成熟、稳定并且普及的阶段，其实际经验的参考与借鉴有助于来加强4G 网络的发展和实际应用水平[1-2]。鉴于在4G网络方面所取得的成就，通信行业4G 网络技术的深入研究与投入建设呈欣欣向荣之势。
1 4G-LTE的基本概念
4G-LTE主要包括了TD-LTE以及FDD-LTE等LTE 网络制式范畴，属于通信网络技术新概念，现阶段其技术研究与应用正处于高速发展的水平。从用户的需求来看，4G-LTE可达到基本满足用户对无线网络服务要求的目的，无论是其应用速率还是通信质量等各方面，均比3G网络系统应用效果好。3G网络系统施以2 MHZ的宽带频率为载体开展具体工作的，但其实质速率无法与理论上的理想速率相匹配；其次，3G网络系统无法实现动态范围的多速率目的，使得人们无法在移动网络上获取更高层次的体验。针对3G网络系统的固有缺陷，4G-LTE以取长补短的形式出现，首先继承了3G网络的稳固基础，并在此基础上弥补了3G网络系统的缺陷[3-4]。4G-LTE技术不仅在联网以及通话时间上取得更为显著的优势，其网间数据传输速率大幅提升，且在很大程度上解决了通信数据丢失的老大难问题，在蜂窝数据覆盖上也达到了较好的改进效果。此外，4G时代具有较大的传输宽带和数据容量，可达到提高不同通信系统之间通话质量的目的；且4G-LTE 在速率快的基础上实现了更为简便灵活的计费方式，服务价格低廉，更好地满足了用户对网络通信各方面的需求。
2 4G-LTE的关键技术分析
其关键的技术主要包括：智能天线技术、正交频分复用及时以及软件无线电技术，具体分析如下。
2.1 智能天线技术
智能天线以自适应天线为发展基础，构成了自适应天线阵列，可在加权条件下达到合成多个天线接收信号的效果，以使信噪比大幅提升处于最大水平。在智能天线的构成中，除了上述提到的自适应天线阵列外，还包含了可变天线阵列、多天线，即在波束之间，不存在切换的多波束情况。从优势方面看，智能天线的主要特点在于它的天线阵列，这种特征的天线阵列不仅有助于促进较高的天线增益发展，并且可达到提供相应倍数的分集增益目的。
2.2 正交频分复用技术
正交频分复用技术，即OFDM技术，它属于多载波调制技术的一种，从下阶段的发展趋势看，其有着相对良好的应用前景。随着4G-LTE 的普及，正交频分复用技术的实际应用领域不断拓宽，但其主要应用领域在于ETSI标准的数字音频广播DAB、高清晰度电视HDTV、无线局域网WLAN以及非对称的数字用户环路ADSL等通信系统和广播音频领域。从功能方面看，正交频分复用具有在无线网络条件下达到高速传输数据目的的优势，它能到到通信道的控制效果，使通信到分成若干个子信道，如此原信道的带宽被分化，成为包含多个子信道的带宽；在此基础上，高速数据信号被转为许多并行的低速子数据流，使其在子信道上传播，从而实现信道均衡。
2.3 软件无线电技术
软件无线电技术属于传统的“纯硬件无线电技术”的改进技术，其主要通过利用现代高科技软件从而实现“纯硬件电路”的操纵以及控制，是通信领域中的第三次革命。在模拟通信、数字通信、固定通信以及现阶段十分普及的移动通信等通信革命的时代背景下，许多设备所主打的通信功能通常对硬件具有极高的依赖水平，容易造成技术发展局限的局面。
但软件无线电技术则打破了这一看似稳定的技术模式，作为通信领域的第三次革命，软件无线电技术体系以软件为关键核心，以硬件为主要运作平台，通过将数字信号处理技术作为发展要点，在天线极短距离的条件下实现了模拟信号数字化。
从其发展的实际效应上看，软件无线电技术的开发除了颠覆硬件无线电技术的传统地位，同时为系统升级提供了便利，且从服务上看为用户达到了大幅节省开支的效果。
2.4 G-LTE的实际应用解析
4G-LTE 具有十分广泛的应用领域，从其发展前景看来，其技术的研发与扩展仍存在巨大潜力。现阶段的4G-LTE技术主要应用于载波聚合上，同时在扩大TD-LTE深度覆盖范围方面也具有较为重要的应用地位。
载波聚合主要在移动通信领域以LTE-A（LTE-Advanced）联合 CA（CarrierAggregation）的途径，即通过载波聚合技术应用于实践中。载波聚合主要旨在以增加传输宽带的途径从而达到提高传送速率的目的。根据所有成员载波使用频段的区别可主要讲载波聚合技术分为三个不同的类型：
首先，是处于同一频段内，并且具有频率相邻特征的类型；
其次，是处于同一频段内，然而不具备相邻属性的类型；
另外，是处于跨频段的类型。
目前中国移动主导了多项TDD 载波聚合的国际标准，在多个地区已经完成了载波聚合技术的现网试验工作，在其运行过程中取得了预期效果，并在调查中获得用户的良好反馈。
一般来说，TD-LTE的基站覆盖能力比较差，其主要原因在于制式和频段存在一定程度的差异；我们知道，TD-LTE的室外覆盖存在包括盲区、弱覆盖等在内的若干矛盾，尤其在室内其弱覆盖矛盾更为显著。
而4G-LTE技术的广泛应用则能在很大程度上有效解决该矛盾：
首先，4G-LTE技术与传统使用宏基站的解决办法不同，它从利用Relay技术的4G信号覆盖功能途径出发达到了增强信号的室外覆盖效果，且在此基础上以 SmallCell 技术的 LTE 大网自动双向切换技术为依托实现增强信号的室内覆盖效果，极大程度上完成了扩大TD-LTE深度覆盖范围的目的，且投资成本地，对选址要求不大。
3 结 语
综上所述，4G-LTE技术处于第三代通信系统技术的发展基础上，其不仅弥补了原有通信系统的各类矛盾与不足，同时也为现代化社会的通信领域技术进步与服务发展做出了重要贡献。4G-LTE具有巨大的发展潜力，获得用户的喜爱与支持，因此，对与4G-LTE技术与实际应用的研究与开发将永不止步。
参考文献：
[1] 邵建，韦庞.4GLTE的關键技术及其现网实践[J].移动通信，2015，（3）.
[2] 杜海鹏，郑庆华，张未展，等.一种面向4GLTE网络的丢包区分算法[J].计 算机研究与发展，2015，（12）.
[3] 陈俊峰.浅谈4G-LTE技术及其应用前景[J].通讯世界，2014，（24）.
