LTE(Long Term Evolution)项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量 和降低系统延迟。
LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。
LTE的研究，包含了一些普遍认为很重要的部分，如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。
3GPP长期演进(LTE)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/MIMO为核心的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括：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，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种4G标准。
2 技术特征
3GPP从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业
务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述。与3G相比，LTE具有如下技术特征[2][3]：
(1)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。
(2)提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，(3--4倍于R6版本的HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSU-PA的2--3倍。
(3)以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。
(4)QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。
(5)系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配。保证了将来在系统部署上的灵活性。
(6)降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan<5ms，C-plan<100ms。
(7)增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。
(8)强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。
与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。
3 历史发展
LTE(Long Term Evolution)项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。 3GPP LTE项目的主要性能目标包括：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，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。
LTE概念的提出意味着目标的确立，为了有一个清晰的技术发展路线，3GPP制定了明确的时间表。整个标准发展过程分为两个阶段，研究项目阶段和工作项目阶段。研究项目阶段预计在2006年年中结束，该阶段将主要完成对目标需求的定义，以及明确LTE的概念等；然后征集候选技术提案，并对技术提案进行评估，确定其是否符合目标需求。工作项目预计在2006年年中以前建立，并开始标准的建立。该阶段会对未来LTE的标准细节的方方面面展开讨论和起草，这个过程同以前3G标准在3GPP中的制定过程是一样的，这一过程将一直持续到2007年年中。整个过程相比3G标准的制定节奏明显加快，这也是考虑到市场的需求，随着宽带技术的不断创新，3GPP也将在最短的时间内推出最新的技术。这给运营业带来了新的机遇，更新更快的业务可以在不远的将来得以实现，甚至完全可以和有线网络相媲美。
3.1 演进路线
LTE长期演进是GSM阵营的现时最先进网络。
演进路线：
GSM----->GPRS--->EDGE---->WCDMA------->HSPA----->HSPA+------->FDD-LTE长期演进
传输速度分别是：
GSM：9.6Kbps GPRS：171.2Kbps EDGE：384Kbps WCDMA：384Kbps~2Mbps HSDPA：14.4Mbps/HSUPA：5.76Mbps HSDPA+：42Mbps/HSUPA+：22Mbps LTE：300Mbps
