【技术】 4G跟LTE哪一个速度更快？

长期演进（LTE）是移动通信系统中使用的创新高性能空中接口的项目名称。LTE 由第三代合作伙伴计划（3GPP）开发，是通用移动电信系统（UMTS）朝向全 IP宽带网络的演进。LTE 演进无线接入技术 ― E-UTRA 可以提供一个框架，以提升数据速率和整体系统容量，降低时延并改善频谱效率和信元边缘性能。

LTE速率一般认为下行峰值速率为100Mbps，上行为50Mbps。

手机4G理论上最快速度能达到100Mbps。但网络速率与上下行网络配置以及终端（例如手机、链接方式、链接环境、数据卡等）的设备能力有关。目前全国的资源配置情况来看，网络下行理论峰值速率约80Mbps、上行峰值速率约20Mbps。

让我们从通信技术的发展史中发现更多的技术信息。希望您也能找到您的答案。

1G即第一代移动通信系统，那是一个属于大哥大的时代，仅支持语音呼叫。模拟通信，抗干扰能力差。2G是第二代手机通信技术规格，以数字语音传输技术为核心。支持文本传输。2G是数字通信，因此在抗干扰能力上大大增强。3G是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，它的服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般是1-6Mbps。从2.5G到3.5G主要提升的时数据通信从kbps到Mbps，LTE 在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率; 改善小区边缘用户的性能;提高小区容量;降低系统延迟，高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。与此同时IEEE的无线连接技术也在不断的发展。802.11ac和ad也达到了１Gbps。

LTE技术

通常的数字调制都是在单个载波上进行，如PSK、QAM等。这种单载波的调制方法易发生码间干扰而增加误码率，而且在多径传播的环境中因受瑞利衰落的影响而会造成突发误码。

由于信号进行多径传播达到接收点处的场强来自不同传播的路径，延时时间不同，而各个方向分量波的叠加，又产生了驻波场强，从而形成信号快衰落。

sin(t)是个单一的正弦波，代表着单一的频率，所以其频谱自然是一个冲激。不过实际传输的并不是真正的sin(t)，而只是限定在[0,2π]之内的一小段。无限长度的信号被限制在一小截时间之内，其频谱也不再是一个冲激了。

对限制在[0,2π]内的sin(t)信号，相当于无限长的sin(t)信号乘以一个[0,2π]上的门信号（矩形脉冲），其频谱为两者频谱的卷积。sin(t)的频谱为冲激，门信号的频谱为sinc信号（即sin(x)/x）。冲激信号卷积sinc信号，相当于对sinc信号的搬移。所以分析到这里，可以得出图一的时域波形其对应的频谱如左图：

sin(2t)的频谱分析基本相同。需要注意的是，由于正交区间为[0,2π]，因此sin(2t)在相同的时间内发送了两个完整波形。相同的门函数保证了两个函数的频谱形状相同，只是频谱被搬移的位置变了。

基带信号在传输前，一般会通过脉冲成型滤波器的结果。比如使用"升余弦滚降滤波器"后。这样可以有效的限制带宽外部的信号，在保证本路信号没有码间串扰的情况下，既能最大限度的利用带宽，又能减少子载波间的各路信号的相互干扰。

CDMA技术

CDMA技术原理/CDMA基本概念（根据香农定理）

CDMA (Code division multiplexing access) 码分多址技术原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。

接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现数据传输。WCDMA扩频带宽5MHz，CDMA2000：1.25MHz

码分多址(CDMA） 每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。在CDMA系统中，发送端用互不相干、相互正交(准正交)的地址去调制所要发送的信号，接收端则利用码型的正交性通过地址从混合的信号中选出相应信号。

