LTE是英文Long Term Evolution的縮寫。LTE也被通俗地稱為3.9G，具有100Mbps的數據下載能力，被視作從3G向4G演進的主流技術。

　　2012年12月18日，中國移動香港TD-LTE網絡交付商用；

　　2013年2月2日，浙江移動在杭州、溫州及寧波推出4G試商用；

　　2013年2月27日，廣州、深圳兩地推出4G試商用；

　　2013年3月消息，上海移動將在4月推出4G試商用。

　　3G時代，中國拖了后腿，4G時代，我們需要卯足勁前進！文章主要解讀3G網絡架構和LTE網絡架構的一些重要技術名詞，兩代網絡架構之間的區別，以及LTE 4G網絡的幾個關鍵技術指標。

　　2G/3G向LTE演進過程

　　2G/3G階段：語音業務是主要收入來源，寬帶和分組域網絡不斷引入新的增值業務，寬帶業務收入呈現上升趨勢；

　　業務IP化階段：固定網絡和移動網絡，都通過網絡智能化和軟交換的部署進行電路域網絡向IP承載的改造和升級；

　　固定業務、移動業務融合階段：固定、移動用戶的帶寬和速率都將大幅提升，固定和移動的業務網絡建設可以進行多方面的融合；

　　增值業務引入階段：在業務層通過引入IMS，為固定和移動的寬帶用戶提供增值業務，Femto（家庭基站）的部署則實現終端融合；

　　綜合業務運營階段：隨著IMS不斷發展擴大，網絡演進為基于IP的寬帶全分組網絡，提供包括語音、數據、視頻和流媒體融合的業務；

　　3G-4G演進示意

　　LTE階段：固定網絡向三網融合發展，移動網絡的無線部分全面部署LTE，核心部分則演進到EPC網絡。

　　3G網絡架構和LTE網絡架構對比

　　在討論3G和LTE網絡架構之前，大家先要理解以下幾個專業名詞：

　　NodeB：由控制子系統、傳輸子系統、射頻子系統、中頻/基帶子系統、天饋子系統等部分組成，即3G無線通信基站；

　　RNC：Radio Network Controller（無線網絡控制器），用于提供NodeB移動性管理、呼叫處理、鏈接管理和切換機制，即3G基站控制器；

　　Iub：Iub接口是RNC和NodeB之間的邏輯接口，完成RNC和NodeB之間的用戶數據傳送、用戶數據及信令的處理；

　　CS：Circuit Switch（電路交換），屬于電路域，用于TDM語音業務；

　　PS：Packet Switch（分組交換），屬于分組域，用于IP數據業務；

　　MGW：Media GateWay（媒體網關），主要功能是提供承載控制和傳輸資源；

　　MSC：Mobile Switching Center（移動交換中心），MSC是2G通信系統的核心網元之一。是在電話和數據系統之間提供呼叫轉換服務和呼叫控制的地方。MSC轉換所有的在移動電話和PSTN和其他移動電話之間的呼叫；

　　SGSN：Serving GPRS SUPPORT NODE GPRS（服務支持節點），SGSN作為GPRS/TD-SCDMA/WCDMA核心網分組域設備重要組成部分，主要完成分組數據包的路由轉發、移動性管理、會話管理、邏輯鏈路管理、鑒權和加密、話單產生和輸出等功能；

　　GGSN：Gateway GPRS Support Node（網關GPRS支持節點），起網關作用，它可以和多種不同的數據網絡連接，可以把GSM網中的GPRS分組數據包進行協議轉換，從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的TCP/IP或X.25網絡；

　　eNodeB：演進型NodeB，LTE中基站，相比現有3G中的NodeB，集成了部分RNC的功能，減少了通信時協議的層次；

　　MME：Mobility Management Entity（移動性管理設備），負責移動性管理、信令處理等功能；

　　S-GW：Signal Gateway（信令網關），連接NO.7信令網與IP網的設備，主要完成傳輸層信令轉換，負責媒體流處理及轉發等功能；

　　PDN GW：是連接外部數據網的網關，UE（用戶設備，如手機）可以通過連接到不同的PDN Gateway訪問不同的外部數據網。

　　TTCN3 LTE網絡架構解決方案（摘自testingtech）

　　4G網絡架構的變化

　　1、實現了控制與承載的分離，MME負責移動性管理、信令處理等功能，S-GW負責媒體流處理及轉發等功能；

　　2、核心網取消了CS（電路域），全IP的EPC（Evolved Packet Core，移動核心網演進）支持各類技術統一接入，實現固網和移動融合（FMC），靈活支持VoIP及基于IMS多媒體業務，實現了網絡全IP化；

