分析LTE宽带移动通信网络及关键技术

李伟强

（长讯通信服务有限公司 广东广州 510000）

分析LTE宽带移动通信网络及关键技术

李伟强

（长讯通信服务有限公司 广东广州 510000）

现代社会中，科学技术的不断进步，使得人们在进行信息传输与交换的过程中越来越多的选择通信网络这种手段，随着传统移动通信的不断进步，逐渐衍生出LTE宽带移动通信。本文首先对LTE宽带移动通信技术发展的安全性进行了分析，并在此基础上，对LTE宽带移动通信网络的关键技术进行了探讨，以供同行参考。

LTE；宽带移动；通信网络；关键技术

1 引言

目前，第三代移动通信网络主要有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三种主要的网络制式。在多媒体业务、终端等各个方面逐渐出现了难以与时代需求相适应的发展状态。随着科学技术的不断进步以及移动通信网络的快速发展，将通信网络的融合以及长期演变作为主要的目标，逐渐出现了LTE宽带移动通信网络。从某种程度上来说，LTE宽带移动通信网络已经初步具备商用的能力；其作为下一代演变的移动通信网络，在现阶段存在的多制式网络基础之上，将业务融合作为主要的目标，从而为服务客户提供一个更加全面的宽带移动通信网络。

2 宽带移动通信技术发展的安全性

通常来说，将LTE分为两种双工模式，即FDDLTE和TDDLTE；LTE能够使频谱效率与数据传输的速度得以显著地增加，其峰值速率上行能够达到50Mbps，下行100Mbps。因此，其与3G网络相比，在速度方面能够提升10倍以上。

在宽带移动通信中，多种技术的相互融合能够使网络的吞吐量得以提高，这不仅能够使上网的速度得以明显的改善，而且对于网络漏洞以及安全问题的减少也有着十分重要的作用。LTE宽带移动通信拥有属于自己的安全体系，技术网络的IP化能够为各种网络提供相关的帮助。在宽带移动通信的安全方面，国际相关组织以及有关的学者都对此开展了一定的研究。3G网络的不断发展衍生了LTE，在安全性方面，LTE基本上保留了3G网络中合理的安全性能，例如，网络与终端的双向认证。

3 通讯技术的演进

移动通信在从2G向3G再到LTE不断演进的过程中，其技术演进方向从图1中可以看出是载频带宽由窄带向宽带不断发展，移动通信网络也逐渐由以语音为主导的网络向数据的高速传输为主的网络发展，LTE宽带移动通信网络能够以PS的全业务为基础来实现数据传输的高速率，其下载的峰值速率能够达到100Mbps，传统的语音业务能够为其提供QoS传输保障，这对于数据及信息的实时性与安全性的保障有着十分重要的现实意义。

3.1 LTE组网

从图2中能够看出，LTE组网主要具有以下几个特点：

（1）扁平化：与2G/3G网络相比，LTE网络结构没有无线控制层（RNC/BSC），eNB能够直接对核心网（MME/xGW）进行连接，网络结构从总体上来说呈扁平化的状态。

（2）网状组网：相邻的eNB之间自组网，MESH网络结构。

（3）全IP化：主要传输方式为以太网；eNB之间的通信要经过X2接口，对于小区间移动资源的优化管理有着重要作用，这样的全IP化，扁平化的网状组网能够使eNB集成更多的功能块，包括：媒体接入层（MAC）、分组数据汇聚协议（PDCP）、物理层（PHY）、移动链路控制（RLC）、小区间移动资源管理（RRM）、移动资源分配和调度等。

图1 LTE与移动通信网络的演进

图2 LTE组网示意图

3.2 LTE网络的设计要求

为了能够使相关用户对于移动网络的高速率、实时性以及全业务的需求得以满足，在设计方面，LTE需要对以下几个方面进行考虑：

（1）更加灵活的信道宽带需求。在信道宽带的需求方面，LTE网络比较灵活，可以是 1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等，这样一来对于现有频率的使用十分有利。