4 技术提案
从LTE制定的目标需求可以看出，100Mbit/s的传输能力已远不是3G所能比的，那么其使用的技术也必将有较大的提高。在方案的征集过程中有6个选项，按照双工方式可分为频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种；按照无线链路的调制方式或多址方式主要可分为码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDMA)两种。
技术提案的简单介绍如下：
1.FDD SC-FDMA UL、FDD OFDMA DL
该提案使用了目前频谱效率很高的正交频分复用(OFD
M)技术作为下行链路的主要调制方式，实现高速数据速率传送。上行链路则采用单载波频分多址(FDMA)，主要的好处就是降低了发射终端的峰均功率比，减小了终端的体积和成本。其主要特点包括频谱带宽灵活分配、子载波序列固定、采用循环前缀对抗多径衰落和可变的传输时间间隔(TTI)等。
2.FDD UL采用OFDMA，FDD DL采用OFDMA
该提案与上一方案非常类似。所不同的主要是上行链路，这里采用的也是OFDM技术，这就要求终端能够实现比较高的峰均功率比，但数据传输效率更高。
3.FDD MC-WCDMA UL/DL
该提案实际上就是多载波的WCDMA方案，上下行采用与HSDPA/HSUPA相似的技术，例如自适应调制方式、NodeB调度、层2快速重传和快速小区切换等，然后利用多载波复用的方式提高数据速率。
4.TDD UL/DL采用MC-TD-SCDMA
该提案主要由大唐公司提出，是TD-SCDMA标准的演进。其主要特点是尽可能继承TD-SCDMA的系统特点，例如相同的子信道带宽、信道结构，Space、Time、Code多域复用等，在此基础上通过多载波的方式扩展数据速率，满足LTE的需求。
5.TDD UL/DL采用OFDMA和TDD UL采用SC-FDMA，TDD DL采用OFDMA
这两种提案同前两种是非常类似的，不同的是双工方式。
以上这些提案代表了不同的背景和不同集团的利益，在最新结束的马耳他会议上，已有了最终的结果。FDD和TDD将尽量采用相同的多址技术，并且绝大多数公司支持的第一种方案将作为以后开展LTE研究的前提条件。同时中国的TD-SCDMA经过多方的不断努力，TD-SCDMA的帧结构在第一种方案中作为一个选项得以保留，并且可以在多载波的演进方面继续开展研究。
5 关键技术
5.1 空中接口物理层技术
空中接口物理层技术是无线通信 系统的基础与标志，LTE系统物理层下行传输方案采用先进成熟的OFDMA技术；上行传输方案选择单载波SC-FDMA。LTE系统暂不考虑宏分集技术。
5.2 OFDM技术
OFDM技术是LTE系统的技术基础与主要特点，OFDM系统参数设定对整个系统的性能会产生决定性的影响，其中载波间隔为15kHz。上下行的最小资源块为375kHz，25个子载波宽度，数据到资源块的映射方式可采用集中（localized）方式或离散（distributed）方式。循环前缀Cyclic Prefix（CP）的长度决定了OFDM系统的抗多径能力和覆盖能力。长CP利于克服多径干扰，支持大范围覆盖，但系统开销也会相应增加，导致数据传输能力下降。为了达到小区半径100Km的覆盖要求，LTE系统采用长短两套循环前缀方案，根据具体场景进行选择：短CP方案为基本选项，长CP方案用于支持LTE大范围小区覆盖和多小区广播业务。
5.3 MIMO
MIMO作为提高系统输率的最主要手段，LTE确定MIMO天线个数的基本配置是下行2×2、上行1×2，但也在考虑4×4的高阶天线配置。北电的专利技术虚拟MIMO也被LTE采纳作为提高小区边缘数据速率和系统性能的主要手段。另外，LTE也正在考虑采用小区干扰抑制技术来改善小区边缘的数据速率和系统容量。下行方向MIMO方案相对较多，根据2006年3月雅典会议报告，LTE MIMO下行方案可分为两大类：发射分集和空间复用两大类。
5.4 高峰值传送输率
高峰值传送输率是LTE下行链路需要解决的主要问题。为了实现系统下行100Mbps峰值速率的目标，在3G原有的QPSK、16QAM基础上，LTE系统增加了64QAM高阶调制。LTE上行方向关注的首要问题是控制峰均比，降低终端成本及功耗，采用位移BPSK和频域滤波两种方案进一步降低上行SC-FDMA的峰均比。LTE除了继续采用成熟的Turbo信道编码外，还在考虑使用先进的低密度奇偶校验（LDPC）码。
5.5 3GPP LTE接入网
