摘要：阐述了LTE技术的发展历史和发展现状在4 g网络,分析了LTE技术的主要特点和相关技术,并预测未来发展方向的LTE技术,以充分发挥LTE技术的优势,促进4 g网络的快速发展。
关键词：4G网络 LTE技术 发展历史 发展现状
一、LTE技术的发展历史和现状
LTE全称是long term evolution，在3G向着4G不断发展的过程中，LTE技术是重要的过渡技术，通常被称作是3.9G全球化标准技术，在推动4G网络不断发展上发挥着重要作用。在实践过程中，LTE技术是将用OFDM、MIMO作为无线网络不断发展的重要标准，并根据通信技术的发展需求，有效增强了3G网络中的空中接入技术，从而使频谱为20兆赫兹的宽带可以实现上下每秒86Mbit和下行每秒32Mbit的峰值速率。根据4 g网络的应用,LTE技术的实际应用具有历史性意义,这使得通信网络的改革和创新,尤其是服务质量和服务性能的有效改善社区的边缘,有一个重要的影响降低系统延迟和改善社区的总容量。
在一次大型移动会议上，4G LTE技术的新系统被成功演示，下载速度可以达到每秒1000兆比特，比目前的平均网速快得多。同时，国外LTE技术已经成熟应用，LTE网络用户数量急剧增加，LTE技术推广前景广阔。
在中国通信行业的不断发展和建设中，LTE项目的相关研究是基于3G网络中的TD-SCDMA技术和WCDMA技术，使得4G网络的LTE技术不断向TD-LTE技术和FDLTE技术发展。目前，TD-LTE频段已得到电信设备运营商的全面实施和支持，给4G网络LTE技术带来了诸多机遇和挑战。
根据4G网络的发展，LTE技术的持续发展所面临的挑战主要包括以下几个方面:第一，LTE技术有一定的局限性，主要是网络质量和未来的发展和网络的兼容性。一般来说，LTE需要高质量、高速度、高稳定性等网络技术来保证其24小时服务。此外，LTE的兼容性使数据分析、免费网络切换、上下游设备同步运行成为可能；第二，LTE技术的不断推广和3G市场之间的竞争，使得更多运营商不得不综合分析通信市场的发展，以促进4G网络的发展；第三，LTE技术的成本。目前，LTE技术的成本还没有明确界定。只有当成本是3G网络成本的10%时，LTE技术才能充分发挥其优势。
二、LTE技术的主要特点及相关技术
如图1所示，在实践应用中，与3G网络相比，LTE技术主要拥有如下几个方面的特点：首先，有效提高通信速率，使得下行峰值的速率可以达收到每秒100兆比特、上行的峰值可以达到50兆比特；其次，有效提高频谱效率，将主要目标设置为分组域的相关任务，使得整个网络系统的运行可以在分组构架基础上实现有效交换；最后，在基站分布位置不改变的情况下，使小区边缘位置的比特速率得到有效提高，并且，其兼容性在现有的3G网络的基础上，可以有效实现非3GPP规范系统的同时运行。由此可见，LTE技术具有一定先进性和科学性，是移动通信不断发展的必然趋势。
4G通信技术
近年来，随着科技的不断进步，通信行业的发展带来了新的发展，目前通信行业的业务正处于从3G无线网络向4G无线网络过渡的关键时期。4G无线网络通信以其强大的系统功能优势，有望成为当今领先通信行业的核心技术。4 g无线网络通信的最突出的特征是4 g技术集成了多个无线网络通信技术,以及各种类型的无线网络共存关系,不会导致干扰功能的不稳定操作的网络系统由于存在多个无线网络。由于无线网络的干扰，整个系统不受干扰，无线网络传输的信息数据失真。此外，4G无线网络通信技术还具有极强的适用性，即4G无线网络通信使用者无论是在任何时间或者地点无时无刻地都能利用4G无线网络处理完成自己的业务。但值得提出的是，任何事物的发展都具有两面性，在看到4G无线网络通信技术优势特点的同时，我们还需认真地考虑分析其系统在运行过程中的系统安全认证和安全切换问题，这也正是现今通信行业业界所要研究探讨的重点问题。4G无线网络通信的核心技术是具有覆盖全球范围的IP核心网。目前正逐步在全社会范围内取代传统的3G中的蜂窝网络。系统交换架构也从单一的电路交换向分组交换过渡，逐步形成分组交换为主要交换架构形式的全IP网络体系。其中，TD-LTE技术是采用时分双工技术版本的LTE技术，为TD-SCDMA技术的升级版，值得提出的是TD-LTE技术仍旧沿用TD-SCDMA帧结构；也就是说TD-LTE技术是集中传统优势技术，创新发展的新型技术，不管是在技术性方面还是在经济性方面都具有较高的价值性。尤其TD-LTE的物理层传输技术同传统的通信技术先比有着突破性的创新改进，使无线网络通信系统的运行更加的趋于稳定。
