羅輯

【摘 要】本文分析了TD-LTE的應(yīng)用優(yōu)勢、技術(shù)要點(diǎn)、室內(nèi)覆蓋規(guī)劃建設(shè)方案及發(fā)展前景進(jìn)行了論述，以供同仁參考。

【關(guān)鍵詞】TD-LTE；應(yīng)用優(yōu)勢；技術(shù)要點(diǎn)；室內(nèi)覆蓋規(guī)劃建設(shè)方案；發(fā)展前景

0.前言

LTE中文譯名“長期演進(jìn)汁劃”，它并非人們普遍誤解的4G，而是3G和4G之間的過渡，無限接近4G，義稱3.9G或準(zhǔn)4G。與3G相比，LTE更具技術(shù)優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容等方面。LTE采用由Node B構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于簡化網(wǎng)絡(luò)和降低延遲，實現(xiàn)了低時延、低復(fù)雜度和低成本的要求。本文分析了TD-LTE的應(yīng)用優(yōu)勢、技術(shù)要點(diǎn)、室內(nèi)覆蓋規(guī)劃建設(shè)方案及發(fā)展前景進(jìn)行了論述，以供同仁參考。

1.TD-LTE的應(yīng)用優(yōu)勢

（1）頻譜靈活配置。頻譜資源是無線通信中最寶貴的資源，隨著移動通信的發(fā)展，多媒體業(yè)務(wù)對于頻譜的需求日益增加。現(xiàn)有的GSM通信系統(tǒng)均采用FDD雙工方式。FDD雙工方式占用了大量的頻譜資源，同時，一些零散頻譜資源由于FDD不能使用而閑置，造成資源浪費(fèi)。由于TD-LTE系統(tǒng)無需成對的頻率，可以方便地配置在LTE FDD系統(tǒng)所使用的零散頻段上，具有一定的頻譜靈活性，能有效提高頻譜利用率。因此，在頻譜資源方面，TD-LTE系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢。另外，根據(jù)TD-LTE幀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，TD-LTE系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)類型靈活配置幀的上下行配比。比如瀏覽網(wǎng)頁、視頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù)，下行數(shù)據(jù)明顯大于上行數(shù)據(jù)流量，系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)量的分析，配置下行幀多于上行幀，而在提供傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)時，系統(tǒng)可以上下行相等。

（2）智能天線應(yīng)用。智能天線技術(shù)是未來無線技術(shù)的發(fā)展方向。它能降低多址干擾。增加系統(tǒng)的吞吐量。在TD-LTE系統(tǒng)中。上下行鏈路使用相同頻率，且間隔時間較短，小于信道相干時間，鏈路無線傳播環(huán)境差異不大。在使用賦形算法時，由于上下行鏈路可以使用信號傳播的無線環(huán)境受頻率選擇性衰落的影響不同，根據(jù)上行鏈路計算得到的權(quán)值不能直接應(yīng)用于下行鏈路。因而，TD-LTE系統(tǒng)能有效降低移動終端的處理復(fù)雜性。

2.TD-LTE的技術(shù)要點(diǎn)

（1）LTE物理層的傳輸技術(shù)。LTE 物理層傳輸技術(shù)包括物理層上下行傳輸方案、幀結(jié)構(gòu)設(shè)計、小區(qū)間干擾控制技術(shù)、多天線技術(shù)、小區(qū)搜索技術(shù)和隨機(jī)接入技術(shù)等。采用OFDM是LTE系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是對時延擴(kuò)展有較強(qiáng)的抵抗力，減小符號間干擾，通常在OFDM符號前加入保護(hù)間隔，只要保護(hù)間隔大于信道的時延擴(kuò)展則可以完全消除符號間干擾。MIMO作為提高系統(tǒng)傳輸率的最主要手段，也受到了廣泛關(guān)注。由于OFDM的子載波衰落情況相對平坦，十分適合與MIMO 技術(shù)相結(jié)合，提高系統(tǒng)性能。MIMO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多天線（或陣列天線）和多通道。

（2）LTE 的系統(tǒng)架構(gòu)。3G的網(wǎng)絡(luò)由基站（NB）、RNC、服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）和網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）4 個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成，而LTE 網(wǎng)絡(luò)僅由演進(jìn)型通用地面無線接入網(wǎng)基站（E-UTRAN 基站即eNB）和接入網(wǎng)關(guān)（AGW）組成，相比WCDMA（HSDPA）網(wǎng)絡(luò)采用了更為扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這一方面減少了設(shè)備的數(shù)量，同時也大大降低了業(yè)務(wù)時延。LTE 的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)涉及的功能包括：無線資源管理（RRM），UE與網(wǎng)絡(luò)的QoS協(xié)商，位置管理，尋呼、空閑和激活狀態(tài)移動性管理，不同接入技術(shù)間的移動性，安全和加密，報頭壓縮，上層自動請求重發(fā)（OuterARQ），IP 地址分配，漫游，多媒體廣播與組播（MBMS）等。

