LTE效率挑戰(zhàn)

　　Apple iPhone和類似設備的推出，導致移動數(shù)據(jù)業(yè)務流量大幅上升。在第一批HSPA覆蓋區(qū)域內，移動寬帶業(yè)務流量迅速超過了語音業(yè)務，其中50%以上流量更是與iPhone的使用有關。在大多數(shù)國家，由于競爭激烈，許多運營商被迫提供統(tǒng)一費率的移動寬帶套餐，其結果是盡管移動寬帶需求猛增，但平均每個用戶收入(ARPU)卻保持不變。一部iPhone或與iPhone類似的智能手機生成的流量要相當于30部語音/短信型手機所生成的流量，而一張筆記本電腦無線網(wǎng)卡生成的流量則相當于450部語音/短信型手機所生成的流量。因此，預計到2013年，移動寬帶業(yè)務將占到所有移動業(yè)務份額的80%以上。為在這種新環(huán)境中生存，運營商們必需降低或使運營費用(OPEX)保持不變，而同時又需要能夠提供大幅增長的業(yè)務流量。

　　為了建立一種商業(yè)模式以減弱業(yè)務流量對網(wǎng)絡成本造成的影響，運營商們正迅速把自己的網(wǎng)絡升級到高效的全IP分組交換矩陣網(wǎng)絡(all-IP packet switched matrices)。僅僅在一年前，4G還被作為四種技術之間的競爭而被提及，即LTE、WiMAX、UMA和UMB。隨著縈繞著4G技術煙霧逐漸被澄清，LTE技術最終勝出。UMA和WiMAX仍將作為小規(guī)模使用的技術存在，而UMB技術則在2008年11月被高通公司廢棄。隨著基于3GPP和CDMA的技術有了明確的演進道路，LTE將提供一種通用的4G技術，并在可預見的未來，實現(xiàn)獨一的、相互兼容的全球通信構架。

　　通信革命

　　LTE技術在保證與現(xiàn)有的3GPP和CDMA網(wǎng)絡共存的基礎上，在其無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)中都引入了重大變革。早期2.5G和3G的無線接入網(wǎng)現(xiàn)在都輔以演進型UTRAN (E-UTRAN)。2.5G和3G基站將被新的eNodeB所取代，而核心網(wǎng)則會被EPC替代。這一網(wǎng)絡構架與E-UTRAN和其它接入網(wǎng)被統(tǒng)稱為系統(tǒng)架構演進(SAE)。SAE提供了兩個新的功能單元：移動管理實體(MME)節(jié)點，負責信令控制;SAE網(wǎng)關，負責處理用戶平面。

　　強健的接入技術

　　圖2: 把信號分擔到多個副載波中改善了信號的強健性

　　[圖示內容：]

　　Transmitter: 發(fā)射機

　　Receiver: 接收機

　　Interference: 干擾

　　LTE采用全IP網(wǎng)絡，摒棄了傳統(tǒng)的ATM連接方式。eNodeB越過無線網(wǎng)絡控制器(RNC)，采取直接與MME和SGW相連的方式。正交頻分復用(OFDM)無線接入技術被用于下行鏈路而單載波頻分多址(SC-FDMA)技術則被上行鏈路所采用。采用基于單載波的OFDM技術，其主要優(yōu)點是能夠應對各種復雜的信道條件。它可以根據(jù)與信道條件有關的反饋信息，實現(xiàn)用戶到副載波的自適應指配。這樣，細化后信號中即使發(fā)生了很小比例的數(shù)據(jù)丟失，也不會對信號的接收和感知產(chǎn)生負面的影響。

　　多入多出(MIMO)天線技術同時應用于上行鏈路和下行鏈路。通過把多部發(fā)射機和接收機植入天線中，發(fā)射機和接收機可以使用一系列副載波實現(xiàn)信號的傳送，從而保證在發(fā)生干擾時不受到影響。LTE的調制解調方案 – 64-QAM/16-QAM/QPSK – 保證了在距離增大時信號強度的穩(wěn)定性。動態(tài)帶寬分配技術實時監(jiān)測網(wǎng)絡，在用戶發(fā)生干擾或收到其它過強信號影響時，基站會為受干擾的數(shù)據(jù)流分配更多的帶寬和功率。