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现今社会，随着科学技术日新月异的发展无线通信技术也从1897年的通信试验发展到如今的4G通信。曾经的3G技术虽然有较高的无线频率利用效率，能提供快捷方便的无线应用并且能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务，但是却仍旧无法满足愈加飞速发展的多媒体的通信需求。而比3G通信速度更快、增值服务更多、网络构架更简单的4G通信就成为了当今的无线通信主流。 在为期两周的4G无线通信的培训中，经过讲师由浅入深的讲解，我对LTE的网络构架有了清晰的了解，无论是曾经的2G还是3G以至于现今的4G，移动通信技术的演进路线清晰地表明了现在的网络具有多种标准共存汇聚集中、多个频段共存、移动网络宽带化IP化趋势的特点。4G系统针对各种不同业务的接入系统，通过多媒体接入连接到基于IP的核心网中。而基于IP技术的网络结构使用户可以实现在3G、4G、WLAN及固定网间的无缝漫游。曾经的2G网络和3G网络都是终端经由两个网元再接入核心网的，4G简化了这个过程由终端连接基站只经过基站接入核心网，没有了2/3G的基站控制器。而4G网络没有了CS域，也就是电路交换域于是无法承载话音业务，4G的核心网中分别指向处理信令的MME以及处理业务的S-GW，现在的4G对于话音业务的处理还是只能滑落到3G或者2G来处理话音业务。而4G网络中的基站eNodeB拥有3GPP 3G网络中NodeB和RNC的大部分功能，包括物理层功能，MAC、RLC、PDCP功能，RRC功能，资源调度，无线资源管理，无线接入控制，移动性管理。 而在LTE的发展过程中也涉及到了很多的关键技术，比如正交频分复用技术。 实际上，LTE有两种不同的制式，一种是频分双工FDD-LTE，另一种是时分双工TDD-LTE。在TDD模式的移动通信系统中，基站到移动台之间的上行和下行通信使用同一频率信道的不同时隙，用时间来分离接收和发送信道，某个时间段由终端发送信号给基站，另外的时间由基站发送信号给终端。FDD模式的特点是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用频段来分离接收和发送信道。而为了消除或者减小信号波形间的干扰提高频谱利用率，现在的LTE更多的选择了正交频分复用这种方式，将待传输的高速串行数据经过串并转换，变成在子信道上并行传输的低速数据流，在用相互正交的载波进行调制然后叠加一起发送。接收端用相干载波进行相干接收，再经过串并转换恢复为高速数据，从而减少干扰、进行高速数据传输、加强抗衰落能力、增强抗码间干扰能力。 智能天线技术。这种智能天线是波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线，能够抑制信号干扰、自动追踪以及具有数字波束调节功能。而智能天线结合MIMO技术即多输入多输出技术还能实现多天线技术，为系统提供空间复用增益和空间分集增益。空间复用是在接收端和发射端使用多副天线，充分利用空间传播中多径分量，在同一频带上使用多个子信道发射信号，使容量随天线数量的增加而线性增加。MIMO技术可以兼容单发射天线、提高用户峰值速率、提高小区吞吐量、增强小区覆盖。 HARQ技术。LTE中的HARQ技术主要是系统端对编码数据比特的选择重传以及终端对物理层重传数据的合并。这里涉及到两个方面，一个是自动重传请求也就是ARQ技术，另一个就是向前纠错技术FEC。而HARQ技术就是两者相结合。HARQ有两种运行方式，一种是数据在重传时与初次发射时的数据相同称为跟踪或者软合并，另一种就是重传时的数据与发射时的数据有所不同称为递增冗余。 小区间干扰消除技术。众所周知LTE是一个正交系统，但是这个正交只限于小区内部，由于正交关系所以小区内的用户都不会相互干扰，但是不同小区的用户之间却存在着干扰，为了消除或者减小这种干扰LTE采取了几种不同的方式。一种是加扰，不同的小区用不同的加扰，但是加扰只是随机化干扰却不能从根本上避免干扰。一种是跳频，通过跳频来避免同一频率上的干扰。目前LTE上下行都支持跳频，但是这种方法也是只能随机化干扰。一种是发射端波束赋形。其核心思想是通过波束赋形技术的运用来提高用户的信号强度，同时制动降低干扰用户方向的辐射能量，以此来解决小区间的干扰。一种是IRC抑制强干扰技术，当接收端也是多天线的话，就可以利用多天线来降低用户间的干扰，主要原理是估计目标基站和干扰基站的信号，通过对接收信号进行加权来抑制干扰。还有一种就是小区间进行干扰协调。基本思想就是以小区协调的方式对资源使用进行限制，包括限制时频资源的可用性，或者限制功率资源可用性老使边缘用户得以区分。其中频率资源协调是将频率分为三分，保证边缘用户始终处于异频状态，从而避免小区间的干扰。小区中间的用户使用全部频率，而小区边缘的用户只使用三分之一的频率，从而使覆盖边界形成异频。不过这样牺牲了频率资源也牺牲了平均吞吐量，但是却保证了边缘的吞吐量。而功率资源协调其实和频率资源协调原理一样，也是保证边缘异频，但是是通过功率来控制覆盖实现的。 就是这些核心技术与基于IP的核心网共同组成了4G网络。4G通信的核心网是一个基于全IP的网络，核心网独立于各种具体的无线接入方案，能够提供端到端的IP业务，能同已有的核心网兼容，具有开放的结构，能够允许各种空中接口如UU等接入核心网。同时核心网能够把业务、控制和传输等分开。EPC即演进分组核心网提供通向外部数据网络的通道，支持多种不同的接入技术。而E-UTRAN，即统一陆地无线接入网负责所有激活终端与无线相关的功能。终端直接接入无线网络的基站eNodeB，然后通过EPC获得相应的服务。 事实上无线通信技术的领域包括的知识十分丰富，这两个星期的学习仅仅是把我带进了这个领域，让我知道了这部分领域中浅显的一部分，在今后我将对这部分的知识继续学习，加强自己的专业水平。
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发表于 2018-2-23 12:12:48