频分多址：业务信道在不同频段分配给不同用户
时分多址：业务信道在不同时间分配给不同用户
码分多址：所有用户在在同一时间、同一频段、根据不同的编码获得业务信道

OFDM技术

OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiple Access）正交频分多路复用技术

接收端要对接收到的信号做正交检波，由于不同的正弦波倍谐波是正交的，所以不同频率倍数的正弦波积分后为0。最终的无线信号就是各路子载波叠加，而每一路子载波就是一个QAM调制好的信号，但是挨个积分实现起来实在太复杂和高成本了，而OFDM最终的信号数学表示刚好可以用IFFT的数学计算过程来实现，他们形式上是一样的。 在IFFT实现OFDM中，发送端添加了IFFT模块、接收端添加了FFT模块。

IFFT实现OFDM的系统用“数学的方法”，在发送端计算信好叠加波形，在接收端去除正交子载波，从而大大简化了系统的复杂度。

OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落

将总的信号带宽划分为N个互不重叠的子载波，高速串行数据转换为若干低速并行，每个低速数据流对应一个子载波进行调制，组成一个多载波的同时调制的并行传输系统。这样，N个子通道进行正交频分多重调制，就可克服上述单载波串行数据系统的缺陷。

LTE弃用CDMA技术改用OFDM技术的原因

OFDM频谱效率更高，较容易结合MIMO

2. CDMA专利过分的集中在高通手里

3. OFDM技术出现早于CDMA，受限于硬件，集成电路和DSP器件迅猛发展，使得OFDM系统中大量数字信号处理过程不再困难

4. WiFi的成功让工业界接受了OFDM技术

OFDMA方案

OFDMA: 正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)

UMTS 以宽带码分多址（W-CDMA）技术为基础，与之不同的是，LTE 是基于正交频分多址（OFDMA）。在下行链路中，基于 OFDMA 的传输方案与多址技术相结合，提供高数据速率容量和高频谱效率。在这方面，LTE 的概念与另一种新兴无线宽带接入技术 — 移动 WiMAX™ 相似，但此系统具有不同的框架结构、子载波间隔和信道带宽。

针对 LTE 上行链路开发了一种基于 OFDMA 的新方案，称为单载波频分多址（SC-FDMA）。SC-FDMA 能实现较低的峰均功率比（PAR），从而延长移动设备的电池使用时间。

基于 OFDMA的FDD 和 TDD模式：为了支持尽可能多的频带分配，分别使用频分双工（FDD）和时分双工（TDD）技术支持成对和不成对频谱操作。成对频谱操作称为 FDD-LTE，不成对频谱操作称为 TD-LTE。

频谱效率：LTE 的下行链路和上行链路带宽可由 1.4 MHz 升级至 20 MHz，实现 15 kHz 和 7.5 kHz 的子载波间隔。载波聚合（Carrier Aggregation, CA）是将2个或更多的载波单元（Component Carrier, CC）聚合在一起以支持更大的传输带宽（最大为100MHz）

MIMO：目前，LTE 可在 20 MHz 的频谱上实现 100 Mbps 的下载速率和 50 Mbps 的上传速率。使用多天线配置可为更高速率（下行链路高达 326.4 Mbps）提供支持。LTE 支持高达 4×4 MIMO 的单用户MIMO（SU-MIMO）和多用户MIMO（MU-MIMO）天线配置。这应该能够使得每个信元的用户数比 3GPP 原始 WCDMA 技术的用户数多10 倍。

5G NR能以独立组网模式或非独立组网模式运行

• 非独立组网选项使用 LTE 基站连接演进分组核心（EPC）或 5G 核心（5GC）网络。

• 独立组网 Option 2 表示它使用被称作 gNodeB 的 5G NR 基站独立于 4G LTE 网络运行

5G独立组网时，采用端到端5G网络架构，从终端、无线新空口、核心网都采用5G相关标准。核心网采用5GC，无线系统可以是5G gNB 也可以是 eLTE eNB。

LTE和5G基站都连接在LTE核心网上，LTE小区作为主小区，NR小区作为从小区，NSA控制面的信息用LTE基站，控制面的信息用gNB，双连接，用LTE基站做宏覆盖，用5G基站做覆盖和热点增强，来提高无线资源利用率，降低时延，提高容量。