3GPP LTE接入网在能够有效支持新的物理层传输技术的同时，还需要满足低时延、低复杂度、低成本的要求。原有的网络结构显然已无法满足要求，需要进行调整与演进。2006年3月的会议上，3GPP确定了E-UTRAN的结构，接入网主要由演进型eNodeB（eNB）和接入网关（aGW）构成，这种结构类似于典型的IP宽带网络结构，采用这种结构将对3GPP系统的体系架构产生深远的影响。eNodeB是在NodeB原有功能基础上，增加了RNC的物理层、 MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、移动性管理和inter-cell RRM等功能。aGW可以看作是一个边界节点，作为核心网的一部分。但在如何处理小区间干扰协调、负载控制等问题上各成员还存在分歧，是采用RRM Server进行集中式管理，还是采用分散管理，尚未达成一致。 [1]
6 发展规划
整个标准发展过程分为研究项目(study item)和工作项目(work item)两个阶段。 研究项目阶段在2006年年中结束，该阶段将主要完
成目标需求的定义，明确LTE的概念等，然后征集候选技术提案，并对技术提案进行评估，确定其是否符合目标需求。对有可能融合的提案进行讨论，甚至还可能对某些技术的优越性进行辩论，最终选择出适合未来LTE 的技术方案。实际上这是厂商实力的较量，也不乏政府在其后的影响。针对系统功能的划分、接口的定义也会在这个阶段涉及。
工作项目在2006年年中以前建立，并开始着手标准的建立。该阶段将对未来LTE标准细节的各个方面展开讨论和起草，并一直持续到2007年年中。整个过程比3G标准的制定过程节奏明显加快，这也是考虑到市场的需求。随着宽带技术的不断创新，3GPP也将在最短的时间内推出最新的技术。这给运营业带来了新的机遇，更新更快的业务可以在不远的将来得以实现，甚至完全可以和有线网络相媲美。
3GPP对LTE项目的工作大体分为两个时间段：2005年3月到2006年6月为SI(StudyItem)阶段，完成可行性研究报告;2006年6月到2007年6月为WI(WorkItem)阶段，完成核心技术的规范工作。在2007年中期完成LTE相关标准制定(3GPPR7)，在2008年或 2009年推出商用产品。就目前的进展来看，发展比计划滞后了大概3个月，但经过3GPP组织的努力，LTE的系统框架大部分已经完成。
LTE详细发展规划
LTE采用由NodeB构成的单层结构，这种结构有
利于简化网络和减小延迟，实现了低时延，低复杂度和低成本的要求。与传统的3GPP接入网相比， LTE减少了RNC节点。名义上LTE是对3G的演进，但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的变革，逐步趋近于典型的IP宽带网结构。 3GPP初步确定LTE的架构如图1所示，也叫演进型UTRAN结构(E-UTRAN)[3]。接入网主要由演进型NodeB(eNB)和接入网关 (aGW)两部分构成。aGW是一个边界节点，若将其视为核心网的一部分，则接入网主要由eNB一层构成。eNB不仅具有原来NodeB的功能外，还能完成原来RNC的大部分功能，包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之间将采用网格(Mesh)方式直接互连，这也是对原有UTRAN结构的重大修改。
趋势
LTE(Long Term Evolution,长期演进)是3GPP 近两年来启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA 为核心的技术，具有100Mb/s 的数据下载能力，被视为从3G 向4G 演进的主流技术。当前全球移动通信产业对LTE 寄予厚望，期待这一技术能够增强移动通信产业持续发展能力。目前LTE 已经得到了全球众多主流运营商的支持。英国沃达丰、日本NTT DoCoMo、美国AT&T 和Verizon Wireless等世界主要电信运营商已经决定采用LTE 技术，中国移动作为全球最大的移动通信运营商也宣布加入LTE 技术营运行列，将大力推动LTE 技术的发展，LTE 在后3G 时代也将延续2G 时期GSM 的主流地位。在全球众多移动运营商、设备制造商的普遍支持下，LTE 展现了美好的未来。
我国目前主要仍采用2G 和3G 通信技术，与发达国家存在一定差距。LTE 是中国缩短同国际通信产业差距的一个机会，引入LTE 要求运营商从语音服务转向以信息服务为主，丰富的个人通信需求将推动LTE 技术的引进开发和4G 网络建设的启动，而新技术、新网络的发展将为通信网络建设技术服务提供商提供更多的业务机会。[2]
7 传输方案
LTE下行传输方案采用传统的带循环前缀（CP）的OFDM，每一个子载波占用15kHz，循环前缀的持续时间为4.7/16.7μs，分别对应短 CP和长CP。为了满足数据传输延迟的要求（在轻负载情况下，用户面延迟小于5ms），LTE系统必须采用很短的交织长度（TTI）和自动重传请求（ARQ）周期，因此，在3G中的10ms无线帧被分成20个同等大小的子帧，长度为0.5ms。
