浅谈无线通信LTE技术及其应用前景

浅谈无线通信LTE技术及其应用前景

刘世登

身份证号：45011119851204xxxx广西南宁

摘要：随着信息化社会的飞速发展，科学技术不断进步，无线通信已经广泛应用于人们日常生活中，LTE成为了现今无线通信网络的热门话题。本文简单介绍了LTE技术特点，提出了LTE网络结构与核心技术，并对LTE技术在实际生活中的应用进行了系统的分析。

关键词：无线通信；LTE技术；应用；

前言：LTE技术是当前无线通信网络技术的最新成果，在人们的生活中和其它领域中运用较为广泛，为人们提供了便利的服务，并且为信息的传播提供了良好的条件。随着LTE技术的不断发展，必将促进LTE技术向着标准化的进程不断加速，促进了该技术的不断进步和实际应用。

一、TD-LTE技术概述

LTE通常也被称为“4G”，人们将LTE技术当作3G向4G转变的先进技术。LTE技术是建立在2G和3G的基础之上的一种新兴通信接入标准，国际电联已经将LTE作为了4G的标准。LTE最明显特点就是比传统的通信技术音质高、频率利用率高、流量传送量大、传输效率高。LTE技术给人类带了通信自由，TD-LTE具有高带宽，低延时的特性，比如能够在移动流畅的观看实时画面就是对其特性的最好印证。LTE的出现将会在很大程度上改变人类的生活方式和工作环境[1]。

LTE作为一种先进的技术，需要系统在提高峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率，并着眼于降低运营和建网成本方面进行改进，同时为使用户能够获得“AlwaysOnlin”的体验，需要降低控制和用户平面的时延。该系统必须能够和现有系统（2G/2.5G/3G）共存。TD-LTE是TDD版本的LTE的技术，FDD-LTE的技术是FDD版本的LTE技术。TDD和FDD的差别就是TD采用的是不对称频率是用时间进行双工的，而FDD是采用一对频率来进行双工。TD-SCDMA是CDMA技术，TD-LIE是OFDM技术，不能对接。TD-LTE与LTEFDD在标准化进程方面基本同步，TDD和FDD两种制式之间存在着高度一致性[2]。

二、LTE的主要技术特点

3GPP从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述。与3G相比，LTE具有如下技术特点：（1）通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。（2）提高了频谱效率，下行链5（bit/s）/Hz，（3～4倍于R6HSDPA）；上行链路2.5（bit/s）/Hz，是R6HSU-PA2～3倍。（3）以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。（4）系统部署灵活，能够支持1.25MHz～20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配，保证了将来在系统部署上的灵活性。（5）降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan<5ms，C-plan<100ms。（6）强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。

三、LTE网络结构及LTE核心技术

1、LTE网络技术和协议结构

LTE在组成结构中主要是运用NodeB等构成的单层性组织结构，该种结构在使用过程中，能够实现对网络的简化，减小延迟的时间，符合低时延、低复杂度的使用，相对于3G网络而言，能够有效的减少RNC的节点。由于LTE是3G网络的升级版，在使用的过程中实现了对网络框架整体性的改变。接入网的构成主要分为演进型和接入网关两部分共同构成的，对于边界节点的选择，应该将其视为重要的核心内容，并且能够将RNC的大部分功能进行还原，该方式在使用过程中不仅能够实现网络的互联，还能够将原有的结构进行修改。

2、LTE核心技术

LTE主要是通过以下技术来实现其自身具有的优异功能。其主要功能有：第一、传输技术与多址技术。3GPP在应用的过程中，主要是依照大多数公司来实现对公司方案的支持，主要是通过"频域"的方法来实现对上行信号的支持，该技术在应用过程中能够对之前的信号进行扩展，并且进行信号的发射工作，有效的避免了OFDM系统所产生的PAPR问题。第二，宏分集。由于LTE信号存在着"同步问题"，因此在面对LTE的单播业务时，应该对频率要求较低的地区实行广播业务。第三，多天线技术。MIMO是LTE内部的核心技术，能够有效提高传输率，并且该项技术能被广泛应用到小区等各项建设中来[2]。

四、TD-LTE的应用前景

1、TD-LTE的高速性

在2010年上海世博会上，TD-LTE演示网不仅吸引了大量游客的驻足体验，而且也吸引了不少业内人士的目光，在上海世博会通信信息馆中TD-LTE规模演示网共设宏基站17个，包含14个室外宏站和3个街道站。该演示网覆盖上海世博会园区的9个室内场馆，包括浦东的7个场馆和浦西的两个场馆，覆盖面积为5.28平方公里。该演示网实际能够达到的最高数据传输速度，下行为70Mb/s，上行为25Mb/s，超过现有3G网络数据传输速度的10倍。TD-LTE具有高带宽，低延时的特性，如能够在移动中流畅的观看实时画面就是对其特性的最好印证。

2、TD-LTE的应用领域

2.1基于TD-LTE的移动高清会议

随着现代社会工作节奏的加快，人们为了业务的快捷办理对移动性的要求就越来越高，所以公司里的工作人员在同一时段分布在各个不同的地方，当公司需要召开重要会议时，就可以通过TD-LTE技术给不同位置的人员召开会议了。TD-LTE具有高效的实时性，所以在各个不同地理位置的会议人员通过装有摄像头的笔记本电脑，并通过TD-LTE数据卡，就能够将摄像头拍摄到是实时画面和语音传输到会议中心。而会议中心的实时图像信号也能够传输到各个位置的电脑上去。

2.2基于TD-LTE的移动高清视频监控

移动高清视频监控较好的应用就是公安交通系统。使指挥中心与终端设备可以共享实时信息。凭借无线电通讯设备、车载终端和手持LTE数据设备构成协作式设备组合，使一体化多媒体指挥中心与现场警员共享实时信息，从而可以实现公共安全所需要的先进通信能力。例如交通警察配备上具有摄像功能的手持LTE数据设备，就可以实时地把所执勤的路段交通信息传回到多媒体指挥中心，执勤的交警把违法的行为通过手持摄像机传回交通指挥中心，然后指挥中心对此事件作出的决定传输到交警的手持LTE数据设备中，从而起到快速处理交通事故的作用。这样，公安人员将能更好地把握现场情况，提高决策效率，创造良好的交通次序。

五、小结

总之，TD-LTE技术的优势主要体现在速率、时延和频谱利用率等多个方面，使得各大运营商能够在有限的频谱带宽资源上具备更强大的业务提供能力。另外，基于TDD技术的网络部署不需要成对频谱，并且通过日益发展的宽带功放技术，这样提高了运营商的频谱资源利用效率和网络部署效率。从中可以看出，TD-LTE通信技术具有很大的应用前景。

参考文献：

[1]袁树翀.关于无线通信LTE技术及应用研究[J]《中国新通信》.2013.20

[2]时晔.无线通信TD-LTE关键技术及应用探讨[J].吉城市建设理论研究（电子版）.2013.（22）