TD—LTE技術(shù)分析及前景趨勢

【摘 要】隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，TD-LTE是我國主導(dǎo)的新一代移動通信技術(shù)國際標準，其技術(shù)標準和研發(fā)產(chǎn)業(yè)化不斷取得進展，可以為用戶提供更高的帶寬、更好的服務(wù)質(zhì)量。本文主要對TD-LTE的關(guān)鍵技術(shù)進行探討，并對其未來發(fā)展趨勢加以分析。

【關(guān)鍵詞】TD-LTE技術(shù) 技術(shù)分析 發(fā)展趨勢

一、引言

如今因為3G技術(shù)不斷發(fā)展，用戶對寬帶接入技術(shù)提出了更為高的業(yè)務(wù)要求，“移動+寬帶”成為未來接入技術(shù)的主要趨勢，隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，現(xiàn)有的3G將不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。TD-LTE及TD-SCDMA Long Team Evolution是3G技術(shù)的長期演進項目，是最接近4G的3G技術(shù)，常常被稱作為3.9G。

二、 TD-LTE基本概念

LTE（Long Term Evolution，長期演進）作為向3G系統(tǒng)演進技術(shù)，主要依靠應(yīng)用MIMO（多輸入/多輸出技術(shù)）和OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)）技術(shù)來大幅度提高系統(tǒng)性能，提升用戶體驗到的速率、減少系統(tǒng)時延、保證高速移動下的接入等。TD-LTE技術(shù)即TD-SCDMA Long Term Evolution，它是LTE技術(shù)的TDD版本，F(xiàn)DD-LTE技術(shù)即LTE技術(shù)的FDD版本。TD-LTE和LTE FDD在標準化進程方面基本同步，TDD和FDD兩種制式之間是高度一致的。TD-LTE不僅擁有TDD的優(yōu)點，而且因為MIMO與OFDM的使用與TD-SCD—MA相比，大大提高了性能，滿足人們的應(yīng)用需求，解決移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要障礙，能夠滿足移動無線寬帶需求如下載高清視頻、在線互動娛樂等多種業(yè)務(wù)。

三、 TD-LTE技術(shù)概述

為了達到使戶能夠體驗“Always Online”的目的，一方面要求LTE必須改善系統(tǒng)的峰值數(shù)據(jù)速率、小區(qū)邊緣速率以及頻譜利用率，減少控制和用戶平面的時延，另一方面還應(yīng)降低運營與建網(wǎng)方面的費用。因為目前終端的問題，要求該系統(tǒng)必須能與現(xiàn)有系統(tǒng)（2G/ 2.5 G/ 3G）共存。

（一）TD-LTE技術(shù)的制定

TD-LTE主要基于TD-SCDMA，在無線接入網(wǎng)（RAN）側(cè)，將CD-MA技術(shù)替換為可以更高效抵擋來自寬帶系統(tǒng)的多徑干擾的OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)）技術(shù)。該項技術(shù)在20世紀60年代興起，目前因為隨著科學(xué)技術(shù)特別是90年代后的信號處理技術(shù)不斷完善與發(fā)展，OFDM已在數(shù)字廣播、DSL以及無線局域網(wǎng)等領(lǐng)域獲得深入應(yīng)用。因為OFDM技術(shù)具有的抗多徑干擾，能夠簡單、靈活的支持各類帶寬、有著高效的頻譜利用率且支持自適應(yīng)調(diào)度等特點，可以說是未來4G儲備的重點技術(shù)。

（二） TD-LTE的必備技術(shù)

TD-LTE之所以選擇MIMO（多輸入/多輸出）技術(shù)是因為這樣一來可以大幅度提高頻譜效率。MIMO技術(shù)由于使用了多天線系統(tǒng)的空間信道， 可以保證同一時間內(nèi)的多個數(shù)據(jù)流的傳輸，從而有效提高數(shù)據(jù)速率和頻譜效。目前流行的NodeB-RNC-CN的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到優(yōu)化改善，RNC作為物理實體將被替代，NodeB將會取代RNC的某些功能，進而變?yōu)閑NodeB，通過X2接口對各個eNodeB進行網(wǎng)狀互聯(lián)，連接到CN中。這種系統(tǒng)變化將會給網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來巨大變革，SAE即系統(tǒng)架構(gòu)的演進也將會逐步開展，3GPP也在為RAN/CN的平滑推進開展統(tǒng)籌安排。