LTE关键技术及其发展趋势研究 篇4
综合分析LTE技术的发展要求, 其需要实现的技术目标具有以下几个方面。
(1) 提供更高的无线传输速率。当前的3G无线通信技术的峰值数据传输速率只有几十兆, 而LTE技术所能够实现的数据传输速率要求可以达到下行100Mbit/s, 上行50Mbit/s, 是现有3G无线通信技术的二到四倍。且LTE技术要求在小区覆盖范围内的数据传输速率处于同一水平和状态, 在小区边缘的数据传输速率不能出现明显下降。
(2) 小区容量显著提高。LTE无线通信要求小区容量是现有R6协议版本的三到四倍, 而边缘容量要保证高于R6版本的两倍。
(3) 显著降低时延。时延是制约通信速率和质量的主要因素之一。在LTE通信标准中用户平面的时延应控制在5ms内, 控制平面的时延应控制在100ms内。
(4) 显著降低使用成本。LTE技术是一种长期演进的平滑过渡技术, 也就是说LTE技术可在现有的3G技术的基础上实现共存, 可与3G通信标准兼容, 实现平滑过渡, 这就降低了无线通信网络升级所带来的成本压力, 降低用户的使用成本和运营商的维护升级成本。
2 LTE中的关键技术分析
2.1 OFDM和SC-FDMA技术
为在有限的带宽内传输更多的信息容量, LTE通信标准中选用了OFDM技术和SC-FDMA技术作为调制技术。其中, OFDM技术应用于下行通信中, 可保证同一小区内的不同用户间不会产生相互干扰;SC-FDMA技术应用于上行通信中, 是一种特定优化的OFDMA技术, 该技术具有更低的峰均比, 可提高用户终端在上行通信中的功放利用效果。
OFDM技术可以应用多个正交子载波对高速数据流进行分流, 从而降低相同数据量需要的传输速率, 增大单个符号的传输时间, 这就可以有效增强LTE系统的抗干扰能力, 减小通信数据之间的相互干扰。若在LTE通信协议中添加适当的保护间隔、导频序列或循环前缀等, 则很容易实现符号间干扰ISI的完全消除。
2.2 MIMO技术
MIMO技术在无线信号发送端和接收端分别采用多天线技术组成多通道, 可以对接收到的空时编码进行解码, 由于各发射天线的信道相互独立, 不同信道内可以分别独立地进行数据传输, 若配合OFDM技术则可以极大地提升无线系统的数据传输速率。此外, 当发射功率和信号带宽一定时, MIMO系统的容量上限与天线的个数成正比, 也就是增加天线数量可以有效提升系统的通信容量, 这个特性对于有限频谱内的数据通信来说是具有非常突出的使用优势的。
LTE技术中所使用的MIMO技术模型通常为下行2×2, 上行1×2个天线, 当然, 其他天线配置方案也是可以考虑的, 但是最多为4×4。
2.3 高阶调制技术
使用高阶调制技术也是LTE中的关键技术之一。在LTE技术中的下行通信中采用了QPSK、16QAM以及64QAM等调制方式, 上行通信则采用了QPSK、16QAM等调制方式, 这种高阶调制方式可以有效提升单位时间内的符号传输率, 保证系统达到预期的传输速率要求。特别是64QAM调制方式, 是LTE系统在3G技术基础上应用的更高阶调制技术, 该调制技术可以将信道利用率提升60%。
2.4 HARQ技术
LTE技术采用了自适应编码和HARQ技术, 这两种技术可以同现有3G通信系统进行兼容, 还能够有效提升数据的传输控制效果, 降低信道时变特性对LTE通信的影响。但是不同之处在于LTE系统中的下行通信中采用异步自适应HARQ技术, 上行通信中采用同步HARQ技术。
其中, 下行HARQ技术可以利用e NB对信道中的传输数据帧进行控制, 控制端根据用户终端在e NB发送子帧后的返回指示确定物理信道传输的HARQ流程数和是否需要重新进行数据传输, 而下行通信特性则决定了下行通信的HARQ工作方式为异步式。
上行HARQ技术则根据通信业务分为普通模式和子帧捆绑模式。前者用于单子帧的数据操作, 后者用于Vo IP业务的操作, 因此, 两种技术的工作模式所使用的HARQ流程数也是不同的, 前者为8, 后者为4。
2.5 网络扁平化技术
LTE系统支持高速数据通信, 为满足这种通信需求在数据传输中必须尽量减少相关处理过程的时延, 这就需要应用到扁平化网络架构技术, 该技术将网络结构分为e NB、MME以及SGW/PGW三部分。原通信系统中的RNC所需要承载的功能就被分散到上述三部分中完成。该技术的应用虽然使得LTE通信系统无法支持软切换功能, 但是很大程度上降低了网络节点的处理时延, 提升了系统通信速率。
3 LTE发展趋势
基于LTE技术的物联网技术分析 篇5
【摘要】受限于现有的通信技术，物联网在网络部署、应用领域等方面的发展都受到了一定的阻碍，随着LTE技术的提出和应用，制约物联网发展的瓶颈被消除，建立端到端的物联网体系成为可能。本文分析了LTE系统的系统特性和物联网的应用领域，进而对基于LTE技术的物联网技术进行了分析和研究。
【关键词】通信技术：物联网：LTE；应用领域
【中图分类号】TN929.5 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0092-01
传统的移动通信网络主要用于解决人与人之间的互联问题，而物联网的出现则是用于解决物与物之间的互联问题。当物联网技术应用移动通信技术进行实践和拓展时，物联网的应用领域和部署范围将得到极大的扩展，同时实现终端之间、终端与后台之间的协同工作。
1 LTE系统
LTE是一种长期演进技术，该技术可支持更多系统带宽下的网络部署，其空间信号覆盖范围和传输速率相较于3G技术而言，提高了数倍甚至是数十倍。通常20MHz带宽下，应用LTE技术能够实现上行50Mbps，下行lOOMbps的通信速率，且该移动通信技术对高速移动环境下的通信同样具有较好的支持性。
LTE系统中的关键技术有两个，分别为OFDM技术和MIMO技术。OFDM技术在频域范围内将通信信道分为多个相互正交的子信道，应用这些子信道同时对通信数据进行传输，同样多的数据可被并行编码为多个低速的子数据流，在子信道内进行调制和传输，这样，同样多数据所需的传输时间就被压缩到子信道个数分之一。应用OFDM技术极大的提高了数据传输速率，在高速、大容量数据传输方面具有非常强的竞争优势。MIMO技术则是在通信系统的发送端和接收端同时应用多根天线对信号进行接收，可以获得更高的通信容量和频谱利用率。
2 物联网
物联网是应用传感器件将物品按照一定的通信协议连接起来进行通信或者信息交换，以实现对物品的定位、应用、管理等功能的一种特殊网络。其实质就是应用射频技术通过互联网对物品进行管理。
物联网的应用范围非常广泛，可用于智能交通、智能家居、个人健康、公共管理等多个领域。其将整个人类社会与先进的信息技术进行了整合，运用强大的传感器技术、通信技术、计算机技术对物联网内的接人物品进行实时管理和控制，进而提高资源和物品的利用率，改善人们生活环境，增进人与自然之间的关系。物联网的关键技术有以下三部分：传感器技术、网络通信技术以及计算机处理与服务技术。
2.1传感器技术
传感器技术是物联网构成的基础，应用该技术可以实现物理世界的事物属性的数字化和信息化转换，以便于后续数据传输和信息分析。传感器技术主要包含两方面技术，一方面是传感技术，一方面是识别技术。其中传感技术是将大量的传感器组成多跳自组织传感器网络，在该网络覆盖范围内对对象进行感知；识别技术将已感知到的对象进行统一标识，对其特征、位置等进行识别。
2.2网络通信技术
该技术主要是指应用一种统一的网络协议来提高物联网的适用性，同时对物联网终端与控制端之间的海量数据传输进行支持。该技术一方面涉及感知终端与骨干网络的接入通信，另一方面涉及基于互联网的数据通信。其中感知终端与骨干网络的接入可以通过移动通信网络实现，但是目前应用的移动通信网络，如WCDMA、TD-SCDMA等，在网络容量、传输速率、通信协议等方面还无法完全满足物联网的通信要求。
2.3计算机处理与服务技术
物联网会产生海量的数据信息，对这些信息的处理将成为物联网技术中所需面对的重大挑战之一。传统的计算机处理与服务技术必然为成为制约物联网发展的主要瓶颈之一，为解决该问题，必须发展基于通信网络的云计算技术，应用该技术中强大的数据处理、数据存储、并行处理、数据挖掘等技术为物联网中产生的海量数据信息提供高效支撑。
