
1 多址方式与资源分配
LTE采用OFDM技术为基础,根据上行和下行链路各自的特点,分别采用单载波DFT-SOFDM和OFDMA作为两个方向上多址方式的具体实现。OFDM技术以子载波为单位进行频率资源的分配,LTE系统采用15kHz的子载波带宽,按照不同的子载波数目,可以支持1.4,3,5,10,15和20MHz各种不同的系统带宽。Release 10版本中将要引入的载波聚合技术,可以通过聚合5个20MHz的单元载波实现100MHz的全系统带宽(见图1)。
图1 载波聚合
2 快速的分组调度
无线衰落信道在时间上和频率上是变化的,在LTE中采用1ms时间长度的TTI(传输时间间隔)结合12个子载波(180KHz)频率宽度,形成PRB(物理资源块)。根据信道的变化情况,系统进行快速的调度,给用户分配最优的物理资源。在所选择的物理资源上,进一步利用AMC(自适应编码调制)技术,形成资源的最佳利用。这样的自适应调度,从整个系统的角度实现资源优化的分配和利用,提高全系统性能。同时,灵活的调度也可以根据业务特点为单个用户提供合理的QoS保证,相关的机制已经成为所有新一代移动通信系统设计中的一项基本技术。
3 多天线技术
多天线(MIMO)技术是LTE系统提高吞吐量的一项关键技术,根据天线部署形态和实际应用情况可以采用发射分集、空间复用和波束赋形3种不同的MIMO实现方案。例如,对于大间距非相关天线阵列可以采用空间复用方案同时传输多个数据流,实现很高的数据速率;对于小间距相关天线阵列,可以采用波束赋形技术,将天线波束指向用户,减少用户间干扰。对于控制信道等需要更好的保证接收正确性的场景,发射分集是一种合理的选择。
LTE Release 8版本支持下行最多4天线的发送,最大可以空间复用4个数据流的并行传输,在20MHz带宽的情况下,可以实现超过300Mbit/s的峰值速率。在Release 10中,下行支持的天线数目将扩展到8个。相应地,最大可以空间复用8个数据流的并行传输,峰值频谱效率提高一倍,达到30bit/s/Hz。同时,在上行也将引入MIMO的功能,支持最多4天线的发送,最大可以空间复用4个数据流,达到16bit/s/Hz的上行峰值频谱效率(见图2)。
图2 MIMO技术增强