上行信號(hào)構(gòu)造

　　因手機(jī)（UE）是由電池供電且可用功率更少，所以上行信號(hào)受到的約束更多。降耗舉措要優(yōu)先于最大可能的數(shù)據(jù)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(duì)線性的要求小于OFDM調(diào)制。這樣就以較低的上行數(shù)據(jù)傳輸速率換取了更長(zhǎng)的電池續(xù)航時(shí)間。

　　圖4：SC-FDMA調(diào)制與OFMDA調(diào)制的對(duì)比

　　SC-FDMA是在一個(gè)載波上串行傳輸數(shù)據(jù)，而OFMDA是在多個(gè)載波上并行傳輸數(shù)據(jù)。不同數(shù)據(jù)流的串行傳輸往往使總和的信號(hào)有更多的隨機(jī)特性，從而降低了信號(hào)的峰/均值比。OFDMA和SCFDMA的“載波”時(shí)長(zhǎng)都是一個(gè)時(shí)隙（0.5ms）。SC-FDMA的最小頻率分配是1個(gè)資源塊，也即 180kHz。

　　LTE的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　LTE的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)目標(biāo)是在支持更多用戶的同時(shí)，提高從一個(gè)信道更有效地獲取更多數(shù)據(jù)的能力。雖然LTE設(shè)計(jì)的許多方面都有助于實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，但自適應(yīng)編碼、帶寬調(diào)整和多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)是其中三項(xiàng)關(guān)鍵舉措。

　　LTE系統(tǒng)采用的自適應(yīng)編碼允許系統(tǒng)調(diào)整每個(gè)子載波的調(diào)制階——在20MHz的LTE信道，有多達(dá)1200個(gè)子載波。這種技術(shù)提供了一種根據(jù)特定頻率的信號(hào)質(zhì)量調(diào)整每個(gè)載波上傳輸塊的大小（即數(shù)據(jù)量）的能力。

　　圖5顯示了為在該信道最大限度地提高數(shù)據(jù)傳輸能力，一種可能的信道頻率響應(yīng)和相應(yīng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼結(jié)果。在該信道的頻率響應(yīng)中，人們會(huì)看到2個(gè)空值。這可能是由多普勒效應(yīng)或某些窄帶干擾信號(hào)引起的。在LTE系統(tǒng)中，UE（手機(jī)）給基站發(fā)送一個(gè)稱為信道質(zhì)量指示（CQI）的信號(hào)。然后基站會(huì)對(duì)信道內(nèi)的子載波的調(diào)制制式進(jìn)行調(diào)整（或調(diào)適）。參考圖5，這些載波不是沒(méi)有調(diào)制（即沒(méi)有數(shù)據(jù)）就是采用的是QPSK（低階、抗錯(cuò)）調(diào)制。

　　圖5：自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）

　　LTE系統(tǒng)根據(jù)所需的數(shù)據(jù)使用情況，調(diào)整信道帶寬。這與WCDMA系統(tǒng)形成鮮明對(duì)比，在WCDMA系統(tǒng)，不管數(shù)據(jù)速率，用戶始終使用整個(gè)信道帶寬（即5MHz）。LTE的做法顯著提升了信道效率。進(jìn)行簡(jiǎn)單語(yǔ)音通話的用戶不應(yīng)與收發(fā)視頻流的用戶占用相等的資源。

　　圖5：LTE中的帶寬調(diào)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(shù)是支撐LTE的最后一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。MIMO技術(shù)借助不同的物理天線發(fā)送和接收不同的數(shù)據(jù)流，以提高數(shù)據(jù)吞吐量并提高傳輸可靠性。MIMO系統(tǒng)采用了多種技術(shù)，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(shí)：多個(gè)天線的信號(hào)傳輸路徑將遵循不同的物理路徑，當(dāng)一個(gè)信號(hào)因衰減等原因出現(xiàn)惡化時(shí)，其它信號(hào)會(huì)傳輸?shù)煤芎貌缀酢霸丁钡剡_(dá)到接收器。波束控制是調(diào)整天線間信號(hào)的相位，以“引導(dǎo)”或?qū)⑿盘?hào)聚集到一個(gè)特定接收器，這樣，在不增加整體發(fā)射功率的前提下，在接收器端，就得到了更好的信號(hào)強(qiáng)度。最后，波束成形是一種用來(lái)調(diào)整對(duì)不同天線如何進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼以在信道實(shí)現(xiàn)最好傳輸?shù)囊环N技術(shù)。波束成形基于如下原則：從2或多個(gè)物理上分離的天線發(fā)送的信號(hào)將經(jīng)由2或多個(gè)非相關(guān)的信道傳輸，因此，可采用特殊的數(shù)據(jù)編碼技術(shù)以最大限度地提高傳輸吞吐量并提升傳輸信號(hào)的完整性。

　　測(cè)試LTE和LTE-Advanced設(shè)備