不难看出，当前时期的物联网发展无论在传感器层面、通信层面还是信息处理层面均存在诸多限制因素。物联网技术若想得到更好的发展，必须应用先进的信息技术手段对这些限制因素进行解决。在通信层面，LTE技术的成熟及应用使得物联网中的海量数据通信成为可能。下面着重就LTE技术对物联网的推动作用进行分析。
3 基于LTE技术的物联网技术
物联网的数据通信特性为小包、高频次，类似于当前的微信通信方式，属于一种实时在线业务，故其需要与基站之间产生大量的通信，很容易造成信令风暴，在传统的网络通信方式下，该问题很难解决，依托LTE技术，则相对而言，物联网技术更易实现。
在基于LTE系统的物联网架构方面，物联网首先将传感层中的大量传感器和控制机进行网络自组建叠加，利用其使用的诸如FRID技术构成小范围局域网，然后在网络层中以LTE通信网络作为网关接人，将自组织网络采集到的大量通信数据通过LTE网络进行传输。此时，LTE技术中的OFDM技术和MIMO技术即可发挥核心作用，其将高速数据流进行低速编码，然后应用网络调度器等设备对无线网络资源进行动态配置，实现大容量、高速率物联网数据的发送和接收。在应用层，LTE技术的相干协议可以进一步对数据传输参数等进行调整和优化，以满足LTE通信标准。
在物联网的实时在线和系统配置方面，可以从LTE网络的核心网和接入网两个方面分别进行讨论。
在核心网层面，当LTE网络环境中的终端发起无线连接时，会通过NAS消息通知核心网并建立相应的QC[无线承载，但是LTE网络的核心网中不存在主动释放这种机制，即对无数据的连接进行主动释放，只能在接收到接入网的释放消息或者用户通知后才会进行释放。这种通信特性就确定了一旦物联网终端接入LTE无线通信网络，每个物联网终端都存在一个固定的可用的IP地址，核心网、UE的NAS层都会保持在ATrACH状态，以实现实时在线。
在接入网层面，3GPP定义的9cI可以再接入网层面实现参数的具体配置，物联网用户可通过接入网适配实现信道资源的共享，故应用LTE技术的物联网服务具有非常强的配置灵活度，其可通过无线网络协议达到资源的最优占用。在资源配置方面，LTE技术同样应用OFDM技术进行资源共享，应用层二调度器进行资源动态调度。按照协议标准，只要信令资源不被释放，物联网终端可维持长久在线状态。
需要说明的是，3GPP各版本协议中对诸如视频、语音等多种业务形态均有严格的定义，但是对物联网的业务形态还未进行标准定义。在长期研究的LTE技术中，若需要支持物联网服务则需要针对物联网业务形态中的数据特点和通信特点进行形态适配。
综上所述，LTE技术可以为物联网提供很好的通信支持，也能够很好的满足其发展需求，但是当前时期，应用LTE系统发展物联网服务还需要将LTE系统中的数据业务按照物联网的数据模型进行标准制定和优化才能够保证物联网业务的顺利开展和稳定运行，尤其是物联网业务形态中的小包、高频次、常在线特性需要得到9c[的支持。
总结
虽然基于LTE技术的物联网技术研究仍然处于初级阶段，但是随着信息技术的发展，物联网技术必然会得到广泛的应用，其通信技术瓶颈也会随着LTE技术的成熟而得到突破，发展LTE技术、物联网技术，同时融人大数据和云计算等技术，必然会促进经济和社会的飞速发展。
参考文献
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[3]韩滢，程刚，裴斐.LTE与物联网的融合现状和发展研究[J].移动通信，2012，36（19）
LTE关键技术 篇6
随着LTE系统的全面商业化, 由3GPP定义的第四代 (4G) 移动宽带系统的部署目前正在大规模进行中。这些系统基于2008年完成的LTE—3GPP Release 8。Release 8提供的下行链路和上行链路峰值速率分别高达300Mbps和75Mbps, 单向无线网络延迟小于5ms, 同时显著提升了频谱效率。LTE还提供频谱灵活性的广泛支持, 同时支持频分双工 (FDD) 和时分双工 (TDD) , 其目标是从早期的一系列3GPP技术实现平稳演进, 如时分同步码分多址接入 (TD-SCDMA) 和宽带CDMA (WCDMA) / 高速分组接入 (HSPA) 以及3GPP2技术如CDMA2000。
为了满足不断增长的需求, LTE无线接入技术不断发展。在2009年底完成的Release 9版本, 增加支持了广播 /多播服务, 定位服务, 增强紧急呼叫功能以及增强的下行双层波束赋形。
LTERelease10的一个重要目的则是确保LTE满足国际电信联盟 (ITU) [1,2]定义的先进的国际移动通信 (IMT-Advanced) 的要求, 这也是LTERelease10被称作LTE-Advanced的原因。
到目前为止, 为了应对市场需求的持续增长, LTE-A技术仍在持续的增强演进之中, 本文首先给出了LTE Release 8的简要概述, 接下来对LTE Release 10中引入的关键技术进行了介绍, 并展望分析了部分将来的演进方向及其面临的挑战。
二、LTE Release-8 简介
2004年底, 3GPP开始进行LTE的标准化工作, 与3G以CDMA技术为基础不同, 根据无线通信向宽带化方向发展的趋势, LTE采用了OFDM技术, 结合多天线和快速分组调度等设计理念, 形成了新的面向下一代移动通信系统的空中接口技术, 又称为3G演进型系统 (LTE) 。2008年初完成了LTE第一个版本的系统技术规范, 即Release 8。在LTE Release 8版本中, 采用20MHz的通信带宽, 空中接口的下行峰值速率超过300Mbit/s, 上行方向的峰值速率也超过了80MHz/s。
LTE以OFDM技术为基础, 根据上行和下行链路各自的特点, 在下行链路上用传统的OFDM, 在上行链路上用离散傅里叶变换扩频OFDM (DFTS-OFDM) 。DFTS-OFDM允许更高效功率放大器的操作, 从而较好的降低终端功耗。OFDM在下行链路上的应用与DFTS-OFDM在上行链路上的联合使用最大限度地减少了在接收端 (下行链路) , 以及在发送端 (上行链路) 的复杂性, 改善了终端的复杂性和功耗。
多天线 (MIMO) 技术是LTE系统提高吞吐量的一项关键技术, 根据天线部署形态和实际应用情况可以采用发射分集、空间复用和波束赋形3种不同的MIMO实现方案。例如, 对于大间距非相关天线阵列可以采用空间复用方案同时传输多个数据流, 实现很高的数据速率;对于小间距相关天线阵列, 可以采用波束赋形技术, 将天线波束指向用户, 减少用户间干扰。而发射分集更适合控制信道等需要更好的保证准确率的场景。LTE Release 8版本支持下行最多4天线的发送, 最大可以空间复用4个数据流的并行传输, 在20MHz带宽的情况下, 可以实现超过300Mbit/s的峰值速率。
在LTE中, 发射信号被组织到10个子帧构成的无线帧 (每个子帧持续时间为1ms) 中。每个下行链路子帧则由一至三个OFDM符号的控制区域用于控制来自基站到终端的发射信号, 剩余部分的则用于数据传输。每个子帧中的数据传输是由基站动态调度实现的。小区特定参考信号 (CS-RS) 也在每个下行链路子帧传输。这些参考信号用于终端的数据解调 (或UE) , 或者测量的目的。例如, 用于从终端发送到基站的信道状态信息 (CSI) 。
三、LTE-A 及其关键技术
作为LTE的演进, Release 10包括了Release 8/9的所有特性同时增加了一些新的技术, 最为重要的几项技术包括载波聚合 (CA) 、多天线增强 (eMIMO) 、多点协作 (CoMP) 、改进的异构网络增强以及中继 (Relay) 等技术, 这些技术将在接下来的章节里做具体讨论。LTE演进不是重新设计一个新的无线接入技术, 它最难能可贵的地方在于LTE演进高度的兼容性。Release 10终端可以连接到更早版本的网络, 与此同时Release 8/9的终端也可以连接到支持增强功能的网络。因此, UE可以首先使用Release 8网络, 并在之后需要的时候升级到Release 10的功能。事实上, 大多数的Release 10的功能可以被引入到网络作为简单的软件升级。另一方面, LTE–A较好的实现了IMT-Advanced所提出的1Gbps的下行速率要求, 表1给出了LTE/LTE-A以及IMT-Advanced对频谱效率的要求。
