LTE效率挑戰

　　Apple iPhone和類似設備的推出，導致移動數據業務流量大幅上升。在第一批HSPA覆蓋區域內，移動寬帶業務流量迅速超過了語音業務，其中50%以上流量更是與iPhone的使用有關。在大多數國家，由于競爭激烈，許多運營商被迫提供統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，移動寬帶業務將占到所有移動業務份額的80%以上。為在這種新環境中生存，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務流量。

　　為了建立一種商業模式以減弱業務流量對網絡成本造成的影響，運營商們正迅速把自己的網絡升級到高效的全IP分組交換矩陣網絡(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技術在保證與現有的3GPP和CDMA網絡共存的基礎上，在其無線接入網和核心網中都引入了重大變革。早期2.5G和3G的無線接入網現在都輔以演進型UTRAN (E-UTRAN)。2.5G和3G基站將被新的eNodeB所取代，而核心網則會被EPC替代。這一網絡構架與E-UTRAN和其它接入網被統稱為系統架構演進(SAE)。SAE提供了兩個新的功能單元：移動管理實體(MME)節點，負責信令控制;SAE網關，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: 發射機

　　Receiver: 接收機

　　Interference: 干擾

　　LTE采用全IP網絡，摒棄了傳統的ATM連接方式。eNodeB越過無線網絡控制器(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，其主要優點是能夠應對各種復雜的信道條件。它可以根據與信道條件有關的反饋信息，實現用戶到副載波的自適應指配。這樣，細化后信號中即使發生了很小比例的數據丟失，也不會對信號的接收和感知產生負面的影響。

　　多入多出(MIMO)天線技術同時應用于上行鏈路和下行鏈路。通過把多部發射機和接收機植入天線中，發射機和接收機可以使用一系列副載波實現信號的傳送，從而保證在發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定性。動態帶寬分配技術實時監測網絡，在用戶發生干擾或收到其它過強信號影響時，基站會為受干擾的數據流分配更多的帶寬和功率。