《電子技術(shù)應(yīng)用》
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詳解高速大容量通信的新一代通信方式“LTE”
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摘要: “LTE”得到了NTTDoCoMo的高速通信服務(wù)“Xi”的采用,是目前備受關(guān)注的新通信方式之一。那么,LTE究竟是什么?與原來的手機(jī)通信方式又有何不同呢?
關(guān)鍵詞: 高速 大容量 通信 LTE OFDMA
Abstract:
Key words :

  “LTE ” 得到了NTT DoCoMo的高速通信服務(wù)“Xi”的采用,是目前備受關(guān)注的新通信方式之一。那么,LTE究竟是什么?與原來的手機(jī)通信方式又有何不同呢?

  LTE的特點(diǎn)是“高速、大容量、低延遲”

  “LTE(Long Term Evolution)”是指用于手機(jī)的新通信方式之一。比“W-CDMA”和“CDMA2000”等目前主流的第3代手機(jī)(3G)通信方式更加新穎,是連接新一代(第4代)手機(jī)的方式,因此在日本又被稱為“3.9G”。

  LTE與3G相比做了三點(diǎn)改進(jìn)。其中最容易理解的就是比3G“速度快”。原來的3G方式(W-CDMA方式)下行通信速度最大為384kbps~42Mbps(因技術(shù)和條件而異),而LTE的下行速度最大為37.5Mpbs~326.4Mbps(因條件而異),有望實(shí)現(xiàn)與光纖相當(dāng)?shù)耐ㄐ潘俣?,大幅?shí)現(xiàn)了高速化。

  第二點(diǎn)是“大容量”。較各種3G方式提高了頻率利用效率,在相同帶寬下確保了約3倍的容量。也就是說,原來3倍數(shù)量的用戶可同時利用。由于電波資源有限,而且最近智能手機(jī)人氣上升使得數(shù)據(jù)通信利用量迅速增加,容量不足導(dǎo)致的無法通信或速度降低的情況不斷增加。因此,這也是可確保大容量的LTE備受關(guān)注的一大原因。

  最后是“低延遲”。低延遲與其他兩點(diǎn)相比可能難以形象化,例如,在線玩過對戰(zhàn)游戲,或使用IP電話應(yīng)用進(jìn)行過語音通話的人可能經(jīng)歷過反應(yīng)“延遲”,需要稍等一會兒才會有反應(yīng)的情況。如果使用LTE可較原來縮小這種延遲。與利用3G時相比,能更舒適地利用需要實(shí)時反應(yīng)的服務(wù)。

  支持LTE的技術(shù)有哪些?

  LTE之所以實(shí)現(xiàn)了這些特點(diǎn),主要是因?yàn)椴捎昧?ldquo;OFDMA”和“MIMO”技術(shù)。

  OFDMA(正交頻分多址接入)是指可同時發(fā)送大量信息的技術(shù)。通過改良用頻率劃分信息發(fā)送載波后進(jìn)行發(fā)送的FDMA方式,并調(diào)制載波使之重合,實(shí)現(xiàn)了OFDMA。即使利用的帶寬相同,也能發(fā)送更多的信息。

  而MIMO是指,通過用多條天線發(fā)送不同的信息,并同時接收這些信息后進(jìn)行合成,從而一次接收大量信息的技術(shù)。天線數(shù)量越多,越容易實(shí)現(xiàn)高速大容量通信。

  但這些都是無線LAN和WiMAX等可實(shí)現(xiàn)高速無線通信的通信方式大多采用的技術(shù),并不是LTE的自主技術(shù)。不過LTE以原來的手機(jī)通信方式為基礎(chǔ)導(dǎo)入了這些技術(shù),因此建立了利用手機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營商容易應(yīng)對的機(jī)制。

  所以,LTE獲得了大量運(yùn)營商的支持,將來有望作為世界主流通信方式廣泛普及。

  通過與3G結(jié)合彌補(bǔ)弱點(diǎn)

  LTE通信服務(wù)已經(jīng)在日本等全球多個國家啟動。不過即便是最早啟動的國家,也只開始了1年左右,時日尚短,而且能利用的區(qū)域也僅限于城市地區(qū)等。并不是在全國各地都能使用。

  而采用各種3G方式的手機(jī)服務(wù)由于已經(jīng)導(dǎo)入多年等原因,覆蓋區(qū)域要比LTE大得多。因此,配備LTE的終端大多都是可利用LTE和3G二者的混合型。

  混合型終端可在LTE范圍內(nèi)利用LTE方式的高速通信,在這一范圍外則可利用速度雖然會降低但能穩(wěn)定連接的3G通信。目前也能在廣大的范圍內(nèi)利用終端。

  另外,混合型智能手機(jī)等的語音通話利用3G線路。LTE本打算利用VoIP即IP電話機(jī)制進(jìn)行語音通話,但由于LTE范圍自身較窄,用于對線路質(zhì)量要求尤為嚴(yán)格的語音通話尚有難度。因此,目前使用了可在大范圍內(nèi)穩(wěn)定利用的3G。

  “FDD-LTE”和“TD-LTE”是指?

  以上統(tǒng)一使用“LTE”一詞進(jìn)行了介紹,但實(shí)際上LTE分“FDD-LTE”和“TD-LTE”兩種方式。

  二者的差異在于上行和下行通信方法。FDD-LTE是FDD(頻分雙工)方式,即區(qū)分使用上行和下行頻帶的方式。而TD-LTE采用上行和下行通信使用相同頻帶,根據(jù)時間進(jìn)行分割交換的TDD(時分雙工)方式。

  FDD方式的通信效率比較高,但由于上行和下行速度是固定的,靈活性較低。而TDD方式可根據(jù)情況靈活改變上行和下行速度,但由于沒有明確分離,通信效率會降低。二者各有利弊。不過區(qū)分二者差異的并不是這些技術(shù)要素,而是采用的運(yùn)營商。

  平時所說的“LTE”一般是指FDD-LTE,以NTT DoCoMo的Xi為首,歐美及韓國等目前開展LTE服務(wù)的運(yùn)營商有很多都采用FDD-LTE。而TD-LTE以在手機(jī)上采用TDD方式的中國運(yùn)營商為首,逐漸得到了利用TDD的WiMAX服務(wù)運(yùn)營商等的采用。

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