上行信號構造

　　因手機（UE）是由電池供電且可用功率更少，所以上行信號受到的約束更多。降耗舉措要優先于最大可能的數據吞吐量。在LTE下行，采用單載波頻分多址（SC-FDMA）以降低功放的功耗。因SC-FDMA的峰/均值比要低得多，所以其對線性的要求小于OFDM調制。這樣就以較低的上行數據傳輸速率換取了更長的電池續航時間。

　　圖4：SC-FDMA調制與OFMDA調制的對比

　　SC-FDMA是在一個載波上串行傳輸數據，而OFMDA是在多個載波上并行傳輸數據。不同數據流的串行傳輸往往使總和的信號有更多的隨機特性，從而降低了信號的峰/均值比。OFDMA和SCFDMA的“載波”時長都是一個時隙（0.5ms）。SC-FDMA的最小頻率分配是1個資源塊，也即 180kHz。

　　LTE的一個關鍵設計目標

　　LTE的一個關鍵設計目標是在支持更多用戶的同時，提高從一個信道更有效地獲取更多數據的能力。雖然LTE設計的許多方面都有助于實現該目標，但自適應編碼、帶寬調整和多輸入多輸出（MIMO）技術是其中三項關鍵舉措。

　　LTE系統采用的自適應編碼允許系統調整每個子載波的調制階——在20MHz的LTE信道，有多達1200個子載波。這種技術提供了一種根據特定頻率的信號質量調整每個載波上傳輸塊的大小（即數據量）的能力。

　　圖5顯示了為在該信道最大限度地提高數據傳輸能力，一種可能的信道頻率響應和相應的自適應調制編碼結果。在該信道的頻率響應中，人們會看到2個空值。這可能是由多普勒效應或某些窄帶干擾信號引起的。在LTE系統中，UE（手機）給基站發送一個稱為信道質量指示（CQI）的信號。然后基站會對信道內的子載波的調制制式進行調整（或調適）。參考圖5，這些載波不是沒有調制（即沒有數據）就是采用的是QPSK（低階、抗錯）調制。

　　圖5：自適應調制編碼（AMC）

　　LTE系統根據所需的數據使用情況，調整信道帶寬。這與WCDMA系統形成鮮明對比，在WCDMA系統，不管數據速率，用戶始終使用整個信道帶寬（即5MHz）。LTE的做法顯著提升了信道效率。進行簡單語音通話的用戶不應與收發視頻流的用戶占用相等的資源。

　　圖5：LTE中的帶寬調整

　　LTE的可用帶寬如表1所示。

　　表1：LTE的帶寬和資源塊分配

　　MIMO技術是支撐LTE的最后一項關鍵技術。MIMO技術借助不同的物理天線發送和接收不同的數據流，以提高數據吞吐量并提高傳輸可靠性。MIMO系統采用了多種技術，其中可能包括傳輸路徑分集、波束控制和波束成形。

　　路徑分集利用了如下事實：多個天線的信號傳輸路徑將遵循不同的物理路徑，當一個信號因衰減等原因出現惡化時，其它信號會傳輸得很好并幾乎“原汁原味”地達到接收器。波束控制是調整天線間信號的相位，以“引導”或將信號聚集到一個特定接收器，這樣，在不增加整體發射功率的前提下，在接收器端，就得到了更好的信號強度。最后，波束成形是一種用來調整對不同天線如何進行數據編碼以在信道實現最好傳輸的一種技術。波束成形基于如下原則：從2或多個物理上分離的天線發送的信號將經由2或多個非相關的信道傳輸，因此，可采用特殊的數據編碼技術以最大限度地提高傳輸吞吐量并提升傳輸信號的完整性。

　　測試LTE和LTE-Advanced設備