晟辉智能制造

什么是lte通信技术

一句话概括

LTE(Long-Term Evolution,长期演进),通常被我们称为 4G,是第四代移动通信技术,它极大地提升了移动网络的速度、延迟和容量,为智能手机的普及和移动互联网的爆发式增长奠定了基础。

什么是lte通信技术-图1
(图片来源网络,侵删)

LTE是什么?(核心定义)

LTE是3GPP(第三代合作伙伴计划)制定的一种为移动设备提供高速无线网络接入的通信标准,它的目标是“演进”3G技术,解决3G时代网速慢、延迟高、应用体验差等问题。

你可以把它想象成从一条乡间小路(3G)升级到一条八车道的高速公路(4G LTE),路上跑的车(数据)可以更多、速度更快、通行更顺畅。


LTE解决了什么问题?(为什么需要它)

在LTE出现之前,我们主要使用3G网络(如WCDMA、CDMA2000),3G虽然实现了移动上网,但体验非常有限:

  • 速度慢:下载速度通常只有几百Kbps到几Mbps,看图片都费劲,更别说高清视频了。
  • 延迟高:数据传输的延迟较大,在线游戏、视频通话等实时应用体验很差。
  • 容量小:当很多人在同一区域(如演唱会、地铁站)使用网络时,网络会变得非常卡顿,甚至掉线。

LTE就是为了彻底解决这些问题而生的。

什么是lte通信技术-图2
(图片来源网络,侵删)

LTE的关键技术特点(为什么它这么快)

LTE之所以能带来革命性的体验提升,主要归功于以下几个核心技术:

OFDM(正交频分复用)技术

这是LTE的基石,你可以把它想象成一条很宽的公路,过去3G是把所有车都挤在一条车道上(单一载波),很容易堵车,而OFDM技术把这条宽公路划分成了许多并行的、窄窄的车道(子载波),数据被分割成小块,在不同的车道上同时传输,这样做的好处是:

  • 抗干扰能力强:即使某个车道(子载波)受到了干扰,也不会影响其他车道。
  • 频谱效率高:可以更充分地利用宝贵的无线电频谱资源。

MIMO(多输入多输出)技术

简单说,就是天线变多了

  • 3G时代:手机和基站通常只有1根或2根天线。
  • LTE时代:基站可以配置2根、4根甚至更多的天线,手机也可以有2根接收天线。 MIMO允许基站和手机同时通过多根天线进行数据收发,相当于开辟了多个并行的数据通道,成倍地提升了数据传输速率,就像从单车道变成了多车道,车流量自然就上去了。

全IP网络

LTE的底层网络架构是基于IP(互联网协议)的,这意味着它从设计之初就是为了传输数据而生,语音通话也只是数据业务的一种(VoLTE),这使得网络结构更简单、效率更高,也更适应互联网应用。

网络扁平化

LTE简化了网络结构,大大缩短了数据传输的路径,从而显著降低了延迟,从你点击一个链接到网页开始加载,这个过程快了很多,这对于实时应用至关重要。


LTE的两个主要模式:FDD和TDD

LTE有两种不同的双工方式,也就是收发数据的方式:

FDD-LTE(频分双工)

  • 工作原理:为上行(手机上传)和下行(手机下载)分配两个独立的、对称的频率,用2.1GHz的频率下载,用1.8GHz的频率上传,两车道同时双向通车,互不干扰。
  • 特点:技术成熟,覆盖广,性能稳定,全球大部分运营商采用。
  • 好比:双向八车道的高速公路,东向西和西向东有各自独立的车道。

TDD-LTE(时分双工)

  • 工作原理:只使用一个频率,但在时间上将这个频率划分为很小的片段,一部分时间用来下载,另一部分时间用来上传,收发在同一个频率上“分时复用”。
  • 特点:频谱使用灵活,无需成对的频率,适合运营商获取零散的频谱资源,但对基站同步要求高。
  • 好比:一条单车道,通过交通信号灯控制,先让东向西的车走一段,再让西向东的车走一段。

中国的情况:中国同时发展了FDD-LTE和TDD-LTE(也称为TD-LTE),中国移动主要使用TDD-LTE,而中国联通和中国电信则主要使用FDD-LTE,现在的4G手机都支持这两种模式,可以全球通用。


LTE的速度和实际体验

  • 理论峰值速度
    • 下行(下载):最高可达 100 Mbps 甚至300 Mbps(通过载波聚合等技术)。
    • 上行(上传):最高可达 50 Mbps
  • 实际用户体验
    • 在信号良好的地方,下载一部高清电影(1-2GB)只需要几分钟。
    • 可以流畅地观看1080p甚至4K超高清视频。
    • 玩大型在线手游,延迟通常在50-100毫秒,体验非常流畅。
    • 视频通话清晰稳定。

LTE的演进:LTE-A(4G+)和5G

LTE技术也在不断“进化”:

  • LTE-Advanced (LTE-A / 4G+):这是LTE的增强版,通过引入载波聚合(把几个不连续的“小车道”合并成一条“宽车道”)、MIMO增强(更多天线)等技术,进一步提升了网速,使得理论下行速度可达1Gbps。
  • 5G (第五代移动通信技术):可以看作是LTE的下一代,它不仅追求极致的速度(最高可达10Gbps以上),更注重超低延迟(1毫秒)海量连接(每平方公里可连接百万设备),用于支撑自动驾驶、工业互联网、物联网等未来应用。

特性 3G网络 LTE (4G) 网络
核心定位 移动互联网的探索期 移动互联网的爆发期
典型速度 几 Mbps 几十到上百 Mbps
延迟 较高(>100ms) 低(<50ms)
关键技术 CDMA, HSPA OFDM, MIMO, 全IP
主要应用 看图片、听音乐 看高清视频、在线游戏、移动支付
用户体验 卡顿、缓冲 流畅、即时

LTE(4G)是连接我们数字生活的重要基石,它不仅让手机上网体验发生了质的飞跃,更催生了移动支付、短视频、共享经济等一系列改变我们生活方式的应用,并为后续5G时代的到来铺平了道路,我们现在习以为常的流畅网络体验,都是建立在LTE技术之上的。

分享:
扫描分享到社交APP
上一篇
下一篇