基本介紹
- 中文名：進階長期演進技術
- 外文名：LTE-Advanced
- 簡稱：進階LTE
- 定義：國際高速無線通信標準
- 學科：通訊工程
- 領域：通訊工程
簡介,技術,LTE,LTE特性,LTE-TDD,
簡介
第一個版本的LTE格式是由日本電信商NTT DoCoMo所提出的，並且被承認為國際標準，最初於2009年12月在瑞典和挪威提供服務。以1GB視頻需要的下載時間來說，3G頻寬需要約10分鐘，但若是採用4G LTE，不到1分鐘即可完成下載。同時高頻寬在電話語音時將語音數據切割成分組來傳送，因此音質更好，稱為“VoLTE（Voice over LTE）”
同時機器類型通信(Machine-Type Communications，簡稱MTC)協定讓4G有跨入物聯網的重要能力，這是一個適合低數據量、低功耗及低成本設計的通信機制。MTC未來使用的頻寬會以1.4MHz為主並運作在LTE雙工模式中(例如全雙工/半雙工FDD或TDD)。而設備對設備通信(Device-to-Device，簡稱D2D)協定讓手機設備間在無基地台情況下短距互聯，第一線急難救助人員在信息傳輸、溝通互動與訊息交換的災區需求上此一功能可以發揮效果。
技術
- 非授權頻段(LTE in unlicensed spectrum，簡稱LTE-U)
- 載波聚合(Carrier Aggregation，簡稱CA):載波聚合技術是傳統多載波技術的發展。其核心思想是把至多5個連續或離散頻譜劃分為多個成員載波（Component Carrier，CC），允許終端在多個子頻帶上同時進行數據收發。
- 高階MIMO(Elevation Beamforming / Full-Dimension MIMO，簡稱EB/FD MIMO)
- 干擾協調(Enhanced Inter-Cell Interference Coordination, 簡稱eICIC)
- 機器類型通信(Machine-Type Communications，簡稱MTC)
- 設備對設備通信(Device-to-Device，簡稱D2D)
- 多人傳輸技術(multi-user transmission techniques)
- 室內定位(Indoor positioning)
- 小區群播服務(Single-cell Point-to-Multipoint，簡稱SC-PTM)
LTE
LTE是無線數據通信技術標準。LTE的當前目標是藉助新技術和調製方法提升無線網路的數據傳輸能力和數據傳輸速度，如新的數位訊號處理（DSP）技術，這些技術大多於千禧年前後提出。LTE的遠期目標是簡化和重新設計網路體系結構，使其成為IP化網路，這有助於減少3G轉換中的潛在不良因素。因為LTE的接口與2G和3G網路互不兼容，所以LTE需同原有網路分頻段運營。
LTE最早由NTT DoCoMo在2004年於日本提出，該標準在2005年開始正式進行廣泛討論在。2007年3月，LTE/系統架構演進測試聯盟（the LTE/SAE Trial Initiative，LSTI）成立。作為供應商和運營商全球性合作的產物，LSTI致力於檢驗並促進LTE這一新標準在全球範圍的快速普及。該標準於2008年12月定案。世界第一張商用LTE網路於2009年12月14日，由TeliaSonera在奧斯陸和瑞典斯德哥爾摩提供數據連線服務，該服務須使用上網卡。2011年，北美運營商開始LTE商用。MetroPCS在2011年2月10日推出的三星Galaxy Indulge，該手機成為全球首款商用LTE手機。隨後Verizon於3月17日推出全球第二款LTE手機HTC ThunderBolt。CDMA運營商本計畫升級網路到CDMA的演進版本UMB，但由於高通放棄UMB系統的研發，使得全球主要的CDMA運營商（如美國的Verizon無線、Sprint Nextel和MetroPCS，加拿大的Bell移動和Telus移動，日本的KDDI，韓國的SK電訊，中國的中國電信，台灣的亞太電信）均宣布將升級至LTE網路，或是升級至WiMAX（俄羅斯與韓國）。LTE Advanced是LTE的下一代網路，該標準於2011年3月定稿之後開始提供服務。
LTE網路有能力提供300Mbit/s的下載速率和75 Mbit/s的上傳速率。在E-UTRA環境下可藉助QOS技術實現低於5ms的延遲。LTE可提供高速移動中的通信需求，支持多播和廣播流。LTE頻段擴展度好，支持1.4MHz至20MHz的頻雙分工和時雙分工頻段。全IP基礎網路結構，也被稱作核心分組網演進，將替代原先的GPRS核心分組網，可向原先較舊的網路如GSM、UMTS和CDMA2000提供語音數據的無縫切換。簡化的基礎網路結構可為運營商節約網路運營開支。舉例來說，E-UTRA可以提供四倍於HSPA的網路容量。