（1）TD-LTE技术充分地利用了TDD中的优势技术，完善了自身技术。该技术将有限的频谱资源得以充分深挖掘及利用；具体来讲，TD-LTE技术在应用过程中是按照TDD的模式将收发到信号进行整合，将信号调度到相同波载下的不同时间分段的信息数据进行分区传输。充分地将有限的频谱得以利用；（2）TD-LTE采用的编码技术是正交频分复用调制编码技术。该技术在实际应用中彻底地解决了无线网络通信系统运行过程中的频率选择性衰落问题和窄带干扰问题，大大地提高了单位频谱的传输效率。所谓的正交频分复用调制编码技术的原理是将单位频段内的设定好的信道按照一定的标准分为多个正交子信道，在各个子信道分别采用一个载波调制使各个子载波处于平行，有效解决了多种形式的载波交织在一起而形成信号波干扰问题，不宜信息数据的传输；（3）TD-LTE还采用了多输入和多输出技术。技术原理是在无线通信系统空间覆范围设置分立式多天线，多发射器和多接受天线的方式对通信链路进行分集、分解，使原本复杂的通信信道分为多组平行的子信道，减轻了通信信道传输信息数据的压力，起到了“分流”的作用。大大地提高了无线网络的通信容量
目前，LTE技术的相关技术主要有MIMO技术、OFDM技术、高阶调制技术三个方面：首先，MIMO技术的主要作用是提高整个的传输率，也
是当前需要高度重视的问题。在很多情况下，MIMO技术可以与OFDM技术结合使用，可以有效提高系统的整体性能，一般在接收端和发射端，MIMO技术是采用的多通道和多天线的方式运行。在有多个天线存在的情况下，采用空时编码的方式可以使数据子流被分开和解码，从而确保系统的运行处于最近状态。与此同时，通过采用多个天线，发射天线和接收天线之间会形成很多独立的通道，从而实现各种数据的独立传输，最终提高数据传输的速率。另外，MIMO技术可以将多个无线信道、接收、发射尽可能的优化，从而使通信容量和频谱的利用效率尽可能的提高，在消除其它因素带来的干扰和空域与时域的联合分集上有着重要影响。其次，OFDM技术是LTE技术的重要组成部分，在降低延时性、减少干扰等方面发挥着重要作用。通常情况下，OFDM技术的应用是在符合相关条件的情况下添加保护间隔，以在保护间隔比信道延时的扩展时更大的情况下，将各种符号带来的干扰完全消除。与此同时，OFDM技术的相关参数的设置与系统的性能有着密切联系，如循环前缀的设置，其长度与OFDM系统的覆盖范围和抵抗能力有着直接联系。一般在半径不超过100千米的覆盖区域内，LTE技术采用的是两套前缀循环方案，以根据现场的实际情况选择最合适的方案。最后，高阶调制技术的合理运用，可以有效提高峰值的速率。通常情况下，在现有的3G通信基础上，将64QAM的高阶调制添加到LTE系统上，可以有效提高下行的峰值速率，使其达到每秒100兆比特的状态。根据实际应用情况来看，采用高阶调制技术可以使信道的有效利用率提高至少60%，在LTE系统的运行中是解决相关问题的重要方案。与此同时，高阶调制技术的合理运用，还能使用户的体验更好深刻，并为运营商提供更多技术优势，从而大大降低其运营成本。
三、LTE技术的未来发展方向
在现代社会，随着4G网络的不断发展，我国目前已经有了D-LTE-Advanced的4G标准，这就要求根据当前通信建设的实际情况制定发展战略，以促进4G网络的健康稳定发展。与此同时，TD-LTE已成为目前国际4G主流标准之一。在加大TD-LTE技术在中国发展的过程中，必须注重先进理念和优秀人才的培养，与世界各地运营商共同推广LTE技术，最终促进我国4G网络LTE技术的不断完善。
四、结束语
综上所述，4G网络的LTE技术具有诸多优势，使得4G网络的发展前景十分广阔。根据中国4G网络LTE技术的整体发展情况，为了缩短与国际水平的差距，有必要加强国际研究机构之间的联系，真正在实践中完善中国LTE技术。
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论文作者:黄海生
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：技术论文; td-scdma论文; 无线网络论文; 网络论文; 信道论文; 系统论文; 通信论文; 《基层建设》2018年第26期论文;