TD—LTE關鍵技術和引入策略研究——科技論文

    到目前為止，移動通信系統(tǒng)主要經過了三個發(fā)展階段，第一個階段是模擬通信系統(tǒng)，這主要是指僅僅具備語音功能的蜂窩電話，它存在很多缺陷，比如，無法漫游，無法對頻譜充分的利用，各個系統(tǒng)之間處于一個相對孤立的狀態(tài)等。第二個階段是數字通信系統(tǒng)，這主要是指TDMA技術和CDMA技術，它實現了模擬技術到數字技術的轉變，但因其本身局限性比較大，比如，制式不同，寬帶有限等，也無法滿足消費者日益增長的數據需求。第三個階段是多媒體通信技術，它主要包括WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、WiMAX的802.16e四大標準，LTE系統(tǒng)就是在多媒體通信技術的基礎上演進而來的，它不僅可以提供快速寬帶、減少傳輸延時，而且還可以對Qos有進一步的保障。正交頻多址技術和虛擬多輸入輸出技術是TD-LTE關鍵技術改進的關鍵。

1.TD—LTE關鍵技術

1.1智能天線處理技術

    基站在TD-SCDMA系統(tǒng)中使用的是陣列天線，并在基帶處理過程中引進了智能天線信號處理技術。所謂的智能天線信號處理技術主要涵蓋了兩方面的內容：一，在充分利用空間信道估計、均衡技術的基礎上，對在同一時刻發(fā)往基站的各種信號做空間濾波處理；二，在充分掌握用戶信號和干擾信號的空間方位特性的基礎上，根據不同的賦形波束給各個用戶發(fā)送下行信號[1]。簡而言之，智能天線就像一個濾波器，在并行天線速波的作用下，降低用戶之間的信號相互干擾。對于提高未來移動通信系統(tǒng)性能，智能天線主要可以發(fā)揮以下幾個功能：一，擴大移動通信系統(tǒng)的容量；二，擴大移動通信系統(tǒng)的覆蓋范圍；三，使頻譜得到最大的利用；四，節(jié)約移動通信系統(tǒng)成本，減少干擾，降低污染。

1.2多徑聯(lián)合檢測技術

    多徑干擾和多用戶干擾問題在CDMA移動通信系統(tǒng)中較為常見，傳統(tǒng)的檢測方法主要是在接收端設置一個能夠與發(fā)送地址碼相配的濾波器，進而達到使信號分離的目的。理想狀態(tài)下，濾波器和信道響應的相關波形進行結合，對多徑信號進行充分的利用，就可以把多徑干擾徹底消除。非理想狀態(tài)下，這種方法會提高誤碼率，就沒有辦法消除干擾。所謂的多徑聯(lián)合技術指的就是在充分掌握用戶信號和多徑信息的基礎上，把用戶信號的分離看成是一個統(tǒng)一的有關聯(lián)的聯(lián)合檢測，進而消除用戶之間信號的相互干擾[2]。多徑聯(lián)合技術在提高系統(tǒng)性能方面主要可以發(fā)揮以下幾個作用：一，減少或消除干擾；二，增加系統(tǒng)容量；三，簡化功控系統(tǒng)設計。

1.3上行同步

    對分配在同一時隙的各個上行信號，要求同時抵達基站，這就是上行同步。上行同步主要有兩個過程，一個是同步建立，另一個是同步保持，在建立上行同步的時候，終端先通過下行導頻信道完成下行同步，并且解調廣播信息，再通過下行導頻信道的接入來完成上行同步。在同步保持的時候，基站對上行信號的達到時刻進行檢測，再通過下行信道對終端的發(fā)射時間實行閉環(huán)控制。

1.4動態(tài)信道分配

    在TD-SCDMA中運用時域TDMA 操作是實現動態(tài)信道分配的一個重要前提，在上下鏈路上，每個用戶設備只在上下鏈路的時隙中活動，進而實現對雙工無線鏈路的有效操作。

    動態(tài)信道分析主要有以下幾種分配形式：一，改變時隙；二，改變無線載波；三，利用智能天線的定向性進行空域動態(tài)信道分配。利用動態(tài)信道分配技術，可以使得系統(tǒng)自身產生的干擾減到最小。

2.TD—LTE發(fā)展現狀

    當下，WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA是全球現有的3G標準，WCDMA在歐洲市場普及最快，用戶也最多，CDMA2000在美國市場得到了迅速普及，并且擁有大量用戶TDSCDMA是中國的3G標準，多年發(fā)展之后，也日漸成熟[3]。中國移動在2012年發(fā)布的財報顯示，為了發(fā)展TD-SCDMA，累計投資已經超過一千八百個億，補貼也已經超過320億。現在中國各大中型城市都已經被TD-SCDMA網絡覆蓋，并且TD-SCDMA網絡利用率也在逐年增長，TD-SCDMA手機已經超過六千萬部。在TD-LTE技術方面，全國15個大型城市已經展開擴大規(guī)模測試，并且已經取得較大進展，國家也對此表示大力支持。在終端方面，TD-LTE已經推出了多頻段商用芯片，納米芯片也已經實現來量產，4款多頻段手機也已經推出，并且支持多種模式。就在今年，全國將有一百個城市被TD-LTE覆蓋，不久的將來，中國移動的TD-LTE網絡將會是全球最大的TD-LTE網絡。