　　3、取消了RNC，原來RNC功能被分散到了eNodeB和網關（GW）中，eNodeB直接接入EPC，LTE網絡結構更加扁平化，降低了用戶可感知的時延，大幅提升用戶的移動通信體驗；

　　4、接口連接方面，引入S1-Flex和X2接口，移動承載需實現多點到多點的連接，X2是相鄰eNB間的分布式接口，主要用于用戶移動性管理；S1-Flex是從eNB到EPC的動態接口，主要用于提高網絡冗余性以及實現負載均衡；

　　5、傳輸帶寬方面：較3G基站的傳輸帶寬需求增加10倍，初期200-300Mb/s，后期將達到1Gb/s。

　　4G網絡幾個關鍵的技術指標

　　■ OFDM

　　OFDM（正交頻分復用）技術實際上是MCM多載波調制的一種，其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。OFDM技術之所以越來越受關注，是因為OFDM有很多獨特的優點：

　　1、頻譜利用率很高，頻譜效率比串行系統高近一倍；

　　??2、抗衰落能力強；

　　??3、適合高速數據傳輸；

　　??4、抗碼間干擾（ISI）能力強；

　　當然，OFDM也有其缺點。例如：對頻偏和相位噪聲比較敏感。功率峰值與均值比（PAPR）大。導致射頻放大器的功率效率較低。負載算法和自適應調制技術會增加系統復雜度。

　　■ 軟件無線電

　　所謂軟件無線電（Software Defined Radio，簡稱SDR），就是采用數字信號處理技術，在可編程控制的通用硬件平臺上，利用軟件來定義實現無線電臺的各部分功能。其核心思想是：在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的“數字/模擬”轉換器，盡早地完成信號的數字化，從而使得無線電臺的功能盡可能地用軟件來定義和實現。

　　總之，軟件無線電是一種基于數字信號處理（DSP）芯片，以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結構。軟件無線電有以下一些特點：靈活性、集中性、模塊化。

　　■ 智能天線

　　智能天線定義為波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。多波束天線與固定波束天線相比，天線陣列的優點是除了提供高的天線增益外，還能提供相應倍數的分集增益。其工作原理和核心思想是：根據信號來波的方向自適應地調整方向圖，跟蹤強信號，減少或抵消干擾信號。

　　智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能。可以提高信噪比，提升系統通信質量?緩解無線通信日益發展與頻譜資源不足的矛盾，降低系統整體造價，因此其勢必會成為4G的關鍵技術。

　　■ IPv6

　　4G通信系統選擇了采用基于IP的全分組的方式傳送數據流，因此IPv6技術將成為下一代網絡的核心協議。選擇IPv6協議主要基于以下幾點的考慮：巨大的地址空間、自動控制、服務質量（QoS）、移動性。

　　■ MIMO

　　MIMO（多輸入多輸出技術）技術是近年來熱門的無線通訊技術之一。4G系統采用了MIMO技術，即在基站端放置多個天線，在移動臺也放置多個天線，基站和移動臺之問形成MIM0通信鏈路。MIMO可以比較簡單地直接應用于傳統蜂窩移動通信系統，將基站的單天線換為多個天線構成的天線陣列。

　　在現有的移動通信系統中，多數基站的天線采用一發兩收的結構。對比分析這兩種技術，MIMO系統有以下五大優點：

　　1、降低了碼問下擾（ISU）；

　　2、提高了空間分集增益；

　　3、提高無線信道容量和頻譜利用率；

　　4、大幅提高資料的傳輸速率；

　　5、提高信道的可靠性，降低誤碼率。