LTE演进及其标准化（二）

　　时延是数据在网络中传送所需要的环回时间。无线通信技术发展至今，每次技术演进都在努力降低时延。相比于 EDGE的150ms，HSDPA的时延小于70ms。而后HSUPA、HSPA+和LTE的时延则更低。HSPA+为了更好的兼容性，基本是沿袭了HSPA的网络架构，而在LTE系统中，则有了全新的变化。首先是无线接入系统只有一种网络结点，那就是eNodeB。eNodeB替代了3G网络中的NodeB和RNC，主管无线接入功能。eNodeB和eNodeB之间引入了X2接口，一部分业务流量可直接在基站之间处理，而不用再发往核心网络，大大提高了数据处理效率。LTE接入网的架构演进如图3所示。

　　在单元化接入网网元的同时，LTE的核心网节点也进行了简化，通过网络扁平化进一步提升网络性能。采用LTE网络架构的最大好处就是通过减少节点减少时延，满足LTE实时业务的低时延要求，另外减少网络实体，也符合节省成本的需求。

　　图4显示了各系统的时延对比。设备商的性能各不相同，所以每种系统的时延都用最大值和最小值的区间来表示。可以看出，LTE的时延均小于20ms，满足系统设计要求，相对于HSPA+也有一定的优势。

　　3.3 频谱效率

　　频谱效率是指单位频带所支持的数据速率或者用户数。在频段、频谱数量、小区位置等因素不变的情况下，频谱效率意味着一定负荷条件下所支持的用户数较多，或者说在用户数目相同的条件下，单个用户的吞吐量较高。LTE和HSPA+的频谱效率差异是其各自采用的载波调制技术差异决定的。

　　传统的多载波通信系统中，为了避免相互干扰，整个系统频带被划分为若干个分离的子载波。各载波之间有一定的保护间隔，频带没有重叠，接收端通过滤波器把各个子载波分离之后接收所需信息。设置保护频带虽然可以避免各子载波间的互相干扰，但却需要以牺牲频率效率为代价。而OFDM技术完全解决了子载波干扰的问题。

　　OFDM的基带信号可以表示为

　　式中：

　　i——子载波

　　d——系统输入

　　T——信号周期

　　单路k子载波的解调结果为

　　对于除k外的其他子载波来说，由于在积分间隔内，频率偏差是1/T的整数倍，所以积分结果为0。因此相邻子载波虽然在频域上重叠，但不会产生干扰。

　　从图5中可以看出，由于OFDM技术的频率特性，各子载波间的频率响应是正交的。子载波间隔大大减小，从而使频率利用效率大大提高。LTE系统采用的各子载波间隔为15kHz，可以充分满足奈奎斯特准则。

　　实际应用场景中，无线网络的频谱效率受到很多因素的影响，如网络拓扑、传播条件、用户分布、业务特点等。在衡量和比较各个系统的频谱效率时，必须考虑到系统的仿真条件。3GPP对系统的仿真条件做了简单约定，常用的网络参数如表2所示。

　　在上述仿真条件下，LTE的频谱效率与HSPA+的对比结果如图6所示。从图6中可以看出，LTE的频谱利用率要明显高于HSPA+。