无线通信LTE技术及应用探讨

赵亮

摘 要：随着经济的快速发展和信息技术的不断进步，电子设备已广泛应用于人们生活的各个方面、各行各业。随着社会发展的需要，网络也从2G网络升级到3G网络，现在无线通信LTE技术（4G网络）已成为发展的主流。本文从中国LTE无线通信技术的现状出发，主要从其创新应用的实际应用、LTE无线通信技术的应用前景和应用研究三个方面进行了简要概述。

关键词：无线通信；LTE技术

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）20-0291-02

前 言

21世纪初以来，互联网、电脑等现代化设备逐渐兴起，个人通信技术也越来越成熟。根据调查数据，世界上移动语音用户的数量已经超过18亿，而且越来越多的用户对通信技术的有了更高的要求。虽然3g网络在无线性能上有了明显的改善，但由于知识产权技术的局限，使得它仍然不能满足用户的要求，再加上简单的技术，WIFI信号差，价格低等限制，必然会被市场淘汰。LTE技术是一种新兴的无线通信技术。它不仅能提高技术的缺点，满足人们对技术的高要求，还能给信息传输领域带来更多的好处。为了推广这种技术，我们必须了解它的特点，在应用研究方面做得很好，并使其进入更高的阶段。

1 无线通信LTE技术的概述

一般来说，LTE技术通常被称为“4G”技术。它是一种基于2G和3G网络通信的新技术。与以往的通信技术相比，LTE技术最具有优势的特点是传输速度高、声音质量高、频率利用率高等，这使得信息的自由传递。具体来说，无线LTE技术的峰值下行速度为100Mhps，下行速度为每秒5比特，是R6HSDPA的3～4倍。其关键技术如下：

（1）sc-fdma技：该技术是一种单载波多用户接入技术，其应用比OFDM技术简单，PAPR数据较低。它最大的优点是可以降低传输终端的平均功率比，降低终端的成本。同时，它的技术特点包括灵活的频谱带宽分配、多径衰落和固定子载波序列的循环前缀。SC FDMA技术包括集中式和离散型。集中式用户可以在频域中进行传输，带宽也可以改变。离散模式采用IFDMA模式，最大的特点是可以改变子载波的数量。

（2）OFDM技术：LTE技术的主要特点是OFDM技术的应用，可以降低子载波的编码速率，延长符号的持续时间，从而更有效地抵抗延迟扩展。无线通信的LTE性能主要受OFDM参数设置的影响，主要用于消除符号间的干扰。为了满足半径100km的覆盖要求，需要有效地选择前缀和使用CP。

LTE比3G快得多，通信速度对客户来说是最重要的。随着LTE技术的通信速度解决了3G网络速度慢的问题，用户对速度的需求将会得到很大的满足。如果我们把3G描述成“高速公路”，我们可以用“磁悬浮”来描述LTE。其主要特点是在20MHz的频谱带宽下可以提供下行链路的300Mb/s和上行链路7Mb/s的峰值速率。LTE技术大大缩短了网络延迟，内部单向传输延迟低于5ms，控制平面从睡眠到激活状态的迁移时间小于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100。

2 LTE網络结构及LTE核心技术

2.1 LTE网络结构和协议结构

LTE采用了由B节点构成的单层结构，有利于简化网络，减少时延，实现低延时，低复杂度和低成本。与传统的3GPP接入网络相比，LTE降低了RNC节点，名义上，LTE是3G演进，但事实上它完全改变了3GPP的整个架构，逐渐接近典型的IP宽带结构。

如果将其视为核心网络的一部分，则接入网络主要由eNB层组成。ENB不仅具有原始节点B的能量，而且还执行原始RNC功能的大部分，包括物理层、MAC层、RRC、调度、访问控制、负载控制和内部控制。NodeB和节点B是通过网格直接连接的，这也是对原始UTRAN结构的一个主要修改。