1、载波聚合
在LTE Release 8/9中, 一个UE只能由唯一的下行载波和的上行载波提供服务。LTE-A引入了载波聚合, 这使得在R10中, UE可以同时由多个载波提供服务, 接下来重点介绍下行链路中的载波聚合 (CA) 。
载波聚合的基本概念如图1所示。一个eNB可以管理多个分量载波。为了确保可以向下兼容至Release 8/9, 每个分量载波都会对应于Release 8/9中的载波, 因此分量载波的带宽可能高达20MHz。Release 8/9的UE不支持载波聚合, 每个UE会由eNB分配可用的分量载波中的一个。Release 10的UE在下行支持载波聚合, 可以同时利用5个分量载波, 因此UE的可用系统带宽会扩大到100MHz, 这将有力的提高UE的峰值性能。
Release 10中的载波聚合的设计非常灵活, 分量载波可能分布在不同的频带。图1给出了一个部署场景的案例, CC A是在900MHz频带上的一个5MHz带宽的载波, CC B是在2GHz频带上的一个10MHz带宽的载波。载波聚合的灵活设计使得运营商可以利用分散的频谱。
每个分量载波向后兼容Release 8/9小的区, 所以一个Release 10 UE可以同时由多个小区提供服务。这样将这些小区明确区分为一个Pcell和四个Scell。Pcell相当于Release 8/9中的服务小区。UE也可以使用由Pcell提供的无线网络临时标识 (C-RNTI) 和无线资源控制 (RRC) [3]来接入Scell。如果一个UE连接到网络, 就总有一个明确的Pcell。基于Pcell的无线链路测量可以用于故障检测和切换, 根据UE的容量需求和信道状况则可以经由RRC配置一个或多个Scell给特定的UE。不同的UE有不同的Pcell和Scell。如图1例中所示, UE A只有一个Pcell, 但是没有分配Scell, 这是因为它是Release 8/9 UE。UE B和C都有一个首选小区和一个次选小区, 但是两个UE的Pcell和Scell都不同。
在Release 10中, UE可能同时安排占用多个分量载波。为了在不同的分量载波上同时分配信号, 载波聚合提供两种不同的方案。一种是在相应的分量载波的物理下行控制信道 (PDCCH) 上分别发送分配信息。Release 10 UE支持载波聚合, 可以同时在不同的分量载波上接收多个PDCCH信息。在图1中, UE C分别在分量载波A和分量载波B上有数据分配。分量载波A上的数据分配经由分量载波A的PDCCH发送, 分量载波B上的数据分配经由分量载波B的PDCCH发送。跨载波调度提供了第二种可行方法:eNB在特定载波上经由另一个特定载波的PDCCH信息传送数据分配。图1中, UE B采用这种方法, 与UE C类似, UE B在分量载波A和分量载波B上也有数据分配, 但所有的数据分配经由分量载波A的PDCCH发送。信令信息中包含一个载波指示域, 用来指示相应的分量载波, 在跨载波调度中, 信令信息必须在Pcell的PDCCH上完成。
2、增强多天线
为了支持高维SU-MIMO (高达8*8MIMO) 并改善MU-MIMO的性能, Release 10引入了新的参考信号 (RS) 类型[4]。已有的三种RSs包括公共参考信号 (CRS) , 解调参考信号 (DM-RS) , 以及CSI-RS. (CSI为信道状态信息) 。CRS在Release 8/9下用于对CSI进行测量和解调, 同时也用于控制信道的解码与UE的接入过程。DM-RS在Release 9中被引入, 并在Release 10中被扩展以便能够在新的MIMO传输模式中支持rank 8的传输。在Release 10中还引入了CSI-RS, 它被用于在新的传输模式下对CSI进行测量。
其次, LTE-A采用了SU-MIMO和MU-MIMO之间的动态转换机制。通过使用DM-RS, eNB可以灵活的转换UE的MIMO运作模式, 并且不需要向UE发送预编码信息。MIMO模式切换机制有利于eNB快速的对信道及系统的变化进行响应, 例如数据流量的类型以及UE设备的数量。第三, 为了去减少反馈开销, 8发射天线采用了双码本结构, 其中一个码本用来获取宽带和长期信道信息与此同时, 另一个码本被用来获取频率选择性信道以及短期信道的信息。
3、中继
LTE Release 10同时也拓展了无线接入技术中的中继 (relay) 功能。通过中继, UE可以通过与宿主基站无线连接的relay与网络进行通信。宿主小区除了服务一到或多个relay节点外, 还直接为自己的UE提供服务。宿主与relay间的链路可能与relay与UE之间的链路工作在相同的频带上 (即带内中继) 或者工作在不同频带上 (带外中继) 。从UE角度而言, relay和普通的基站一样, 这对于relay的实施与实用至关重要, 这样也较好地保持了后向兼容性 (意即LTE Release 8/9的终端也可接入) [5]。本质上, relay是低功率的基站通过无线链路与网络相连, relay的一个主要优势在于它的无线回程特性, 因此它可以方便地提升小区的覆盖性能。
由于relay发送端会对自己的接收端产生干扰, 这给宿主到relay, relay到UE的同时传输带来困难, 除非发射信号和接收信号充分隔离。比如, 依靠特殊易分离的天线结构或者通过带外转发等方式。同样在relay处也不太可能同时接收来自UE以及宿主小区的信号。在Release 10中, 系统通过MBSFN子帧中relay到终端传输的间隙来实现由宿主到relay的传输, 如图2所示。在MBSFN子帧中, 前1或2个OFDM符号携带着特定小区的参考信号以及下行链路控制信息被传输出去, 剩余的MBSFN子帧则被用于从宿主到relay间的传输。相比于静默传输, 使用MBSFN子帧的好处相比那就是支持向后兼容Release 8, 9的UE。与使用了MBSFN子帧所获得的下行链路间隙类似, 同样需要建立relay到终端的传输间隔以使能relay到宿主的传输, 这可以通过在一些子帧中停止调度终端到relay的传输来实现。
因为relay需要在MBSFN子帧的第一部分发送特定小区参考信号, 所以relay不能收到来自宿主小区的正常控制信令。Release 10定义了新的控制信道来提供从宿主到relay的控制信令, 该控制信道可以被配置为与正常控制信令相同的方式来携带下行链路的调度分配以及上行链路的调度许可。分配是指在当前子帧中的数据, 许可则与下一个子帧的传输有关, 所以对之前控制信令的解码会很有益处。正因为这个原因, 在宿主到relay的传输中的第一部分用于下行链路的分配, 后一部分则用来传输上行链路许可。
4、多点协同
多点协同传输与接收 (CoMP) 涉及多种不同的技术, 这些技术的共同特点是可以在多个地理位置分离站址间实现动态的协同多点传输与 / 或接收, 这样可以提升系统性能以及终端用户的服务质量。CoMP有不同的特点鲜明的协调方案, 这些的方案涉及小区间动态协调调度和多站点间联合传输 / 接收等两种情况。在前一种情况下, 在很大程度上, 可以将CoMP看作是一种小区间干扰协调技术。在3GPP针对ITU的初步评估中, 多点协同技术也是唯一能在基站四天线配置条件下满足所有场景的需求指标的技术, 并同时明显改进上行和下行的系统性能。
以下行CoMP为例, CSI的反馈, 干扰测量的增强以及下行参考信号的增强等关键技术成为研究的重点。CSI的测量集合是从UE角度定义的, CSI反馈不必要与某个特定的小区ID绑定, 而应当是与CSI-RS资源相互绑定。UE专有的CSI-RS配置可以使小区ID对CoMP终端具有透明性, 还可以灵活支持多小区共享的场景。但是由于终端需要测量多个节点的CSI, 需要减小反馈开销和终端测量的复杂度, 对CSI的内容进行合理的压缩以及增加新的反馈模式是必要的, 尤其是反馈碰撞避免等问题。另一方面, 无论是上行还是下行CoMP, 较小的反馈延迟都至关重要。
5、异构网络干扰协调增强