（2）更低的无线网时延。一般来说，单向用户面的时延会低于5ms，控制面的时延通常不超过100ms。

（3）全分组域业务。其能够为传统的电信业务提供QoS传输，也就是说，其能够为客户提供2G或者是3G网络的基本数据以及语音服务。

（4）频谱效率更高。一般下行要比WCDMA R6提高3～4倍，上行频谱效率比R6提高2～3倍。

4 LTE宽带移动通信网络的关键技术

4.1 LTE宽带移动通信网络技术的特点

LTE移动宽带通信技术与3G网络相比主要具有下列几个技术特点：①在速率方面，LTE宽带移动通信更快，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps，这种传输速率与其他制式的移动通信相比具有更大的优势；②LTE宽带移动通信技术通过对分组交换手段的利用，能够转换整体的结构，从而使LTE宽带移动通信分组域的目的得以实现；③LTE宽带移动通信的QoS机制能够使LTE业务的顺利开展得以保证。同时，通过对良好的设计系统进行充分地利用并对Qos保护进行不断地完善，能够使得VoIP的服务质量得到切实地保证；④对于无线网络时延的降低有着重要的作用；⑤能够在基站位置保持不变的状态下对领域边界的比特速率进行增加。

4.2 正交频分复用技术

在LTE宽带移动通信网络中，OFDM就是所谓的正交频分复用，其技术具有以下几个特点：①对于多径干扰抑制的实现意义重大；②在频谱扩展使用方面，其更加地灵活；③受到频率偏差的影响，例如多普勒频偏，很有可能会造成本地接收与异地发射之间产生正交性的干扰破坏。OFDM技术能够通过大量的窄带子载波来使多载波传输得以实现。将循环前缀应用到LTE宽带移动通信网络中，能够对移动网络传输环境中的多径效应进行有效地对抗，而且还能够解调与调制快速傅立叶反变换与快速傅立叶变换，从而使系统的复杂性得以简化，另外，为了能够使不同时延而造成的符号间的干扰得以有效地预防，在LTE宽带移动通信网络中对CP（CyclicPrefix）进行了利用。

4.3 跨小区间的链路自适应，资源管理与干扰协调

以用户所在的地理位置为依据来对频带资源进行分配，从而使小区间的干扰降低，使链路稳定性得以提高，并实现多小区频谱效率的优化。

4.3.1 静态邻小区干扰协调与功率控制

①小区间的干扰能够使小区边缘的频谱效率得以降低；②将小区间干扰协调（ICIC）和功率控制（PC）结合在一起能够使干扰得到一定程度地降低；③上行功率的控制：终端UE在对本小区与邻小区的路损计算完成之后，与路损差相结合来对补偿因子进行计算；④部分频率复用：系统对频率资源分成两个复用集，一个为频率复用因子大于1的频率集合，在边缘用户（CEU）的调度中应用；一个频率复用因子等于1的频率集合，应用在中心用户（CCU）的调度过程中。

4.3.2 动态邻小区干扰协调

①LTE对于同频组网下动态小区间的干扰协调有着重要的作用；②任何小区都能够通过X2消息来对强干扰指示（HII）发送至相邻的小区，对小区进行事先控制，避免对相邻小区资源调度产生干扰；③还可以通过X2消息发送过载指示（OI）至相邻的小区，当相邻的小区收到OI报告后会采取自降干扰措施，例如对本小区的发射功率进行降低。

5 LTE宽带移动通信网络技术的应用

随着我国经济发展水平的不断提高，科学技术的不断进步，移动支付、移动社交等移动互联网技术得到了繁荣的发展，并且伴随着智能手机与平板电脑等移动互联网终端的应用范围的不断扩大，网络技术的落后阻碍了移动宽带时代的真正到来。为了能够突破这一阻碍，一方面，蜂窝移动通信网络开始向着更高速率、更高频谱利用率的LTE网络升级；另一方面，将LTE网络与WiFi网络结合在一起，也成为该领域研究的重要方向。LTE宽带移动通信网络技术由于自身所具有的高速移动性、实时性、高速率以及全业务等优点，使宽带移动网络能够在众多领域进行推广与应用，例如远程医疗、虚拟导航、远程多媒体教学、虚拟现实、远程地理应用以及应急等各个领域。

6 结语

科学技术的快速发展与进步，促进了移动网络由2G向3G再到LTE宽带移动通信网络的发展，使人们的生活发生了极大的改变。现阶段，LTE宽带移动通信网络技术被大众应用得还不够广泛，本文主要针对LTE宽带移动通信技术的安全性以及其关键技术进行了一定的探讨，以期能够为LTE宽带的发展及更好地应用提供一定的帮助，使LTE宽带移动通信网络技术能够得到更大的突破与发展。

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TN929

A

1004-7344（2016）11-0255-02

2016-3-25

李伟强（1985-），男，汉族，本科，主要从事移动通信相关工作。