（3）LTE 的空中接口協(xié)議。由于基于全分組的協(xié)議，3GPP LTE的協(xié)議結(jié)構(gòu)得到極大簡化，RLC和MAC都位于節(jié)點(diǎn)eNB，因此調(diào)度器可以根據(jù)信道質(zhì)量對RLC服務(wù)數(shù)據(jù)單元（SDU）進(jìn)行切割，從而減少填充和充分利用信道的傳輸能力，同時可以對RLC層的自動重發(fā)請求（ARQ）和MAC層的混合自動重發(fā)請求（HARQ）進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化。

3.TD-LTE室內(nèi)覆蓋規(guī)劃建設(shè)方案

TD-LTE的魅力在于高速數(shù)據(jù)與多媒體業(yè)務(wù)，而視頻電話、視頻流、游戲等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般都發(fā)生在室內(nèi)環(huán)境中，這些業(yè)務(wù)功能都需要較大的系統(tǒng)容量和良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。由于室內(nèi)分布系統(tǒng)是解決室內(nèi)覆蓋的主要方式，TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)將是TD-LTE整個網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)之一。TD-LTE系統(tǒng)中引入了MIMO技術(shù)，能夠有效提高業(yè)務(wù)速率。如果不需要支持MIMO，TD-LTE的覆蓋方式與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)類似。如果需要支持MIMO，則需要設(shè)置雙天線。這樣就需要兩套天線以及射頻信號分配系統(tǒng)。對于MIMO，可考慮兩種方式，多用戶（MU-MIMO）方式和單用戶MIMO（SU-MIMO）方式。根據(jù)上面的分析，在建設(shè)室外覆蓋的同時，應(yīng)該同時進(jìn)行室內(nèi)分布的建設(shè)，但考慮到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中施工難度，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期主要考慮進(jìn)行MU-MIMO的室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)，只在一些單用戶數(shù)據(jù)速率要求特別高的務(wù)業(yè)點(diǎn)引入SU-MIMO的覆蓋；在后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，再根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要進(jìn)行SU-MIMO方案的建設(shè)，以提高單用戶的數(shù)據(jù)速率。對于室內(nèi)覆蓋，也需關(guān)注家庭基站（Femtocell）的覆蓋方式?？紤]到Backhaul的主要方式為XDSL，同時考慮到家庭的實際吞吐量需求，建議以小帶寬的系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋，如1.4MHz、3MHz系統(tǒng)。在確保室內(nèi)分布系統(tǒng)提供良好的室內(nèi)覆蓋的同時，需要控制好室內(nèi)信號，避免對室外構(gòu)成強(qiáng)干擾。家庭基站的覆蓋方式需要解決切換和用戶重選的問題，還有待進(jìn)一步的研究。

4.TD-LTE通信系統(tǒng)的發(fā)展前景

LTE已被作為無線接入網(wǎng)未來的演進(jìn)方向，越來越多的國際通信公司積極參與并推動LTE的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。到目前為止，全球已有60多個國家或地區(qū)近140家運(yùn)營商正在對LTE進(jìn)行投資建設(shè)，有些專家甚至預(yù)測，全球極大可能在1-2兩年內(nèi)會掀起LTE投資建設(shè)的高潮。全球移動用戶數(shù)量超過50億，普及率達(dá)到75%以上，如此龐大的用戶群體，其可觀的市場前景可想而知。同時，由于LTE 技術(shù)沒有固定的使用頻段，可以部署于現(xiàn)有的2G和3G系統(tǒng)的頻段，也可以選擇在更高的頻段（如2.6GHz）。模擬電視業(yè)務(wù)使用的700MHz頻段隨著電視信號由模擬向數(shù)字技術(shù)過渡，將逐漸被釋放出來。這段頻率相對于目前3G使用的頻段，穿透能力更強(qiáng)，傳輸范圍更廣，非常適合用于移動通信技術(shù)，因此被視為寬帶無線移動技術(shù)的目標(biāo)使用頻段。美國率先在700MHz 頻段上應(yīng)用LTE 將在全球起到示范作用。沃達(dá)豐德國和Verizon 已經(jīng)在此頻段進(jìn)行了LTE測試。在法國、芬蘭和瑞典等國家已經(jīng)決定或計劃將700Mhz 頻段用于移動網(wǎng)絡(luò)。不過歐洲大多數(shù)國家的電視信號的模擬轉(zhuǎn)數(shù)字信號進(jìn)程要到2012年才能完成，因此歐洲700MHz預(yù)計還需要幾年時間才能用于移動業(yè)務(wù)。最后，希望這種優(yōu)勢巨大的4G技術(shù)盡快服在大眾中普及，也希望中國乘著TD-LTE-Advanced技術(shù)的發(fā)展契機(jī)，領(lǐng)跑全球移動通信市場。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡宏林，徐景.3GPPLTE無線鏈路關(guān)鍵技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.