在Release 10中, 3GPP定义了两种跨层干扰协调的机制, 一种是依赖于载波聚合的频域干扰协调技术, 另一种则通过时域的静默来避免跨层干扰协调。
基于CA的干扰协调主要思想是建立“受保护”的分量载波, 受扰层可以通过该分量载波可靠的接收下行物理信号、系统信息以及控制信道信息, 而数据则可以通过跨载波调度在任意配置的分量载波处接收。例如宏基站和pico联合布置的场景中, 宏基站通过在分量载波CCA处降低发射功率来使pico在CCA处的覆盖范围增大, 在CCB处则使用标准的发射功率, 对pico而言在CCA上就形成了相对的扩展区域 (CRE) , 这样在pico边缘的用户就可以在受保护的CCA上接收信息[6]。
基于几乎空白子帧 (ABS) 的干扰协调机制则是通过基站的静默来实现干扰协调。以Macro与pico场景为例, Macro基站通过配置ABS来保护CRE区域受到较强干扰的用户, 宏基站仅在ABS内传输CRS, 而Pico此时可以在受到较小干扰的情况下服务CRE区域的用户或者覆盖范围内的所有用户。在Macro与femto场景下则反之会由femto静默来保护受到干扰的macro UE。合理的配置CRE区域的RSRP偏置以及ABS的比例可以较好的同时兼顾小区的覆盖性能和容量性能。应当注意的是, 虽然宏基站在ABS帧内传输CRS信号较好的保证了后向兼容性, 但是CRS之间的干扰却不可避免成为之后演进中要解决的问题。
四、LTE-A 演进方向及其挑战
1、大规模 MIMO
大规模MIMO是一个新兴的技术, 比当前相比, 它大大提高了MIMO的数量级, 从而系统在相同的时频资源上使用的天线阵列天线可以同时服务于成百上千的终端。大规模MIMO基本的前提是在保证具有传统的MIMO优势的基础上具有更大的规模。总的来说, 大规模MIMO技术是未来宽带网络发展的前提, 它在更加节能、安全、稳健的同时可以更有效地使用频谱资源。因此, 可以说它是未来数字化社会中连接人与云物联网和其他网络设施的推动者。可以通过对大量的天线阵列进行不同的配置和部署形成大规模MIMO系统, 其中每个小体积高效能的天线单元都与光纤或电子数字总线相连。
大规模MIMO技术依赖于空间复用, 反过来又要求基站在上行链路和下行链路具有充分的信道信息。在上行链路中, 基站对每个终端的信道进行响应估计可以通过终端发送导频来完成。下行链路相对比较困难, 在之前的LTE版本下的MIMO中, UE可以通过基站发送的导频来估计信道响应, 并量化得到估计结果后反馈给基站。这至少在高速移动环境下的大规模MIMO系统中并不可行, 主要有以下两个原因, 首先最优的下行链路的导频应该在天线之间相互正交, 这意味着用于下行链路导频上的时频资源量巨大, 通常大规模MIMO系统需要比传统MIMO系统高达100倍以上的导频资源。第二, 每个UE需要反馈的信道响应信息数量也和基站天线数量成正比, 因此上行链路也需要高达100倍的信道响应开销[7]。
2、高密度异构网络
高密度异构网络最大的优势在于以更贴近用户的网络来提供前所未有的容量。相比于宏蜂窝它还具有以下优势:第一, 部署在异构网络的成本上比宏蜂窝要低许多, 与宏蜂窝相比不需要较大的维护开销。其次, 异构网络具有更高的能效, 因为他们可以通过智能控制和机会调度来降低能耗。小区处于休眠状态或激活状态取决于流量需求, 这样可以最小化能量需求和干扰。第三, 高密度异构网络可以通过无缝切换和智能的负载均衡机制为用户提供最佳的连接, 并通过无线拥塞控制和快速小区间负载均衡来增加系统的空间复用能力[8]。虽然许多小区在室内部署, 但它也可以为室外用户提供服务, 从而来获取较高的增益。
宏基站也可以采用类似的方法来改善性能, 例如分布式天线系统 (DASs) 中的射频拉远 (RRHs) 。DASs/RRHs可以覆盖由于障碍物干扰造成的盲区并提供额外的吞吐量增益。但在集中式网络中需要大量的大容量光纤来连接基站和RRHs, 对灵敏流量需求的快速适应能力也需要得到妥善解决。尽管类似, 高密度异构网络将采用分布式的方式, 允许每一个小区进行智能自组织协调。一方面这样极大的降低了网络中的操作维护开销, 但另一方面行之有效的自组织策略仍然需要充分的研究。
3、D2D 通信
D2D通信被认为是未来移动通信系统中很有前景的一门技术。在下一代网络中, 移动D2D技术可以和移动网络结合起来作为蜂窝系统的补充。根据频率的使用, D2D可分作两类:共信道D2D和专用信道D2D。在共信道频率D2D中, D2D的工作频率与UE和小区之间的工作频率一致, 它会对蜂窝移动系统产生严重干扰, 而且在用户设备具有移动性时干扰难以控制。另外, 大部分D2D的应用程序和服务需要较宽的频带来支持高数据传输率, 过高的数据传输率会因为UE和eNB之间的频带限制而难以达到的。
另一方面, 专用信道D2D采用和UE与小区间信道不同的频率。因为D2D和通讯服务使用额外的频率, D2D不会对蜂窝移动系统造成太大的干扰。同时, D2D可以在高频率时使用更加宽的波段以支持D2D服务的高数据传输率。在蜂窝移动系统中, 由于D2D一直是由网络控制或者由网络协助工作的, 所以UE中必须同时支持两个连接, 一个连接支持D2D服务, 另一个支持蜂窝网络。这两个连接的要求在目前的LTE环境下难以实现, 但是在新的体系结构和技术下并不困难。所以, 可以预见, 专用信道D2D将会是主要的D2D类型, 共信道D2D却也会被保留以支持后向兼容性。
双工方式的设计D2D面临的另一个重要问题。对于频分双工, 需要两个接收器和两发天线, 而且发射天线和接收天线之间应保持足够的距离, 将小尺寸这个特点融入用户设备具有一定难度。时分双工却有着额外的优势—即在同一频段的不同时隙实现上行链路和下行链路的传输与接收, 这正是为何大量D2D研究者目前都把重点集中在时分双工模型上的原因。根据预测, 5G网络中, 虽然时分双工和频分双工都支持D2D通讯, 但是考虑到低成本与低复杂度等优势, 还是会以时分双工类型D2D为主[9]。
五、总结
本文对LTE关键技术及其演进发展状况进行了综述, 首先对LTE Release 8的主要方面作了回顾, 接下来重点介绍了LTE-A相比于之前版本所作的改进, 包括载波聚合、增强多天线、中继、多点协同、异构网络下的干扰协调等关键技术, 并分析了其改进对之前版本的影响及解决方案。最后本文对LTE-A之后的演进方向中的大规模MIMO、高密度异构网络、D2D通信等热点研究方向进行了介绍, 指出了其实施所面临的挑战。相信无线通信技术的演进与革命性技术的出现将持续改善网络性能并为用户提供更优质的服务。
摘要：随着LTE的全面商业化, 持续增长的市场需求对移动通信网络提出了更高的要求。本文以LTE的演进路线为主要框架, 对其早期版本以及LTE-A中的关键技术进行了综述。相比于LTE, LTE-A通过载波聚合等技术极大的改善了用户容量并满足了IMT-Advanced对频谱效率的要求, 在更充分的利用了频谱资源与改善干扰性能的同时维持了较好的后向兼容性。LTE-A之后的演进方向和各项技术的持续增强将更好的与未来用户需求同步, 本文最后重点介绍了大规模MIMO、高密度异构网络以及D2D通信三项技术, 指出了其潜在的性能优势与实施中面临的挑战。
关键词：LTE,LTE-A,MIMO,载波聚合,异构网络
参考文献
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TD-LTE关键技术解析 篇7
1 LTE的网络结构:
3GPP LTE接入网在能够有效支持新的物理层传输技术的同时, 还需要满足低时延、低复杂度、低成本的要求。原有的网络结构显然已无法满足要求, 需要进行调整及演进。2006年3月3GPP初步确定了E-UTRAN的结构, 接入网主要由演进型Node B (e NB) 和接入网关 (a GW) 两部分构成, 这种结构类似于典型的IP宽带网络结构。a GW是一个边界节点, 若将其视为核心网的一部分, 则接入网主要由e NB一层构成。e NB不仅具有原来Node B的功能外, 还能完成原来RNC的大部分功能, 包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cell RRM等。Node B和Node B之间将采用网格 (Mesh) 方式直接互连, 这也是对原有UTRAN结构的重大修改。2006年6月到2007年6月为WI (Work Item) 阶段, 完成核心技术的规范工作。在2007年中期完成LTE相关标准制定 (3GPPR7) , 在2008年或2009年推出商用产品。经过3GPP组织的努力, LTE的系统框架大部分已经完成。
