無線通信LTE技術(shù)探討

裘哲明

【摘要】 作為一種先進的無線通信技術(shù)，LTE技術(shù)對于改善無線通信傳輸效率及質(zhì)量具有重要作用。本文首先介紹了LTE技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議結(jié)構(gòu)，然后具體闡述了LTE中的關(guān)鍵技術(shù)，以期為相關(guān)技術(shù)與研究人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】 無線通信 LTE技術(shù) 分析

LTE也稱為為“3.9G”，其具有100Mbps的數(shù)據(jù)下載性能，被認為是無線通信由3G轉(zhuǎn)向4G的關(guān)鍵技術(shù)。同傳統(tǒng)的3G技術(shù)相比較，LTE在廣域覆蓋、分組傳送、向下兼容、延遲降低及數(shù)據(jù)傳輸方面具有更明顯的優(yōu)勢。LTE系統(tǒng)采用高頻傳輸、頻分多址、多用戶檢測、MIMO、空時空頻處理、自適應(yīng)技術(shù)、中繼、智能天線等技術(shù)用于改善系統(tǒng)性能及容量，可符合高分辨率、高數(shù)據(jù)的多媒體業(yè)務(wù)標準，其在功能、技術(shù)、用戶體驗及頻帶領(lǐng)域都有較深入改進。因此，加強有關(guān)無線通信LTE技術(shù)的分析，對于改善無線通信技術(shù)水平具有重要的現(xiàn)實意義。

一、LTE技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及協(xié)議結(jié)構(gòu)

LTE主要采用以ENODE B為基礎(chǔ)的單層結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)便于降低延遲和網(wǎng)絡(luò)簡化，可滿足低成本、低復(fù)雜性、低時延等要求。相比較原有的3Gpp接入網(wǎng)絡(luò)，LTE有效降低了RNC節(jié)點的使用量，其在對3Gpp架構(gòu)體系進行整體改進的基礎(chǔ)上，已逐步接近典型的IP寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu)。[1]

3Gpp結(jié)構(gòu)通常也被稱為E-UTRAN，接入網(wǎng)主要由接入網(wǎng)關(guān)及ENODE B組成。aGW是一個邊界節(jié)點，如果將其作為核心網(wǎng)的組成部分，則接入網(wǎng)主要由ENODE B一層構(gòu)成。ENODE B不但擁有傳統(tǒng)Node B的所有功能，還能同時完成RNC的MAC層、接入控制、物理層、Inter-cellRRM、物理層、承載控制、調(diào)度、RRC等大量功能。兩個Node B之間則采用Mesh方式進行直接連接，此種方式也是對UTRAN結(jié)構(gòu)的重要修改部分。在空中接入技術(shù)領(lǐng)域，LTE的信道數(shù)量相比WCDMA系統(tǒng)要少，且其消除了專用通道，不再使用UTRAN公共業(yè)務(wù)信道和廣播媒體控制層，有效減少了MAC層的實體類型。

二、LTE中的關(guān)鍵技術(shù)分析

1、HARQ技術(shù)。LTE技術(shù)同時利用了HARQ技術(shù)和自適應(yīng)編碼技術(shù)，此兩種技術(shù)可與當前的3G通信系統(tǒng)良好兼容，且能大幅度改善數(shù)據(jù)傳輸控制質(zhì)量，有效減少信道時變特性對LTE通信的影響。相比3G系統(tǒng)，LTE系統(tǒng)的上行通信主要采用同步HARQ技術(shù)，而下行通信主要采用異步自適應(yīng)HARQ技術(shù)。

（1）上行HARQ技術(shù)按照通信業(yè)務(wù)可劃分為子幀捆綁模式與普通模式，子幀捆綁模式主要用于操作VoIP業(yè)務(wù)，普通模式主要用于操作單子幀數(shù)據(jù)。因此兩種技術(shù)的工作模式采用的HARQ流程數(shù)也不相同，子幀捆綁模式為4，普通模式為8。[2]

（2）下行HARQ技術(shù)可使用ENODE B控制信道中的傳輸數(shù)據(jù)，控制端依據(jù)用戶終端在ENODE B傳輸子幀后的返回指示來判定物理信道傳輸?shù)腍ARQ流程數(shù)及重新開展數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋匾浴Ｒ虼艘罁?jù)下行通信的特點，下行通信的HARQ工作方式主要采用異步式。

2、MIMO技術(shù)。MIMO技術(shù)在無線信號的傳輸終端均采用多天線技術(shù)組成多通道，能對接收到的空時編碼進行解碼。因不同發(fā)射天線的信道間彼此獨立，各信道均可單獨開展數(shù)據(jù)傳輸，若利用OFDM技術(shù)便能大幅度改善無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。另外，在信號寬帶及發(fā)射功率固定時，MIMO系統(tǒng)容量會隨著天線數(shù)量的增加而不斷增大，這對于有限頻譜內(nèi)的數(shù)據(jù)通信具有非常重要的作用。LTE技術(shù)中使用的MIMO技術(shù)模型一般為上行1*2個天線，下行為2*2個天線，最高時不得超過4*4個天線。

3、SC-FDMA與OFDM技術(shù)。為有效改善在固定寬帶內(nèi)的傳輸信息容量，LTE通信標準中的調(diào)制技術(shù)主要采用SC-FDMA與OFDM技術(shù)。SC-FDMA技術(shù)主要用于上行通信，是一種有效改進的OFDMA技術(shù)，此技術(shù)的峰均比更小，在上行通信中可提升用戶終端的功放利用質(zhì)量；OFDM技術(shù)主要用于下行通道中，其能確保在同一住宅區(qū)內(nèi)的各用戶間不會形成相互干擾。OFDM技術(shù)能使用兩個以上的正交子載波對高速數(shù)據(jù)流實施分流，進而減小同種數(shù)據(jù)量要求的傳輸速率，延長單個符號的傳輸時間，以此加強LTE系統(tǒng)的抗干擾性能，降低通信數(shù)據(jù)間的互相干擾。[3]

4、網(wǎng)絡(luò)扁平化技術(shù)。為滿足LTE系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)通信傳輸中縮短處理過程時延的需求，LTE系統(tǒng)采用了扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)扁平化技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為SGM/PGM、MME、ENODE B三部分，其應(yīng)用雖然使LTE系統(tǒng)無法完成軟切換功能，但其可大幅度減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的處理時延，對于改善系統(tǒng)通信速率具有重要作用。

三、結(jié)束語

LTE技術(shù)的應(yīng)用水平將直接影響著無線通信數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和效果，因此，相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強有關(guān)無線通信LTE技術(shù)的研究，總結(jié)LTE技術(shù)特定及關(guān)鍵技術(shù)，以逐步改善LTE技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，促進無線網(wǎng)絡(luò)的整體完善。

參 考 文 獻

[1]牛超.淺談3G后無線通信的LTE技術(shù)[J].中國科技信息.2010，13（14）：74-75

[2]龍燕，孫旭，陳選育.后3G時代LTE異軍突起[J].廣西通信技術(shù). 2007，06（10）：61-62

[3]聞立群.LTE技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和演進趨勢[J].現(xiàn)代電信科技. 2009，05（35）：57-58