0 LTE 產生的時代背景
2004 年底，在WiMAX 技術迅猛崛起的同時， 3GPP（3rd Generation Partnership Project，第3 代合作伙伴計劃）啓動了UMTS 技術的長期演進LTE[1]（Long Term Evolution，長期演進）項目。在全球範圍內，3G 移動通信技術是當前無線通信技術的主流，在諸多3G 技術標準中，以3GPP 制定的UMTS[2]（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統）技術標準最具有影響力。3G 系統正在全世界範圍逐步部署開來，增強型UMTS技術——高速下行分組接入(HSDPA)和高速上行分組接入(HSUPA)技術[3]的標準化工作也基本完成。就在3GPP 着手爲2012 年開始的IMT-Advanced 技術 (俗稱4G 或B3G 技術)的標準化做準備的時候，基於OFDM 技術[4]的WiMAX[5]（World interoperability for MicrowaveAccess，全球微波接入互操作）標準的橫空出世，這給寬帶移動通信技術帶來了挑戰。
相對於其他無線標準，爲了讓 3GPP 標準能夠長期保持在移動通信領域佔據的優勢地位，能夠和支援20MHz 帶寬的WiMAX 技術相抗衡，3GPP 的移動通信廠商不得不快速跟進，投入UMTS 技術的演進版本——LTE 的標準化工作。3GPP 長期演進技術（3GPP LongTerm Evolution, LTE）爲第三代合作伙伴計劃（3GPP）標準，使用OFDM（正交頻分複用）的射頻接收技術，以及2×2 和4×4 MIMO[6]的分集天線技術規格，同時支FDD（頻分雙工）和TDD（時分雙工）。
1 LTE 技術特點
3GPP 從系統性能要求、網絡的部署場景、網絡架構、業務支援能力等方面對LTE 進行了詳細的描述。與3G 相比，LTE 具有如下關鍵技術特徵：
(1)通信速率有了提高，下行峯值速率爲100Mbps、上行爲50Mbps。
(2)提高了頻譜效率，下行鏈路5(bit/s)/Hz，(3-4 倍於R6HSDPA);上行鏈路2.5(bit/s)/Hz，是R6HSU-PA2-3 倍[7]。
(3)簡單的網絡架構和軟件架構，以信道共用爲基礎，以分組域業務爲主要目標，系統在整體架構上將基於分組交換。
(4)QoS 保證，透過系統設計和嚴格的QoS 機制，保證實時業務(如VoIP)的服務質量。
(5)系統部署靈活，能夠支援1.4～20MHz 間的多種系統帶寬，不必要分組殘片過濾技術可支援“paired”和“unpaired” [8]的頻譜分配。保證了將來在系統部署上的靈活性。
(6)非常低的線網絡時延：子幀長度0.5ms 和0.675ms，解決了向下相容的問題並降低了網絡時延，時延可達U-plan<5ms，C-plan<100ms。
(7)增加了小區邊界比特速率，在保持目前基站位置不變的情況下增加小區邊界比特速率，OFDM 支援的單頻率網絡技術可提供高效率的多播服務。如MBMS(多媒體廣播和組播業務)在小區邊界可提供1bit/s/Hz 的數據速率。
(8)強調向下相容，支援已有的3G 系統和非3GPP 規範系統的協同運作，支援自組網（Self-organising Network）操作。
與 3G 相比，LTE 更具技術優勢，具體體現在：高數據速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下相容。
2 LTE 系統的核心技術簡析
2.1 LTE 系統架構
LTE 技術中的傳統語音通信只是網絡給終端用戶提供的服務之一，其關鍵的設計目標是實現網絡完全基於分組交換。在LTE 網絡中，不再採用2G 和3G 網絡中的雙核心網結構，即語音核心網(MSC/VLR)和分組核心網(SGSN/GGSN)，而是讓分組核心網成爲管理UE 移動性和處理信令的唯一核心網，實現各種業務透過IP 多媒體系統[9] (IMS) 提供給終端用戶。
LTE 網絡節點主要包括增強型Node B(簡稱eNode B[10])和接入網關(MME/SAE GW)。LTE 中的eNode B 除了具有原Node B 的功能之外，還承擔了原來RNC 的大部分功能。eNodeB 的功能包括：無線資源管理、IP 頭壓縮和用戶數據流加密、選擇UE 附着的MME、選擇用戶面數據向S-GW 的路由、調度和發送從MME 發起的資訊，還有移動性和調度的測量與上報配置。如所示，E-UTRAN[11]由eNode B 構成， eNode B 之間由X2 接口互聯，每個eNode B 又和演進型分組核心網（EPC）透過S1 接口相連。