2 TD-LTE三大关键技术:
第一个就是基于TDD的双工技术。在TDD方式里面, TDD时间切换的双工方式是在一个帧结构中定义了它的双工过程。
在讨论TDD系统的同时要考虑FDD (频分双工) 系统, 在TDD/FDD双模中, LTE规范提供了技术和标准的共同性。我们还要注意到TDD和FDD的基本差异。首先是对频谱的需求不同, 收发射频工作方式不同。TDD设备需要进行频繁的收发转换开关, FDD则需隔离发送和接收通道的双工滤波器;TDD模式分配是时间间隔, FDD模式分配是频带。其次, TDD与FDD的上下行信道对称性不同, 将来的P2P (对等网络技术) 应用中会明显地感觉到这一差别。最后, 两种系统的同步要求不一样。通过TDD和FDD系统的差异比较, 使我们将来在系统关键参数设计时要进行整体考虑。
第二个关键技术是OFDM (正交频分复用技术) 。OFDM技术是LTE系统的技术基础与主要特点, OFDM系统参数设定对整个系统的性能会产生决定性的影响, 其中载波间隔又是OFDM系统的最基本参数, 经过理论分析与仿真比较最终确定为15k Hz。上下行的最小资源块为375k Hz, 也就是25个子载波宽度, 数据到资源块的映射方式可采用集中 (localized) 方式或离散 (distributed) 方式。循环前缀Cyclic Prefix (CP) 的长度决定了OFDM系统的抗多径能力和覆盖能力。
OFDM存在很多技术优点, 在3G、4G中被运用, 作为通信方面其有很多优势:
a.OFDM技术在窄带带宽下也能够发出大量的数据, 能同时分开至少1000个数字信号, 而且在干扰的信号周围可以安全运行, 正是由于具有了这种特殊的信号“穿透能力”使得OFDM技术深受欧洲通信营运商以及手机生产商的喜爱和欢迎。
b.OFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化, 由于通信路径传送数据的能力会随时间发生变化, 所以OFDM能动态地与之相适应, 并且接通和切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信。该技术可以自动地检测到传输介质下哪一个特定的载波存在高的信号衰减或干扰脉冲, 然后采取合适的调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信。
c.OFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区。高速的数据传播及数字语音广播都希望降低多径效应对信号的影响。
d.OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中, 单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败, 但是在多载波系统中, 仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错。
虽然OFDM有上述优点, 但是同样其信号调制机制也使得OFDM信号在传输过程中存在着一些劣势:
a.对相位噪声和载波频偏十分敏感。这是OFDM技术一个非常致命的缺点, 整个OFDM系统对各个子载波之间的正交性要求格外严格, 任何一点小的载波频偏都会破坏子载波之间的正交性, 引起ICI, 同样, 相位噪声也会导致码元星座点的旋转、扩散, 从而形成ICI。而单载波系统就没有这个问题, 相位噪声和载波频偏仅仅是降低了接收到的信噪比SNR, 而不会引起互相之间的干扰。
b.峰均比过大。OFDM信号由多个子载波信号组成, 这些子载波信号由不同的调制符号独立调制。同传统的恒包络的调制方法相比, OFDM调制存在一个很高的峰值因子。因为OFDM信号是很多个小信号的总和, 这些小信号的相位是由要传输的数据序列决定的。对某些数据, 这些小信号可能同相, 而在幅度上叠加在一起从而产生很大的瞬时峰值幅度。
c.所需线性范围宽。由于OFDM系统峰值平均功率比 (PAPR) 大, 对非线性放大更为敏感, 故OFDM调制系统比单载波系统对放大器的线性范围要求更高。
第三个是基于MIMO/SA的多天线技术。MIMO作为提高系统输率的最主要手段, 也受到了各方代表的广泛关注。LTE已确定MIMO天线个数的基本配置是下行2×2、上行1×2, 但也在考虑4×4的高阶天线配置。另外, LTE也正在考虑采用小区干扰抑制技术来改善小区边缘的数据速率和系统容量。下行方向MIMO方案相对较多, 根据2006年3月雅典会议报告, LTE MIMO下行方案可分为两大类:发射分集和空间复用两大类。目前, 考虑采用的发射分集方案包括块状编码传送分集 (STBC, SFBC) , 时间 (频率) 转换发射分集 (TSTD, FSTD) , 包括循环延迟分集 (CDD) 在内的延迟分集 (作为广播信道的基本方案) , 基于预编码向量选择的预编码技术。其中预编码技术已被确定为多用户MI-MO场景的传送方案。
3 GPP长期演进 (LTE:
Long Term Evolution) 项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目, 这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作"准4G"技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括:在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率;改善小区边缘用户的性能;提高小区容量;降低系统延迟, 用户平面内部单向传输时延低于5ms, 控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms, 从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms;支持100Km半径的小区覆盖;能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务;支持成对或非成对频谱, 并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。
可以说, 中国移动之所以对TD-LTE寄予厚望, 是因为相比TD-SCDMA来说, TD-LTE最有希望走向世界, 这样的结果将是规模经济, 可以将设备和终端价格大幅降低。
摘要：LTE的关键技术主要是物理层的关键技术, LTE在物理层采用了OFDM和MIMO等技术, 极大地提高了系统的系统和吞吐量。
关键词：长期演进,正交频分复用,多入多出
参考文献
LTE无线通信系统关键技术研究 篇8
一、LTE无线通信系统基本原理
一般而言, LTE技术就是我们所俗称的“4G”技术, 但还不是真正的“4G”技术, 属于一种从3G到4G过度的技术。这项技术是一种建立在2G和3G技术基础上的新科技, 它的出现标志着我们进入了一个崭新的通信时代, 大幅度改变了人们的生活方式, 具有很大的优越性, 包括信息传送速度快、频率利用率较大、音质高等特点, 受到了电信运营商、设备制造商以及用户的欢迎和青睐。LTE无线通信技术和2G/3G通信技术不同, 基本原理也不相同, LTE无线通信系统采用了全新的、功能更加完善的基本e-Node B结构, 所有连接节点之间都是通过IP方式进行传输的, 从逻辑层面上来说, LTE无线通信系统通过X2接口互相连接成为Mesh型网络结构, 实现UE在整个网络系统的自由移动, 从而保证用户可以在使用网络的过程中可以进行平滑无缝的切换[1]。
二、LTE无线通信系统关键技术研究
