试论LTE网络理念下的传输技术

陈桂珊

摘 要：传输技术主要是指借助不同信道所具有的传输能力所构建的传输系统，因此保证信息可以安全有效的传输出去。通信系统要想发挥功效，传输系统必不可少，而传输系统性能的好坏，主要与信道传输能力有着直接的关系。本文主要通过对LTE网络理念下的传输技术要求的介绍，探讨了LTE网络理念下的传媒技术要点，希望能够为LTE网络发展提供借鉴。

关键词：LTE网络；传输技术

尽管现阶段的宽带成本比较低，而且中能够将信息安全有效的传送到终端，使得个人通信娱乐设备越来越走向微型化，但已经有很多微型化设备已经普及。GSM网络的不断发展，使得无线数据运营成本得以明显降低，但这只是宽带演进的初步阶段，有很多方面都无法满足用户需求，局限性比较多。现如今，LTE网络传输技术应用相对普遍，如何在现有条件下，改善LTE网络，使其整体结构更具有实用性，是现今需要解决的重要问题。

1 LTE网络理念下的传输技术要求

LTE网络通常被人们称之为3.9G网络，最显著的优势就是具备100Mbps数据下载能力，在4G还未出现之前，LTE属于3G向4G的过渡技术。该技术的出现使得原有的3G技术的空中接入能力更强，无线网络演进主要有两个衡量标准，一个是OFDM，另一个是MIMO。如果频率带宽达到了20MHz，则峰值速率下行可以实现326Mbit/s，上行可以实现86Mbit/s，这使得即便是小区边缘用户也能够有非常好的网络使用效率，由此小区整体容量都有所扩大，整个网络系统延迟性也大大降低。在LTE网络理念下，传输技术需要达到如下需求：

1.1 必须解决带宽瓶颈问题。正常情况下，2GBTS通常应用1.5M带宽，而普通的UMTS带宽需要6M，LTE则需要100M，如果承载网为2G，这就需要扩容为原来的60倍，如果需要同时承载2G与UMTS网，则需要在原有的基础上扩容15倍。

1.2 带宽成本需要有所改变。正常情况下，E1专线需要的成本最低为300USD，最高为1000USD，如果是1000站点网络，也就是指在LTE阶段，成本大约为5000E1，也就是需要240MUSD。移动带宽的到来，数据业务将会需要越来越多的带宽，在LTE RAN网，绝大部分都属于数据业务，占整个业务量的95%，因此自然对带宽有非常高的需求。即便如此，数据业务所获得的比特收益也要比语音业务少很多。简言之，成本降低的同时，吞吐量却进一步上升。而要实现这一目标IP化是必要的选择。

1.3 LTE网络承载模型要有所改变。LTE网络模型具备很多的优势，如数据业务为主体，需要大量的带宽；基站覆盖范围比较小，但是数量增值却非常快。所以LTE网络承载模型需要改变就是延迟要降低，吞吐量要明显提升。

1.4 FMC综合承载模型要有所转变。传统网络所能够承担的业务的只有一种，而且通常是一个平面上运行，但是FMC综合网络则需要在不同平面完成多种业务，构成综合运维系统，将多个业务。如固网业务、移动业务等，都放置在一个网络中，因此在这个网络中如何能够让多种业务同时实现非常必要。

2 LTE网络理念下的传媒技术要点

2.1 网络架构

LTE网络典型代表3GPP LTE接入网，该接入网需要满足多个条件，比如对于先进的物理层传输技术也可以支持，另外，时延性以及复杂度都要非常低，同时还需要满足低成本条件。这样的条件原有网络结构难以满足，因此要给予合理的调整以及演变。经过多年的研究，3GPP最终确定选择应用E-UTRAN结构，而接入网则由两大部分构成，一部分是演进型，英文为eNodeB，另一部分是接入网关，英文简称为aGW，整个结构就相当于IP宽带网络结构，这一结构完全能够满足于上述需求，这对整个网络系统体系框架的构建具有积极的意义。eNodeB结构是由NodeB发展而来，与原有的相比，增加了很多层次，如MAC层、承载控制层等。而接入网关实际上可以将其作为边界节点，这核心网最为重要方面。

2.2 基本的传输技术和多址技术

3GPPRAN1工作组是专门负责物理层传输技术的甄选、评估和标准制定的。在对各公司提交的候选方案进行征集后，确定了以OFDM为物理层基本传输技术方案。实际上在确定这个方案的时候，3GPP内部分为两大阵营：支持OFDM的和支持CDMA的。支持CDMA的公司主要考虑的是后向兼容性，支持OFDM的公司主要是考虑到某些公司对于CDMA技术的垄断性把持。在选择OFDM作为物理层基本传输技术的同时，大家对OFDM的具体实现上还存在分歧：一部分公司认为上行的峰平比较大，对终端的寿命和耗电量有很高的需求，由此建议上行采用低峰平比的单载波技术；另一部分公司则认为在上行也可采用滤波、循环削峰等方法有效降低OFDM峰均比。最后，经过激烈的讨论的艰苦的融合，3GPP最终选择了大多数公司支持的方案，下行OFDM；上行SC-FDMA。

2.3 物理层技术

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15kHz。上下行的最小资源块为375kHz，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方式或离散方式。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。长CP利于克服多径干扰，支持大范围覆盖，但系统开销也会相应增加，导致数据传输能力下降。为了达到小区半径100Km的覆盖要求，LTE系统采用长短两套循环前缀方案，根据具体场景进行选择：短CP方案为基本选项，长CP方案用于支持LTE大范围小区覆盖和多小区广播业务。

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，根据有关会议报告，LTEMIMO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，时间（频率）转换发射分集，包括循环延迟分集在内的延迟分集，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MIMO场景的传送方案。

高峰值传送输率是LTE下行链路需要解决的主要问题。为了实现系统下行100Mbps峰值速率的目标，在3G原有的QPSK、16QAM基础上，LTE系统增加了64QAM高阶调制。LTE上行方向关注的首要问题是控制峰均比，降低终端成本及功耗，目前主要考虑采用位移BPSK和频域滤波两种方案进一步降低上行SC-FDMA的峰均比。LTE除了继续采用成熟的Turbo信道编码外，还在考虑使用先进的低密度奇偶校验码。

结束语

综上所述，可知LTE网络理念下的传输技术需要满足更多的需求，比如实现宽带化、多样化等，以此达到高带宽的需要。虽然目前的传输技术还有一定的不合理之处，但是只要做好相应的技术研究工作，未来定会满足网络系统需求。■

参考文献

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