2.2 LTE核心技术

LTE不仅可以简化结构，而且还可以通过以下关键技术实现卓越的性能。①传输技术和多地址技术：3GPP选择了大多数公司支持的方案，即即下行OFDM，上行SC-FDMA，大多数公司支持使用“频域”方法生成uplinkSCFD-MA数字。该技术在OFDM的IFFT调制前扩展信号DFT，使系统发送时域信号，从而避免OFDM系统发送频率域信号引起的PAPR问题。②宏观多样性：由于“同步问题”困难，LTE不采用单播服务的下行宏多样性。对于频率要求较低的组播广播服务，可以使用大的循环前缀（CP）来解决单元间的同步问题。考虑到网络结构的“扁平化”和“分散”，LTE不采用上行宏分集技术。③调制与编码：LTE下行链路主要采用OPSK、I6QAM、64QAM。位移BPSK、OPSK、BPSK和16QAM主要用于上行。Turbo码主要考虑在信道编码的LTE中，但是其他编码方法，如LDPC码，也会考虑是否能获得显著的增益。④多天线技术：MIMO技术是LTE技术的核心，是提高传输速率的主要手段，LTE系统的设计可以适应宏观社区、小区域、MIMO技术的热环境。LTE已经确定MIMO天线数量的基本配置下降了2。

3 无线通信LTE技术及应用研究

3.1 LTE技术的创新应用

基于4G的无线通信LTE技术不再使用3G系统的关键技术，采用新的设计理念、创新的技术和应用创新。LTE技术的结构主要由NoDEB组成，它有助于减少等待时间，简化技术，实现低成本和降低复杂性。此外，RNC节点较少，对3GPP技术的贡献也非常大。一般来说，LTE无线通信技术采用频分多址系统，属于OFDMA技术的改进，它可以传输正交，且两种单载波传输资源的价值，降低成本。在此基础上，其内部也使用平面网络结构，实现了使用多个天线技术，取消了共和党全国委员会节点，并实现了多样性，数组，空分多路复用增益，可以允许多个用户从不同的方向在同一时间段的服务，增加的速度峰值数量和数据传输的速度。

总体而言，LTE的一些最重要的技术创新如下：①采用LTE频分多址接入系统。该技术利用改进的OFDMA实现了正交传输和单载波传输资源的统一，降低了功率放大器的成本。②采用平面网络的结构。LTE采用了“扁平”无线接入网络结构，取消了RNC节点，简化了网络设计。③多天线技术的应用。应用于LTE的多天线技术有三种增益形式：分集增益、阵列增益和空间复用增益。分集增益是利用多天线提供的空间多样性来提高多径衰落信道的传输可靠性的一种方法。通过预测编码或波束形成，监视器将能量集中到一个或多个指定的方向，允许多个用户同时接受不同方向的服务。WDM增益利用空间信道的强相关性和弱相关性，在多个独立的空间信道上传输不同的数据流，从而提高了数据传输的峰值速率。

3.2 LTE技术的实际应用

随着科学技术的逐步完善，无线通信的LTE技术已逐渐应用于各行各业，其技术特点也越来越成熟。例如，在中国的上海世博会上，高清视频监控的初步演示应用了LTE技术，并在系统中使用了网络移动生产和广播设备。该技术的有效利用可以实现视频、音頻等材料的快速传输，提高新闻的时效性，满足新闻传播的需要。在传输速度方面，用户在使用LTE无线通信技术后不到2h即可下载40G 3D电影，速度提高10倍以上。

3.3 LTE技术的应用展望

一方面，LTE技术是从3G技术向4G技术发展的必由之路。在应用过程中，最新的B3G或4G技术，如OFDM和MIMO，可以在一定程度上用于4G技术的科学应用。基于LTE技术的优势，它与4G系统技术有着更为密切的联系。

另一方面，LTE技术的产生和应用不是一个简单的过程。它主要是在与WiMAX的竞争中发展起来的。目前，WiMAX的802.16e标准正在应用到3G系统中。802.16e技术是IMT-Advanced的候选之一，坚持保持其原有的兼容性特征。在未来的技术应用领域，WiMAX技术和LTE技术将不可避免地出现竞争态势，将在高技术领域中得到良好的应用，促进其更好的发展。

4 结束语

综上所述，由于社会科学技术的迅速发展和现代化建设，升级的LTE无线通信以其独特的优势，占据着非常重要的作用在网络通信领域，网络通信应用程序进一步完善，实现技术创新和发展。LTE技术在无线通信网络中的应用也有很大的优势。它可以实现传输速度的加快，满足人们使用的新要求。在这方面，我们必须做好技术研究和应用，逐步完善网络系统，使技术得到进一步发展。

参考文献

[1]任 超.基于无线通信LTE技术及其应用的探究[J].中国新通信，2016，18（06）：86.

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[3]吴守霞.无线通信LTE技术及应用研究[J].自动化与仪器仪表，2015（01）：129～130.

收稿日期：2018-6-12