LTE特性
LTE中的很多標準接手於3G UMTS的更新並最後成為4G移動通信技術。其中簡化網路結構成為其中的工作重點。需要將原有的UMTS下電路交換+分組交換結合網路簡化為全IP扁平化基礎網路架構。E-UTRA是LTE的空中接口，他的主要特性有：
- 峰值下載速度可高達299.6Mbit/s，峰值上傳速度可高達75.4Mbit/s。該速度需配合E-UTRA技術，4x4天線和20MHz頻段實現。根據終端需求不同，從重點支持語音通信到支持達到網路峰值的高速數據連線，終端共被分為五類。全部終端將擁有處理20MHz頻寬的能力。
- 低網路延遲（在最優狀況下小IP數據包可擁有低於5ms的延遲），相比原無線連線技術擁有較短的交接和創建連線準備時間。
- 加強移動狀態連線的支持，如可接受終端在不同的頻段下以高至350km/h或500km/h的移動速度下使用網路服務。
- 支持頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）通信，並接受使用同樣無線連線技術的時分半雙工通信。
- 支持所有頻段所列出頻段。這些頻段已被被國際電信聯盟無線電通信組用於IMT-2000規範中。
- 支持從覆蓋數十米的毫微微級基站（如家庭基站和Picocell微型基站）至覆蓋100公里的Macrocell宏蜂窩基站。較低的頻段被用於提供郊區網路覆蓋，基站信號在5公里的覆蓋範圍內可提供完美服務，在30公里內可提供高質的網路服務，並可提供100公里內的可接受的網路服務。在城市地區，更高的頻段（如歐洲的2.6GHz）可被用於提供高速移動寬頻服務。在該頻段下基站覆蓋面積將可能等於或低於1公里。
- 支持至少200個活躍連線同時連入單一5MHz頻點頻寬。
- 簡化的網路結構：E-UTRA網路僅由eNodeB組成。
- 支持分組交換無線接口
- 支持群播/廣播單頻網路（MBSFN: Multicast/Broadcast Single-frequency Network）。這一特性可以使用LTE網路提供諸如移動電視等服務，是DVB-H廣播的競爭者。
LTE-TDD
分時長期演進（英語：LongTermEvolution，Time-DivisionDuplex，簡稱“LTE-TDD”）是基於3GPP長期演進技術（英語：LTE）的一種通訊技術與標準，屬於LTE的一個分支。該技術由上海貝爾、諾基亞西門子通信、大唐電信、華為技術、中興通信、中國移動、高通、ST-Ericsson等業者共同開發。
TD-LTE是LTE-TDD的商業名稱，它是由中國移動等主導創立的TD-LTE全球發展倡議組織（GTI, Global TD-LTE Initiative）推動支持的LTE-TDD標準化與商業化項目。
TDD即指時分雙工（英語：Time-division duplex），LTE更加普遍使用的是FDD即頻分雙工（英語：Frequency-division duplex）。值得注意的是，中國媒體普遍將TD-LTE宣傳為中國國產標準，事實上其技術屬於LTE（長期演進技術）。正因為都是LTE的分支，LTE-TDD與LTE-FDD標準的重合度很高，差別不大，也各有優缺點。兩者分別跟3G的TD-SCDMA和WCDMA的繼承性不大，LTE-FDD跟WCDMA的繼承性甚至更小。中國政府和企業是TD-LTE的主要推動者。LTE-TDD技術主要吸引了三類運營商，分別是：PHS運營商、WiMAX運營商、以及大量持有持零散頻譜的非對稱頻段的小規模運營商。
LTE和其派生的LTE-TDD在商業上一般被宣傳為4G（第四代移動通信技術），不過3GPP家族中唯一受國際電信聯盟認可的4G為LTE的升級版即LTE-Advanced（LTE-A）（另一4G標準是IEEE家族的WirelessMAN-Advanced）。相應的，LTE-TDD的升級版叫做LTE-TDD Advanced（TD-LTE-A）。
TD-LTE的頻率分配因國家而異。美國一個在建的LTE-TDD系統使用了2496-2690MHz的Band 41頻率資源。中國也將Band 41分配給了LTE-TDD。另外，中國還將band 39（1880-1920MHz）分配給LTE-TDD使用。在英國，一個商用LTE-TDD網路使用了3.5/3.6GHz（Band 42,43）頻段。
對於WiMax運營商來說，同樣使用單一頻段的LTE-TDD是很好的網路替代和升級技術，因為LTE-FDD都是上行下行分開頻段，現有的WiMax營運商都沒有這類型的頻段和執照。
