摘要：OFDM和MIMO是TD-LTE運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)，與傳統(tǒng)的2G/3G相比較，其在物理層空口傳輸上有著本質(zhì)的改變，所以TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略也與其有著較大的區(qū)別。本文主要從TD-LTE的業(yè)務(wù)背景入手，重點(diǎn)對TD-LTE三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析闡述，并有針對性的提出了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略，希望給行業(yè)相關(guān)人士一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：TD-LTE；關(guān)鍵技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)；規(guī)劃

1.引言

TD-LTE又稱為分時(shí)長期演進(jìn)，一方面對TD-SCDMA的兼容性和相關(guān)的技術(shù)特性予以充分的保留，另一方面又增強(qiáng)和改進(jìn)了TD-SCDMA技術(shù)，尤其是關(guān)鍵的物理層接入技術(shù)，因此TD-SCDMA高度對TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃產(chǎn)生直接的影響。

2.TD-LTE業(yè)務(wù)發(fā)展的背景

最近幾年以來，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)出現(xiàn)井噴式增長，離不開3G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模化應(yīng)用。當(dāng)前，各大運(yùn)營商進(jìn)行業(yè)務(wù)發(fā)展的主要內(nèi)容就是移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其興起和蓬勃發(fā)展還帶來了新的運(yùn)用方式和廣闊的市場前景。而導(dǎo)致3G業(yè)務(wù)承載壓力和網(wǎng)絡(luò)容量大大提升的主要原因就是移動視頻、移動互聯(lián)網(wǎng)以及大容量文件傳輸?shù)雀邘挊I(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。具體來說，當(dāng)前用戶對移動業(yè)務(wù)主要有下面幾個(gè)方面的新需求：

2.1滿足移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要

雖然話音通信依然是2G/3G網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)，并兼于支持高速移動網(wǎng)絡(luò)。然而隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)不斷的進(jìn)行融合，移動互聯(lián)網(wǎng)上被移植了許多互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，且其具有隨時(shí)隨地接入的優(yōu)勢，被人們廣泛應(yīng)用。因此，有效提升移動數(shù)據(jù)的傳輸速率將成為為各大運(yùn)營商亟待解決的重要問題之一。

2.2滿足視頻類業(yè)務(wù)的需要

作為3G網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)特征之一，移動視頻在未來的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中將會有著更大的發(fā)展空間，其能夠占據(jù)網(wǎng)絡(luò)總流量的三成，躍居第二。因視頻類業(yè)務(wù)對帶寬有著非常高的要求，而當(dāng)前3G網(wǎng)絡(luò)尚無法完全滿足其對帶寬的這一高要求，因此為了給視頻業(yè)務(wù)提供更多的支持，有效提高網(wǎng)絡(luò)帶寬以及數(shù)據(jù)的傳輸速率成為各大運(yùn)營商重點(diǎn)關(guān)注的問題。

2.3交互性業(yè)務(wù)需求

就當(dāng)前而言，在各類移動增值業(yè)務(wù)中，休閑娛樂類業(yè)務(wù)顯然成為交互性業(yè)務(wù)的重要組成部分，然而因受到傳輸速率的限制，導(dǎo)致移動辦公等業(yè)務(wù)無法得到有效的推廣。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及業(yè)務(wù)層面的進(jìn)一步發(fā)展，只有大力提高網(wǎng)絡(luò)速率，才能對移動辦公、大容量的文件傳輸、與生活緊密相連的移動支付、導(dǎo)航、醫(yī)療等業(yè)務(wù)的開展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