3.引入策略

    在TD-LTE產業(yè)化發(fā)展的推動下，TD-LTE網絡的部署也日漸臨近，在保護已有投資的前提下，如何有序的引入LTE網絡是當前最需解決的問題。從LTE產業(yè)化進程時間表來看，在2010年下半年就開始對規(guī)模實驗進行了策劃，2012年已經實現商用，當下中國移動已經完成了4期的TD網絡建設，在LTE規(guī)模商用中，TD網絡已經形成了一定的規(guī)模。所以，LTE網絡是D-SCDMA網絡演進的必然方向，實現這種演進，主要有兩條途徑：一，直接演進，就是由TD-SCDMA直接演進為LTE網絡；二，遞升演進，TD網絡先演進到HSPA再演進到LTE。從實際考慮的話，直接演進相對比會比較順利，因為廠家的支持度比較高，但是，在網絡結構上，LTE進行了較大的修改，演進缺乏平滑，沒有辦法對原來的3G網絡投資進行全面的保護。遞升演進基本上沒有實現的可能，因為實際中的HSPA+的標準制定和產業(yè)化程度較之于LTE都要更落后，對HSPA+的引入不能確定，所以，只能考慮第一途徑。LTE網絡建設在各個階段的引入方法主要有以下幾種：一，在建設初期，可以直接把原來的TD網絡設備更換掉，使用2G和LTE網絡進行覆蓋，也可以再添加一個LTE網絡，在這兩種方式中，LTE都是作為2G或3G業(yè)務覆蓋的補充，從而起到分流的作用，與此同時，LTE重點覆蓋那些有高速率數據要求的地方，以滿足高速率數據業(yè)務的要求；二，在建設中期，對有需求的區(qū)域進行LTE建設，滿足高速率數據需求；三，在建設后期，在充分了解數據業(yè)務發(fā)展狀況的提前下，有計劃有重點的逐步擴大LTE網絡覆蓋率。

4.結語

    TD-LTE就是分時長期演進的意思，它是由中國移動、中興、華為、大唐、西門子等共同開發(fā)的4G移動通信技術與標準。LTE對系統(tǒng)的數據速率、頻譜利用率都有較高的要求，并且在降低運營和建網費用方面要繼續(xù)改進，進而為用戶提供“一直在線”的體驗，為了實現這個目標，LTE必須能夠和現有的系統(tǒng)共存。

    TD-LTE是TD-SCDMA的未來演進方向，要實現這一演進，中國移動必須做好TD-SCDMA，這主要有兩個原因：一，TD-SCDMA產業(yè)鏈廠家對TD-LTE的理解是開發(fā)TD-LTE產業(yè)的重要條件，假設TD-SCDMA做不好，產業(yè)鏈廠家就無法在TD-LTE中投入足夠的資金，這樣就會對TD-LTE產業(yè)鏈的競爭能力造成不良影響，所以，做好TD-SCDMA不僅僅是對自主創(chuàng)新國策的實踐，又是對TD-SCDMA產業(yè)廠家的鼓勵，更是未來做好TD-LTE網絡的關鍵；二，中國要拓展數據業(yè)務，培育市場需要一定的時間，當下的中國市場主要還是2G市場，與LTE相比，用戶使用手機的習慣將會有一個巨大的改變，所以，在這兩者之間，必須建立一個培育市場，使用戶、用戶使用手機的習慣、業(yè)務、網絡得到足夠的培育，TD-SCDMA正好可以來完成這樣的培育，這對TD-LTE的成功也起著關鍵的作用。

    總而言之，TD-SCDMA的成功不僅有利于提高3G的市場競爭力，而且還會推動LTE和4G的順利發(fā)展，TD-SCDMA不僅在技術上優(yōu)勢眾多，而且還有國家的大力支持以及巨大的市場需求，只要能夠一心運營，一定會取得成功。 

【參考文獻】

[1] 胡恒杰，朱強，孟繁麗，等. TD-LTE組網策略研究[J]. 移動通信，2010，12（21）：149-153.
[2] 胡恒杰，梁璟，朱強，等. TD-LTE網絡的引入策略研究[J]. 移動通信， 2010，15（13）:23—25.
[3] 沈嘉，索士強，全海洋，等. 3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統(tǒng)設計[J]. 人民郵電出版社，2008，21（17）:87—89