淺談移動通信工程4G—LTE技術工程的運用

黃永立+劉培欣+高明皓

摘 要：移動通信4G-LTE技術工程應用的相關問題。總體而言，4G-LTE技術推動著通信工程的發展，在通信中充分的使用4G-LTE技術有助于進一步優化調度傳輸效率，保證信號傳遞質量，降低成本，因此在現階段通信管理中具有良好的應用價值。同時就我國實際情況來看，4G-LTE技術具有巨大的市場需求，當前技術水平已經無法滿足社會需求，因此對相關學者而言，必須要加強對4G-LTE技術的研究，使4G-LTE技術在現階段通信中具有良好的應用價值，為社會生產提供助力。

關鍵詞：前景 4G-LTE技術 應用

1、LTE技術相關理論概述

1.1 TD-LTE和FD-LTE技術概述

LTE作為一種先進的技術，需要系統在提高峰值數據速率、小區邊緣速率、頻譜利用率的基礎上，進一步減小運營和建網成本。因此，TD-LTE和FD-LTE在現有的LTE系統中彰顯出了重要的T用價值。TD-LTE技術是TDD版本的LTE技術，與采用FDD版本的FD-LTE技術的最大差別在于頻率的應用。TD-LTE采用不對稱頻率進行雙工，而同樣是雙工模式，FDD則是用一對頻率來實現。但除此之外，TD-LTE和FD-LTE兩種技術之間已基本達成了高度了一致，相關的標準化進程也正在不斷同步。

1.2 核心技術

基本傳輸技術和多址技術是無線通信技術的基礎，也是整個4G-LTE技術中的核心技術，在4G-LTE中，基本傳輸技術是基于OFDM調制技術所構建的，整個通信網絡借助串并聯變換將信號發射端發出的高數數據流分配到傳輸速率相對較低的若干個相互正交的子信道中進行傳輸，實現減輕由于無線信道的多徑時延擴展所產生的時間彌散性對整個通信系統產生的干擾。而4G-LTE中的多址技術則采用上行SC-FDMA和下行OFDMA的多址基礎，以利用下行OFDMA降低上行發射信號的PAPR。此外，由于4G通信技術對于整個網絡的傳輸速度和解碼速度提出了較高的要求，因此4G-LTE在信道編碼方面采用了Turbo碼，借助并行級聯式結構，將卷積碼和隨機交織器有效結合，通過SISO迭帶譯碼算法實現了通信技術基礎中隨機編碼的重要思想，確保了整個譯碼器的輸出比能夠在極大似然值附近波動。

2、4G-LTE技術的通信網絡架構

從結構上來看，4G-LTE技術主要包括EPC、E-UTRAN兩部分內容，其中EPC部分構成了多個演進形式，能更好的適應移動通信工程的要求；在應用中，EPC主要包括PGW、SGW、MME等方面內容。在4G-LTE技術組網中，S1結構通常會以E-UIRAN部分的鏈接通道顯示，并且其穩定性能更好。與傳統的3G技術相比，4G-LTE技術中的EPC部分屬于分組域，并且具有良好的分組功能，在通信網中，能夠完成多個功能的傳輸，進而保證了工作質量。在通信過程中，核心網中的EPC能更好的實現控制面、用戶面分離，避免了兩者之間相互干擾，因此具有良好的應用價值。在信息數據支持中，4G-LTE技術的通信系統主要有HSS部分組成，并負責為IMS、UMTS、核心網等提供數據支持。在上述技術條件的基礎上，4G-LTE技術通信網絡實在3G技術的基礎上發展而來的，但是與3G技術相比，4G-LTE技術能進一步控制延遲，有助于管理單位實現對整個移動通信的分散管理，屬于一種技術突破。

3、4G-LTE技術的應用

3.1 4G-LTE覆蓋方式

4G-LTE網絡與3G網的區別還在于主要使用MIMO多天線技術，該方式是針對網絡流量不同而制定的。也就是在業務量較少時，采用帶寬減容的方式促進資源的優化利用，提高用網質量。4G-LTE覆蓋主要考慮的因素是抗干擾問題。隨著基站的建立，4G-LTE網絡干擾出現，一般分為內部干擾和互相干擾兩種，前者是來自網絡信道自身，后者是來自宏站的周邊建設。

3.2 應用效果

LTE移動通信網絡的覆蓋能力，天線掛高30m，在密集城區的站間距為300-500m左右，傾角約為12度；在一般城區的平均站間距400-600m左右，傾角約為10度；在郊區的平均站間距為600-700m左右，傾角約為8度；在農村的覆蓋半徑為1500m左右，傾角約為3度。在傳輸速率方面，在20MHzdeLTE- TDD網絡下，系統配置采用2：2+10：2：2時，系統最大下行速率可達到80Mbps，上行速率可達到20Mbps；當系統配置采用3：1+10：2：2時，最大下行速率可達到110Mbps，上行速率可達到10Mbps。因LTE-TDD支持非對稱頻譜，可以根據實際用戶需求靈活調整上、下行資源。基于4G-LTE的通信工程應用了載波聚合傳輸技術，在多個載波上同時進行數據的收發，提高但用戶的數據傳輸能力，并且可進行載波間頻選調度，達到了載波間負載平衡的效果，從而提高整個網絡的容量。應用4G-LTE移動通信網絡后，優化了信息采集終端的接入方式，加大了信息傳輸量，縮短了傳輸時間，為用戶提供了更好的用戶體驗。

4、4G-LTE技術的應用前景分析

4.1 實現4G-LTE技術的全國覆蓋

在移動通信技術向寬帶化演進的大潮中，LTE被越來越多的移動運營商選擇為實施寬帶化演進的重要路徑。而近年來，移動運營商和設備制造商在龐大的市場利益驅動下，4G-LTE技術的商用化進程更是有著迅速的加快。隨著4G-LTE技術的不斷成熟，運營商已完成數據流量較大的市區、縣城城區核心區域部署4G-LTE，并實現了鄉鎮、農村的有效覆蓋，滿足了廣大用戶對于高速數據使用的需求。屆時，可移動終端的上網速度將會達到新的高度，無時無刻的手機看電影、手機實時會議、手機遠程教學等等，也將進一步成為現實。

4.2 4G-LTE技術在高速鐵路覆蓋的應用

隨著經濟發展以及城市化進程的加速，我國的鐵路交通的重要性也在不斷提升，高速鐵路的通信保障成為重中之重。隨著4G-LTE技術的迅速發展，其在高速鐵路中亦是有著廣泛的應用。通過采用4G-LTE系統中SDR平臺技術，高鐵無線基站的主設備、雙網覆蓋、雙鏈路保護等一系列網絡容災能力的安全保障將會進一步得到提升，而4G-LTE系統中多媒體大帶寬的優點，更是為乘客提供更快捷的網絡服務，給平凡的旅途增添更多樂趣，從而大大提升乘客體驗。

5、結論

4G-LTE技術不僅成為我國目前主要的移動通信網絡模式，且具有廣闊的發展前景。4G-LTE技術是對3G技術的延伸和發展，在通信效果上、抗干擾能力上優于3G網。隨著我國4G網通信的出現于發展，對4G核心技術的認識和改善十分必要。目前，使用者對于通信網絡質量的需求也不斷的提高，基于此運營商應大力開發4G-LTE技術，進一步實現其智能化，關注4G-LTE技術的關鍵技術，如整合載波聚合技術和VoLTE技術，并將先進的技術應用于4G-LTE技術建設中，有效發揮4G-LTE技術的積極作用，保證我國移動通信網絡健康、穩定、持續的發展。

參考文獻

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