1、SC-FDMA技术研究。
这种技术属于一种单载波多用户接入技术, 和OFDM技术相比, 它在运用的过程中更加简单和方便, 并且可以降低发射终端的峰均功率比, 从而大大减少终端的成本费用。这种技术存在两种样式, 即集中式和离散式两种, 采用集中式技术的用户可以在频域集中传输, 并且可以更改宽带。而采用离散式的用户使用的方式为IFDMA, 可以实现子载波数的变更。
2、MIMO技术研究。
在LTE无线通信系统中, 这项技术应用的主要功能就是提高系统的传输率, 并且可以和OFDM技术相结合实现提高LTE无线通信系统性能优化的目的。这种技术应用的技术形式为多天线和多通道技术, 然后通过数据的合理处理和接受方式来创建并完善空间信道, 进而实现提高传送速率的目的。
3、OFDM技术研究。
LTE无线通信系统的主要特点就是对这项技术的应用, 此技术可以使子载波的符号速率降低, 同时加长符号持续的时间, 这样一来, 就大大提高了LTE无线通信系统抵抗延时扩展的能力, 消除符合之间的干扰, 进而使LTE无线通信系统的性能更加优化[2]。
4、小区干扰抑制技术研究。
对这项技术的研究主要是解决小区边缘用户受到的信号干扰问题。在实际的生活中, 住在小区边缘的用户特别容易受到相邻小区的用户的干扰, 导致信息沟通不畅。对于这种情况, 一般都会使用干扰抑制技术, 主要包括三种形式, 即干扰随机化技术、干扰协调技术以及干扰删除技术, 通过干扰抑制技术的应用可以提高小区边缘用户信息使用的质量。
三、LTE无线通信系统网络规划技术特点以及发展前景
3.1 LTE无线通信系统网络规划的技术特点
LTE无线通信系统网络规划主要包括四个方面的特点:一是LTE无线通信系统技术将语音和数据综合起来, 并且不断的平衡覆盖量、容量和质量之间的关系。二是LTE无线通信系统技术采用的组网技术为蜂窝同频技术, 可以大大提高无线频谱的利用率。三是LTE无线通信系统技术在小区覆盖范围内的数据速率和与公共参考信号存在的关系更加密切。四是LTE无线通信系统机构中全部将电路域网元改变成了IP网络架构。
3.2 LTE无线通信系统技术的发展前景
首先, LTE技术是推动4G网络通信技术出现的主流技术。和3G技术相比, LTE技术更加优越, 属于一种无线接近4G技术的技术形式。LTE技术采用各种关键的技术促使4G技术更快的出现。目前, 4G技术已经被应用到实际的生活当中, 并且在今后较长时间内会不断的对4G技术进行完善, 提高4G技术的使用性能和发展水平。其次, LTE技术面临的市场竞争将会更大, 并在竞争中持续发展。随着科学技术的不断发展和进步, 各种通信技术会层出不穷, 势必会使无线通信市场的竞争更加激烈, 当然LTE技术面临的调整也会更大[3]。
四、结语
LTE无线通信系统技术的出现标志着我们进入全新的通信时代, 使网络通信技术进一步完善, 实现了技术的创新和发展。LTE无线通信系统技术的应用具有很大的优势, 可以更好的满足人们的通信需求, 因此, 有关领域需要进一步进行研究, 使的该技术得到进一步的发展。
摘要：LTE无线通信系统技术以其自身的先进性和优越性, 在网络通信领域占据着非常重要的地位, 促进了网络通信技术的发展和进步。本文将重点对LTE无线通信系统技术的关键技术进行研究, 希望可以为丰富LTE无线通信系统理论知识提供一些参考。
关键词：LTE无线技术,通信系统,关键技术,研究
参考文献
[1]汪航.LTE无线通信系统若干关键技术研究[J].通讯世界, 2015, (10) :67-68.
[2]许准.TD-LTE无线通信系统在铁路管理中的应用[J].中国高新技术企业, 2015, (5) :51-52, 53.
LTE自优化网络关键技术探讨 篇9
一、LET网络自优化内容介绍
LTE网络自优化主要包括以下几点内容:首先是PCI优化, 如果网络环境中出现PCI干扰, 下载速度就会受到影响, 因此要保证邻区列表中PCI的不同, 导频位置也要尽量错开, 这样就能够有效解决干扰问题。其次是覆盖优化, 无线网络经常遇到的覆盖问题主要有以下几种:其一是覆盖较弱, 其二是越区覆盖, 其三是覆盖不均衡, 出现这些覆盖问题以后, 网络接入的成功率就会明显降低, 容易出现掉线问题。诱发覆盖问题的因素有很多种, 有可能是系统安装质量问题, 也可能是无线参数的设置出现错误, 还有可能是无线选型错误等, 进行覆盖优化时需要做以下工作:一方面要调整导频发射功率, 另一方面要调整天馈系统, 通过这两种方式来解决邻区的漏配现象, 具体可以调整天线的高度、方向角以及下倾角等, 并排除设备有可能出现的故障, 完成覆盖优化[1]。第三是邻区优化, 管理无线资源时, 切换处理是一个非常重要的问题, 能够按照标准完成切换直接决定着通讯的连续性。对于所有系统来说, 优化切换过程都是网络优化中的重点内容, 从频谱效率的视角来说, 如果一个用户已经在小区网络边界, 其他用户的通信质量就会受到影响, 虽然这种情况对其自身的影响不大。实现邻区优化, 首先要了解一下信息:其一是了解无线网络环境, 其二是明确地理位置信息, 其三是了解网络KPI指标, 然后根据以上信息来优化调整邻区情况, 提升切换的成功率。最后是干扰优化, 干扰有两种类型, 一种是内部干扰, 出现这种干扰的原因主要是网络设备故障, 优化这种干扰的主要方法就是对设备进行维修检查, 消除干扰;其二是外部干扰, 诸如互调、杂散以及阻塞干扰等都属于外部干扰, 优化这些干扰需要利用扫描仪找到干扰源, 明确干扰性质, 然后在进行干扰抑制[2]。
二、LET自优化网络关键技术分析
2.1优化流程及关键技术
站点正式开通以前, 要根据地理位置以及基础设施的情款制定启动计划, 明确站点需求, 完成对整个项目的规划, 之后对系统中的具体参数进行规划和设置。站点正式开通以后, 网络优化主要有以下几个步骤:第一步是要检测单站网络的覆盖情况, 对单站内的业务进行验证;第二步是检测簇的网络覆盖情况, 并对所有的业务性能指标进行验证;第三步是检测全网的网络覆盖情况, 并再次验证业务性能指标;第四步是总结, 根据以上检测结果生成网络优化报告, 并对其中的经典案例进行总结[3]。优化过程中的关键技术如下:首先是对设备的故障进行定位, 系统收集到网络运行信息以后, 要根据这些信息排查影响运行质量的因素, 根据排查结果进行无线网络评估, 主要包括以下排查内容:其一是告警信息, 就是看系统中的设备是否出现故障告警;其二是看哪些小区出现设备使用异常情况;其三是看哪些区域出现覆盖异常, 哪些区域出现干扰问题;其四是看哪些小区出现无线性能指标异常的问题。以上排查结束以后, 要对网络进行评估测试, 主要针对需要优化的区域, 需要在这些区域采集相应的数据, 并根据这些数据来分析网络性能, 确定存在的问题, 并制定网络优化方案, 正式实施优化措施。优化完成以后, 要再次采集优化区域的数据, 将该数据与优化之前的数据进行对比, 看各项性能指标是否满足要求, 确认是否达到预期的优化效果, 如果达到预期效果, 则输出优化报告。
2.2实例分析
某小区网络下载速度较慢, 且经常出现掉线问题, 对该小区网络进行DT测试, 根据测试结果标记SINR恶化区域, 之后对该区域网络指标进行评价, 结果表明, 该区域内SINR较差, 但是RSRP却较好, 以此推断网络问题是由小区间干扰引起的, 主要是该小区附近的邻区较多, 通过调整KPI指标优化邻区干扰, 优化完成以后重新采集网络数据, 发现优化效果明显, 各种性能指标达到预期优化目标, 下载速度提升, 掉线率下降, 说明优化成功。
总结:LET自优化包括PCI优化、覆盖优化、邻区优化以及干扰优化等内容, 对LET网络进行优化的过程中, 需要关注网络的覆盖率, 网络运行质量以及容量等信息, 并根据这些信息对邻区覆盖情况进行调整, 处理系统中存在的故障, 同时还要调整系统参数, 通过这些方法实现网络动态平衡。
参考文献
[1]刘琪, 董魁武, 黄列良, 潘峰.LTE中自组织网络技术的标准化进展[J].现代电信科技, 2011, 12 (14) 04:50-54.
[2]陈学亮, 陈戈, 庄一嵘, 海锦霞.LTE移动网络CDN关键技术研究[J].互联网天地, 2015, 10 (13) 05:22-27.