下行数据的调制主要采用QPSK、16QAM和64QAM这3种方式。针对广播业务，一种独特的分层调制（hierarchical modulation）方式也考虑被采用。分层调制的思想是，在应用层将一个逻辑业务分成两个数据流，一个是高优先级的基本层，另一个是低优先级的增强层。在物理层，这两个数据流分别映射到信号星座图的不同层。由于基本层数据映射后的符号距离比增强层的符号距离大，因此，基本层的数据流可以被包括远离基站和靠近基站的用户接收，而增强层的数据流只能被靠近基站的用户接收。也就是说，同一个逻辑业务可以在网络中根据信道条件的优劣提供不同等级的服务。
在目前的研究阶段，主要还是沿用R6的Turbo编码作为LTE信道编码，例如在系统性能评估中。但是，很多公司也在研究其他编码方式，并期望被引入 LTE中，如低密度奇偶校验（LDPC）码。在大数据量情况下，LDPC码可获得比Turbo码高的编码增益，在解码复杂度上也略有减小。
MIMO技术在R7中已经被引入，是WCDMA增强的一个重要特性。而在LTE中，MIMO被认为是达到用户平均吞吐量和频谱效率要求的最佳技术。下行MIMO天线的基本配置是，在基站设两个发射天线，在UE设两个接收天线，即2×2的天线配置。更高的下行配置，如4×4的MIMO也可以考虑。开环发射分集和开环MIMO在无反馈的传输中可以被应用，如下行控制信道和增强的广播多播业务。
虽然宏分集技术在3G时代扮演了相当重要的角色，但在HSDPA/HSUPA中已基本被摒弃。即便是在最初讨论过的快速小区选择（FCS）的宏分集，在实际规范中也没有定义。LTE沿用了HSDPA/HSUPA思想，即只通过链路自适应和快速重传来获得增益，而放弃了宏分集这种需要网络架构支持的技术。在2006年3月的RAN总会上，确认了E-UTRAN中不再包含RNC节点，因而，除广播业务外，需要“中心节点”（如RNC）进行控制的宏分集技术在LTE中不再考虑。但是对于多小区的广播业务，需要通过无线链路的软合并获得高信噪比。在OFDM系统中，软合并可以通过信号到达UE天线的时刻都处于CP窗之内的RF合并来实现，这种合并不需要UE有任何操作。
上行传输方案采用带循环前缀的SC-FDMA，使用DFT获得频域信号，然后插入零符号进行扩频，扩频信号再通过IFFT。这个过程简写为DFT-SOFDM。这样做的目的是，上行用户间能在频域相互正交，以及在接收机一侧得到有效的频域均衡。
子载波映射决定了哪一部分频谱资源被用来传输上行数据，而其他部分则被插入若干个零值。频谱资源的分配有两种方式：一是局部式传输，即DFT的输出映射到连续的子载波上；另一个是分布式传输，即DFT的输出映射到离散的子载波上。相对于前者，分布式传输可以获得额外的频率分集。上行调制主要采用π/2 位移BPSK、QPSK、8PSK和16QAM。同下行一样，上行信道编码还是沿用R6的Turbo编码。其他方式的前向纠错编码正在研究之中。
上行单用户MIMO天线的基本配置，也是在UE有两个发射天线，在基站有两个接收天线。在上行传输中，一种特殊的被称为虚拟（Virtual） MIMO的技术在LTE中被采纳。通常是2×2的虚拟MIMO，两个UE各自有一个发射天线，并共享相同的时—频域资源。这些UE采用相互正交的参考信号图谱，以简化基站的处理。从UE的角度看，2×2虚拟MIMO与单天线传输的不同之处，仅仅在于参考信号图谱的使用必须与其他UE配对。但从基站的角度看，确实是一个2×2的MIMO系统，接收机可以对这两个UE发送的信号进行联合检测。
8 网络结构
3GPP对LTE项目的工作大体分为两个时间段：2005年3月到2006年6月为SI(StudyItem)阶段，完成可行性研究报告;2006年6月到2007年6月为WI(WorkItem)阶段，完成核心技术的规范工作。在2007年中期完成LTE相关标准制定(3GPPR7)，在2008年或2009年推出商用产品。就目前的进展来看，发展比计划滞后了大概3个月[1]，但经过3GPP组织的努力，LTE的系统框架大部分已经完成。
LTE采用由ENodeB构成的单层结构，这种结构有利于简化网络和减小延迟，实现了低时延，低复杂度和低成本的要求。与传统的3GPP接入网相比，LTE网络RNC节点和NodeB节点合并，成为EnodeB，在基站侧可以完成电路的交换。名义上LTE是对3G的演进，但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的变革，逐步趋近于典型的IP宽带网结构。
