4G網絡LTE技術的發展歷史和發展現狀研究

沙新平

【摘要】 本文就4G網絡LTE技術的發展歷史和發展現狀進行闡述，對LTE技術的主要特點和相關技術進行分析，并對LTE技術的未來發展方向進行展望，以充分發揮LTE技術的優勢，促進4G網絡快速發展。

【關鍵詞】 4G網絡 LTE技術 發展歷史 發展現狀

一、LTE技術的發展歷史與現狀

LTE全稱是long term evolution，在3G向著4G不斷發展的過程中，LTE技術是重要的過渡技術，通常被稱作是3.9G全球化標準技術，在推動4G網絡不斷發展上發揮著重要作用。在實踐過程中，LTE技術是將用OFDM、MIMO作為無線網絡不斷發展的重要標準，并根據通信技術的發展需求，有效增強了3G網絡中的空中接入技術，從而使頻譜為20兆赫茲的寬帶可以實現上下每秒86Mbit和下行每秒32Mbit的峰值速率。根據4G網絡使用情況來看，LTE技術的實踐應用具有歷史性意義，使通信網絡得到改革和創新，特別是小區邊緣位置的服務質量和使用性能得到有效提高，在降低系統延遲性和提高小區總容量等方面有著重要影響。

在某個比較大型的移動通信大會上，4G網絡LTE技術的新系統得到了成功演示，使得下載速率最高達到每秒一千兆比特，與當前普通互聯網的運行速度相比，遠遠超過所有的記錄。與此同時，國外LTE技術已成熟運用，LTE網絡用戶急劇上升，給LTE技術推廣帶來廣泛發展前景。

在我國通信產業的不斷發展和建設中，LTE項目的相關研究是以3G網絡中的TD-SCDMA技術、WCDMA技術為基礎的，使得4G網絡LTE技術不斷向著TD-LTE技術和FDLTE技術方向發展。目前，TD-LTE頻段已全面落實，并在電信設備運營商中得到了支持，給4G網絡LTE技術帶來眾多機遇和挑戰。

根據4G網絡的發展情況來看，LTE技術不斷發展所面臨的挑戰主要有如下幾個方面：一是，LTE技術具有一定局限性，主要是網絡質量和網絡未來發展與兼容性。通常情況下，LTE需要質量、速度、穩定性等都比較高的網絡技術，以確保其24小時持續提供服務，并且，LTE具有的兼容性可以實現數據分析、網絡自由切換和上下游相關設備的同時運行；二是，LTE技術的不斷推廣和3G市場之間的競爭，使得較多運營商都必須對通信市場的發展進行全面分析，才能更好的推動4G網絡發展；三是，LTE技術成本方面的問題。目前，針對LTE技術的成本還沒有比較明確的定位，只有在其成本是3G網絡成本的百分之十時，LTE技術才能充分發揮其所擁有的優勢。

二、LTE技術的主要特點和相關技術

如圖1所示，在實踐應用中，與3G網絡相比，LTE技術主要擁有如下幾個方面的特點：首先，有效提高通信速率，使得下行峰值的速率可以達收到每秒100兆比特、上行的峰值可以達到50兆比特；其次，有效提高頻譜效率，將主要目標設置為分組域的相關任務，使得整個網絡系統的運行可以在分組構架基礎上實現有效交換；最后，在基站分布位置不改變的情況下，使小區邊緣位置的比特速率得到有效提高，并且，其兼容性在現有的3G網絡的基礎上，可以有效實現非3GPP規范系統的同時運行。由此可見，LTE技術具有一定先進性和科學性，是移動通信不斷發展的必然趨勢。

目前，LTE技術的相關技術主要有MIMO技術、OFDM技術、高階調制技術三個方面：首先，MIMO技術的主要作用是提高整個的傳輸率，也是當前需要高度重視的問題。在很多情況下，MIMO技術可以與OFDM技術結合使用，可以有效提高系統的整體性能，一般在接收端和發射端，MIMO技術是采用的多通道和多天線的方式運行。在有多個天線存在的情況下，采用空時編碼的方式可以使數據子流被分開和解碼，從而確保系統的運行處于最近狀態。與此同時，通過采用多個天線，發射天線和接收天線之間會形成很多獨立的通道，從而實現各種數據的獨立傳輸，最終提高數據傳輸的速率。另外，MIMO技術可以將多個無線信道、接收、發射盡可能的優化，從而使通信容量和頻譜的利用效率盡可能的提高，在消除其它因素帶來的干擾和空域與時域的聯合分集上有著重要影響。其次，OFDM技術是LTE技術的重要組成部分，在降低延時性、減少干擾等方面發揮著重要作用。通常情況下，OFDM技術的應用是在符合相關條件的情況下添加保護間隔，以在保護間隔比信道延時的擴展時更大的情況下，將各種符號帶來的干擾完全消除。與此同時，OFDM技術的相關參數的設置與系統的性能有著密切聯系，如循環前綴的設置，其長度與OFDM系統的覆蓋范圍和抵抗能力有著直接聯系。一般在半徑不超過100千米的覆蓋區域內，LTE技術采用的是兩套前綴循環方案，以根據現場的實際情況選擇最合適的方案。最后，高階調制技術的合理運用，可以有效提高峰值的速率。通常情況下，在現有的3G通信基礎上，將64QAM的高階調制添加到LTE系統上，可以有效提高下行的峰值速率，使其達到每秒100兆比特的狀態。根據實際應用情況來看，采用高階調制技術可以使信道的有效利用率提高至少60%，在LTE系統的運行中是解決相關問題的重要方案。與此同時，高階調制技術的合理運用，還能使用戶的體驗更好深刻，并為運營商提供更多技術優勢，從而大大降低其運營成本。

三、LTE技術的未來發展方向

在4G網絡不斷發展的現代社會中，我國目前擁有的4G標準是D-LTE-Advanced，需要根據目前通信建設的實際情況來制定發展策略，才能促進4G網絡健康、穩定發展。與此同時，TD-LTE已經成為當前國際化的4G主流標準之一，在我國不斷加大TD-LTE技術開發力度的過程中，必須注重先進理念和優秀人才的培養，才能真正聯合世界各國的運營商共同推進LTE技術，最終促進我國4G網絡LTE技術不斷完善。

四、結束語

綜上所述，4G網絡的LTE技術具有較多優勢，使得4G網絡的發展前景非常廣闊。根據我國4G網絡LTE技術的整體發展情況來看，想要縮短與國際水平的差距，就必須加強國際研究機構的聯系，才能在實踐過程中真正提高我國LTE技術水平。

參 考 文 獻

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