2.4物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)能夠有效實(shí)現(xiàn)物與物以及人與物之間的通信，使得信息成為社會發(fā)展的重要因素，因此物聯(lián)網(wǎng)也被看作信息社會的第三次大變革，其主要是其互聯(lián)網(wǎng)為前提，對無線數(shù)據(jù)通信以及RFID技術(shù)進(jìn)行了科學(xué)應(yīng)用，給網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及應(yīng)用提出了更高的要求，進(jìn)一步促進(jìn)了新生代寬帶無線接入技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。隨著無線寬帶接入技術(shù)的迅猛發(fā)展給移動通信技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，為了能夠在激烈的市場競爭中贏得一席之地，3G PPR8相繼推出了以O(shè)FDM接入為核心的技術(shù)，并用來支持20MHz系統(tǒng)帶寬以及LTE技術(shù)。具體說來，LTE技術(shù)具有以下幾點(diǎn)需求目標(biāo)：進(jìn)一步提高了小區(qū)邊緣數(shù)據(jù)的傳輸速率；較高的頻譜利用率以及數(shù)據(jù)傳輸率；無線接入網(wǎng)絡(luò)延時(shí)不超過10ms；支持不同系統(tǒng)的系統(tǒng)工作、可變帶寬以及增強(qiáng)的IMS和核心網(wǎng)；有效降低CAPEX和OPEX以及R6UTRA空口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的造價(jià)；終端和系統(tǒng)具有科學(xué)的造價(jià)和功耗；可支持多種業(yè)務(wù)類型尤其是VoIP等。

3.TD-LTE三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 OFDM技術(shù)

OFDM技術(shù)又稱為正交頻分復(fù)用技術(shù)，是TD-LTE與TD-SCDMA相區(qū)別的最為關(guān)鍵的技術(shù)，TD-LTE在上行性鏈路具有不同特征的基礎(chǔ)上，采用了基于OFDM的二種不同的多址技術(shù)。在上行，因其終端發(fā)射功率受到一定的限制，其多采用SC-FDMA多址技術(shù)，對于下行則多采用頻譜效率較高的OFDMA多址技術(shù)，也就是正交頻分多址技術(shù)。此外，根據(jù)OFDM可將其劃分為不同的多個(gè)子載波，并在子載波的基礎(chǔ)上對頻率資源進(jìn)行相應(yīng)的分配，以此來對不同內(nèi)容的信息加以承載。具體而言，15kHz的子載波帶寬是TD-LTE應(yīng)用的主要形式，并根據(jù)子載波數(shù)目的差異，分別可對1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15和20MHz等多種系統(tǒng)帶寬給予一定的支持。與CDMA（TD-SCDMA運(yùn)用的技術(shù)）訪問技術(shù)相比，TD-LTE的OFDM主要有下面幾個(gè)特征：

第一，較高的頻譜利用率。以信道相互正交的方式，OFDM技術(shù)能夠促使各子信道相互重疊，進(jìn)一步提升了頻譜的利用效率。

第二，TD-LTE系統(tǒng)能夠達(dá)到最優(yōu)比特率離不開動態(tài)子信道分配技術(shù)的有效發(fā)展及應(yīng)用。依據(jù)信息論中的“注水定理”，OFDM技術(shù)將對各自信道的信息進(jìn)行逐一分配，即低劣信道無法承載業(yè)務(wù)，較差的子信道承載業(yè)務(wù)較少、優(yōu)秀的子信道承載業(yè)務(wù)較多的原則。

除此之外，應(yīng)用OFDM技術(shù)，TD-LTE還具有抗多徑衰落較強(qiáng)、帶寬擴(kuò)展性更好、超高速調(diào)度更容易等技術(shù)上的優(yōu)勢。

3.2 MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)又被稱為多輸入多輸出，如果在其無線通信系統(tǒng)收發(fā)的兩旁能夠相應(yīng)配置多個(gè)天線，那么在不增加帶寬的情況下，即可大大提升頻譜利用效率以及通信系統(tǒng)的容量。依據(jù)天線部署情況以及實(shí)際應(yīng)用不同，TD-LTE可運(yùn)用不同的MIMO實(shí)現(xiàn)方案，比如空間復(fù)用、發(fā)射分集以及波束賦形等方式，從而使其能夠在不同的自然環(huán)境中都能夠達(dá)到性能上最優(yōu)值。就目前而言，LTE R10版本最多可以實(shí)現(xiàn)發(fā)送八副天線，其空間最大可復(fù)用八個(gè)數(shù)據(jù)流并可將其同時(shí)予以傳送。此外，在上行中運(yùn)用MIMO技術(shù)，最多可以支持四副天線的發(fā)送，其空間最大能夠復(fù)用四個(gè)數(shù)據(jù)流。