3GPP初步确定LTE的架构如图1所示，也叫演进型UTRAN结构(E-UTRAN)[3]。接入网主要由演进型NodeB(eNB)和接入网关(aGW)两部分构成。aGW是一个边界节点，若将其视为核心网的一部分，则接入网主要由eNB一层构成。eNB不仅具有原来NodeB的功能外，还能完成原来RNC的大部分功能，包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之间将采用网格(Mesh)方式直接互连，这也是对原有UTRAN结构的重大修改
9 营运发展
LTE国际上的标准分为FDD-LTE和TDD-LTE，中移动采用的是TDD-LTE，也就是所说的TD-LTE，国际上大多数国家采用FDD-LTE制式，只有中移动和国外日本软银、沙特Mobily、波兰Aero2还有印度一个运营商等运营商采用TD-LTE，TD-scdma并不能直接演进到TD-LTE容易混淆概念让人误解。
按用户数量和市值计算，中国移动都是全球最大的移动运营商。此前，英国沃达丰、日本NTT DoCoMo、美国AT&T和Verizon等世界最主要电信运营商已经决定采用LTE(FDD-LTE)技术，此次中国移动加入，将大力推动LTE技术的发展，LTE在后3G时代也将延续2G时期GSM的主流地位。2009年日本颁发了4张LTE牌照，开始了LTE(FDD-LTE)的商用准备。
沃达丰CEO阿伦·萨林(Arun Sarin)昨日在巴塞罗那的移动世界大会表示，该集团将与中国移动和Verizon携手推进LTE技术，LTE将成为行业未来发展的明确方向。
目前，移动无线技术的演进路径主要有三条：一是WCDMA和TD-SCDMA，均从HSDPA演进至HSDPA+，进而到LTE；二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B，最终到UMB（Motorola最近提出的新方案是，CDMA2000也通过一定方式演进到LTE，3GPP2也基本放弃了UMB的计划）；三是802.16m的WiMAX路线。这其中LTE拥有最多的支持者，WiMAX次之。
LTE(FDD-LTE)是由爱立信、诺基亚西门子、华为等世界主要电信设备生产商开发的技术，CDMA阵营的阿尔卡特朗讯和北电网络也有投入。CDMA近年来日渐失势，阿尔卡特朗讯已经在上周冲减了37亿美元与CDMA技术标准相关的资产，并将和日本NEC建立研发LTE的合资公司。
由于美国高通公司在3G时代占据了技术的核心专利，LTE阵营处心积虑搞OFDM绕开高通主要技术，可以肯定高通的地位会比3G时代有所削弱；同时，尽管高通的UMB技术乏有问津，该公司在巴塞罗那也宣布将于2009年推出多模LTE芯片组，高通在该领域仍将保持收益。
3GPP长期演进(LTE)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括：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，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。
LTE的研究，包含了一些普遍认为很重要的部分，如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。
为了达到这些目标，无线接口和无线网络架构的演进同样重要。考虑到需要提供比3G更高的数据速率，和未来可能分配的频谱，LTE需要支持高于5MHz的传输带宽。
1.Lightware Terminal Equipment -- 光端机
2.Line Terminatinig Equipment -- 线路终接设备
3.Long Term Evolution -- 3GPP长期演进
FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种4G标准。全球共有285个运营商在超过93个国家部署FDD 4G网络。WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够直接演化到FDD-LTE。
2006年7月，NTT DoCoMo和NEC、富士通等设备伙伴开始研发LTE。 2008年2月20日，NTT DoCoMo选择爱立信（Ericsson）参加LTE基站开发项目。 2008年4月，摩托罗拉（Motorola）展示首位 EV-DO 到 LTE - 影像流从 LTE 到商业 EV-DO 网络，并回到LTE。2008年4月，LG电子和北电网络（Nortel Networks）展示了在110KM时速状态下移动时,使用FDD-LTE可以达到50Mbit/s的传输速度。2012年，黎巴嫩移动运营商Touch已与华为合作，完成了一项FDD-LTE800MHz/1800MHz载波聚合(CA)技术现场试验，实现了最高达250Mbps的下载吞吐量。
中国联通董事长常小兵明确表示，中国联通将坚定不移走现有技术路线，即FDD制式的4G网络。这也是继中国电信董事长王晓初之后，第二家运营商高层力挺FDD 4G制式。