LTE关键技术 篇10
移动通信历经几十年的发展已经迈向4G, 占据主导地位的传统语音业务的下滑趋势日渐明显, 渐渐让位于数据业务, 通信技术已经慢慢渗透到越来越多的行业和应用场景中。移动通信的日新月异不仅深远地影响着人们的生活和工作, 而且给移动通信行业未来的发展模式带来了新的机遇和挑战。据统计, 大约80%的业务来自于室内, 因此室内覆盖建设是LTE网络建设期运营商关注的重中之重。室内覆盖的发展已历经十几年, 技术已趋于成熟, 未来几年室分建设将呈现有源设备数字化、信源设备多模化、微型化, 分布系统光纤化, 天馈系统共享化、天馈系统MIMO化等发展趋势。LTE建设如火如荼, LTE的室内覆盖建设也将提出新的要求。笔者将以LTE的关键技术为切入点, 分析与研究LTE室内覆盖建设的方案和架构。
2 LTE关键技术
2.1 MIMO技术
MIMO技术即是“多输入多输出”, 简单来说, 通过分别在发射端和接收端使用多个发射天线和接收天线, 从而可以多路径发射和接收信号, 起到提高通信质量的作用。MIMO技术能有效利用空间资源, 通过多个天线实现多发多收, 可以实现系统信道容量的成倍提高, 但频谱资源和天线发射功率却保持不变, 显示出明显的优势, 被视为4G移动通信的核心技术。
MIMO技术主要包括空间复用和发送分集2项技术。其中空间复用技术指的是在不同的发送天线上发送各种各样的信息, 充分利用空间信道的弱相关性, 从而让数据传输的峰值速率提高;发送分集指的是在不同的发送天线上发送包含相同信息的信号, 通过空间信道的弱相关性、频率或时间上的选择性等, 能有效对抗多径衰落, 来提高信号传输的稳定可靠性, 显著提高传输速率和频谱利用。
2.2 OFDM技术 (正交频分复用技术)
OFDM技术是4G通信技术的核心技术。其原理是先将高速的数据信号转换为低速子信号, 在被分割的多个正交子信道中进行传输。每个子载波占据相对窄的信道带宽, 具有大带宽的抗衰落特性和子载波小带宽的均衡简单特性, 这样可以实现抗衰落与系统均衡的目的。OFDM技术的频谱利用率可接近奈奎斯特极限, 其利用率很高;该技术的抗衰落能力强, 且传输数据的速率快。OFDM技术中用户可选择最好的频率资源, 获得频域多用户分集增益;具有较强抗码间的干扰能力, 该技术引入CP (循环前缀) , 长于信道时延扩展即可消除码间干扰。
2.3 多用户检测技术
多用户检测技术能尽可能消除码间干扰, 对提高通信系统的性能有很大益处。其原理是把所有用户的信号都当作有用信号而不是干扰信号来处理, 这样就可以充分利用各用户信号的用户码元、幅度、相位、时间和时延等信息对单个用户的信号进行联合检测, 从而大幅度地降低多径多址干扰。作为4G通信技术中关键技术之一, 主要通过消除小区间干扰来改善通信性能和系统容量。实际容量的增加取决于算法的有效性、无线环境和系统负载。除了系统的改善, 还可以有效的缓解远近效应。
2.4 SA技术 (智能天线技术)
SA技术即是智能天线技术, 也叫自适应阵列天线, 主要采用空分复用 (SDMA) , 利用在信号传播方向上的差别, 可将同频率、同时隙的信号识别区分, 能在较大程度上抑制多用户干扰、提高系统容量。在移动通信中, 电波传播受到很多因素影响如地形、建筑物、自然环境等, 从而产生时延扩散、瑞利衰落、多径、多址干扰等问题, 使通信质量受到严重影响, 智能天线可以在空间域内抑制交互干扰, 并能改善信号质量和增加传输容量。其核心是通过调节天线阵列的方向图形, 对各天线链路上接收到的信号按一定准则的算法进行合并, 达到增强所需信号、抑制干扰信号的目的。
3 LTE室内覆盖建设方案
建设室内分布系统是运营商常用的室内覆盖建设手段, 在满足新频段和新的设计指标要求下, 一般需要对原有室分系统进行改造, 若考虑实现MIMO性能, 更需考虑新建或改造成双通道室分系统。但传统方式的建设往往面临工程实施难度大, 物业难以协调的困难, 实际应用较为困难。即便如此, 信源+室内分布系统的方式目前仍是最常用、最直接的建设方案, 如图1所示。
3.1 LTE室内覆盖的特殊性
LTE从使用频率、技术特性、建设难度及建设要求等方面与2G、3G室内覆盖建设相比, 存在着较大差异, 这也导致LTE室内覆盖建设存在如下特殊性:
⑴LTE系统主要应用在1.8G、2.1G、2.6GHz等高频段, 高频段的无线信号传播损耗更大, 穿透力不强, 更容易出现弱覆盖, 特别是“2G信号外泄严重、3G有覆盖、4G弱覆盖”的不均衡现象突出, 导致部分系统上下行不平衡。
⑵LTE系统的多输入多输出性能, 上下行速率大幅提升, LTE解调能力对SINR更为敏感, 这些LTE网络特性都对室内覆盖的网络质量要求大大提高。
⑶当前室内覆盖同时存在2G/3G/WLAN/LTE多种制式, 在引入LTE信号后, 面临诸多难点, 如规避干扰、链路平衡、多网融合方式等。
3.2 LTE室内覆盖建设方案分析
为了提升室内覆盖效果, 加快网络建设进度, 国内外通信厂商提出了多种用以提升室内覆盖效果的解决方案。目前LTE主要采用信源+室内分布系统的覆盖方式, 可以采取2种思路:LTE独立新建或者利旧原有室分系统。从投资效益和资源节约的角度来说, 往往都希望能充分利用现有资源来部署建设, 但2种各有利弊, 实际网络建设中, 运营商需要从网络的实际情况出发, 全面评估、衡量。
目前, 现有室分系统多为全向单极化天线, 馈线为单路。因此, 在引入LTE时, 可能面临几个选择:单通道还是双通道;独立建设还是利旧;天线是单极化还是双极化。
运营商可以根据网络的实际情况, 全面衡量之后选择不同的室分建设方案, 目前主要采取以下几种方案:
⑴LTE单通道独立建设方案。LTE室分系统独立建设, 新建一路室分系统, 不实现MIMO, 与现有2G/3G室分系统完全隔离, 2套系统均不会互相干扰, 可以独立进行规划优化, 但缺点是单通道LTE性能不能充分发挥, 现有资源未能有效利用。适合于非热点、现有室分利旧较有难度的站点。
⑵LTE与2G/3G单通道共用建设方案。LTE采取利原有2G/3G室分系统, 不实现MIMO, 2G/3G/LTE信源合路后采用一套室分系统进行建设, 虽可以有效利旧现有资源, 但前提要求是原有2G/3G室分系统支持LTE频段。此种方案需充分考虑插损、传输损耗、系统干扰等因素的影响, 适合于物业协调难度大、非热点区域。
⑶LTE与2G/3G双通道双极化天线共用建设方案。LTE采用双通道, 使用两路室分系统, 实现MIMO。一路系统新建, 一路系统共用2G/3G原有室分系统, 如图1所示。此种方案需要改造现有室分系统, 增加合路后需考虑插损、系统隔离度等因素, 这种方式充分利用了现有资源, 实现了MIMO, 能够最大程度体现LTE的优越性能, 是运营商最常采用的建设方案。
⑷LTE双通道双极化天线独立建设方案。此建设方案多适用于新建热点区域的LTE室分建设, 通过采用双极化天线+两路系统实现了MIMO, 可以实现LTE系统的独立规划与优化, 能够带来较好的用户体验、容量和上下行速率, 避免了采用双倍的单极化天线, 节约资源, 且较易满足室内天线的占用空间。
4 结语
LTE室内覆盖建设应综合考虑业务需求、网络性能、改造难度、投资成本等因素, 选择合理的建设方案。文章对比分析了LTE室内分布系统多种建设方案, 为今后的LTE室内分布系统建设提供重要的决策建议。
参考文献
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[2]张涛, 韩玉楠, 李福昌.LTE室内分布建设演进方案研究[J].邮电设计技术, 2013 (3) :22-26.
[3]庞京旭, 马哲锐, 孙宜军.LTE FDD室内分布系统关键技术探讨[J].中国科技纵横, 2014 (17) :40-42.
[4]姚克玮.4G通信技术的简析与探讨[J].硅谷, 2011 (17) .