3.3超高速調(diào)度技術(shù)

在TD-LTE中，PRB也就是物理資源塊概念是由十二個(gè)連續(xù)的子載波構(gòu)成的，占用一個(gè)時(shí)隙，并在這個(gè)前提下實(shí)現(xiàn)快速調(diào)度，從而使得資源得以有效利用。在TD-LTE中，1ms是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本時(shí)間單位，也就是一個(gè)子幀的時(shí)間長度。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時(shí)，需要將上行、下行頻域的物理資源組成有效的PRB，并依據(jù)信道改變的具體情況，予以快速調(diào)度，使得用戶能夠分到最優(yōu)質(zhì)的物理資源。此外，還可有效利用AMC即自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)物理資源的合理選擇和最佳利用。這樣一來，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的資源都可以有效的實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和配置，從而大大提升了整個(gè)系統(tǒng)的性能。

4.TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與應(yīng)用

4.1 TD-LTE覆蓋范圍研究

資料表明，在對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，并通過為對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以有效實(shí)現(xiàn)兩種制式的基站覆蓋半徑的實(shí)地測試。數(shù)據(jù)顯示因其編碼、調(diào)試等無線技術(shù)以及路徑損耗、頻段等存在一定的差異使得TD-LTE覆蓋半徑要比TD-SCDMA明顯要小很多。具體來說，如果635m是進(jìn)行TD-SCDMA實(shí)測的室外覆蓋半徑，那么對TD-LTE進(jìn)行實(shí)測的室外覆蓋半徑只有433m。就室內(nèi)覆蓋來說，如果8-12m為TD-SCDMA相對應(yīng)的覆蓋半徑，那么TD-LTE的覆蓋半徑只有6-10m。

4.2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的具體應(yīng)用

依據(jù)上文對TD-LTE覆蓋能力實(shí)測的研究結(jié)果可以看出，要想使得TD-SCDMA能夠達(dá)GSM的覆蓋效果，估計(jì)需要2G宏基站數(shù)量的1.5倍，而對于TD-LTE來說則需要2G宏基站數(shù)量的兩倍左右。就當(dāng)前而言，針對TD-SCDMA的覆蓋規(guī)劃，其建筑密集的城區(qū)的業(yè)務(wù)半徑為310m，而TD-LTE基本可以覆蓋整個(gè)TD-SCDMA的基站。具體來說TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：為了實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有資源的最大利用率，著力提升現(xiàn)有基站對物力資源的利用率，在建筑物以及用戶較為密集的城區(qū)，TD-SCDMA和TD-LTE選擇基站的地址時(shí)都可以運(yùn)用共站方式，在市區(qū)，TD-LTE平均覆蓋范圍為350-420m；在農(nóng)村或者用戶稀疏地段，則可通過TD-SCDMA實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的有效不是，大大提升TD-LTE的覆蓋半徑。

5.結(jié)語

總而言之，TD-LTE作為準(zhǔn)4G技術(shù)，其將高速率、大容量的數(shù)據(jù)傳輸作為重要目標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)與2G/3G相比都有著較大的改變。就目前而言，尤其是在2G/3G將會長期共存的情勢下，混合組網(wǎng)成為滿足不同業(yè)務(wù)需求的理想策略，LTE在高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上對2G/3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了有效的補(bǔ)充。隨著經(jīng)濟(jì)及科技的不斷發(fā)展，LTE網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃策略也將會進(jìn)一步的細(xì)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]高旭東.中國移動TD-LTE發(fā)展戰(zhàn)略思考[J].移動通信.2012（07）

[2]傅海，黃旭陽，林棟.TD-LTE智能天線小型化應(yīng)用研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化.2012（07）

[3]魏克軍，徐霞艷.基于TD-LTE系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)度技術(shù)研究[J].電信網(wǎng)技術(shù).2011（07）