（三） TD-LTE的核心技術(shù)和特征

TD-LTE的技術(shù)構(gòu)成主要在兩個方面： 物理層傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

1.物理層傳輸技術(shù)：（l）編碼調(diào)制技術(shù)LTE上行調(diào)制方式主要使用位移BPSK，OPSK和16QAM。下行主要使用OPSK，16QAM和64QAM。多址技術(shù)LTE規(guī)定了下行使用OFD-MA，上行使用SCFDMA（單載波頻分多址）。OFDMA中一個傳輸符號搭載了M個正交子載波，體現(xiàn)了多載波的概念。SCFDMA相對于OFDMA來說是一種多址方案，它可以減低上行發(fā)射信號的PAPR即峰平功率比；（2）無線通信技術(shù)主要包括了基本傳輸技術(shù)與多址技術(shù)傳輸技術(shù)和多址技術(shù)。OFDM調(diào)制技術(shù)在LTE中擔當傳輸?shù)淖饔茫饕抢脤⒏咚贁?shù)據(jù)流經(jīng)串、并變換，分配到傳輸速率比較低些的若干個子信道的原理來，這些子信道維持相互正交的狀態(tài)，因為各個子信道中的符號周期延長的緣故，所以以此來減輕因為無線信道的多徑時延擴展所導(dǎo)致的時間彌散性給系統(tǒng)性帶來的負面作用；（3）幀結(jié)構(gòu)門下對數(shù)據(jù)傳輸延遲方面有著很嚴格的限制，要求單向延遲不大于5ms，這就導(dǎo)致LTE系統(tǒng)使用的最小交織長度（TTI）應(yīng)該盡量小。

2.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。LTE使用的是ENodeB組成的單層結(jié)構(gòu)，這樣一來可以滿足優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)與減少延遲的需求，在保證低時延與低復(fù)雜度的同時， 還可以有效減少成本。雖然經(jīng)常說LTE只是對3G的演進，但實際上它影響了3GPP整體的體系架構(gòu)，逐漸實現(xiàn)了向IP寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的目標。

四、發(fā)展趨勢

（一）視頻化。在LTE商用開始階段，因為能夠提供高帶寬且延時較低的特點十分有利于視頻類業(yè)務(wù)的發(fā)展，關(guān)于視頻類的業(yè)務(wù)應(yīng)用會大幅度增長。視頻類業(yè)務(wù)又包含了大多數(shù)個人業(yè)務(wù)、企業(yè)業(yè)務(wù)與專業(yè)業(yè)務(wù)范疇，主要有個人視頻點播業(yè)務(wù)、即攝即傳以及高清視頻會議業(yè)務(wù)等等。

（二）智能化。智能化是LTE業(yè)務(wù)深入發(fā)展必然引起的結(jié)果，隨著LTE網(wǎng)絡(luò)逐漸深入人們生活，普通個人用戶、企業(yè)用戶都將切實感受到LTE網(wǎng)絡(luò)給生活帶來的巨大變化。隨著LTE業(yè)務(wù)的逐漸豐富，人們要求更加人性化、智能化的服務(wù)需求也會逐漸突出。智能化的另一個顯著需求就是由于物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，LTE網(wǎng)絡(luò)將成為構(gòu)筑物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)，而基于LTE網(wǎng)絡(luò)的智能化應(yīng)用也會成為業(yè)務(wù)發(fā)展的重要動力。

（三）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。在進入到LTE時代后，主要需要掃除網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的障礙。保證室外移動環(huán)境以及室內(nèi)的覆蓋。在移動互聯(lián)網(wǎng)時代的背景下，相比于傳統(tǒng)的語音、短信業(yè)務(wù)，新出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻等業(yè)務(wù)要求更加完善高質(zhì)量的無線信號。而且由于4G信號具有更寬的帶寬，所以就要求網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化覆蓋從而提高分布系統(tǒng)功率。

五、結(jié)束語

長久以來終端都是阻礙TD-LTE發(fā)展的瓶頸，只有不斷發(fā)展TD-LTE終端，才能更好的反饋TD-LTE技術(shù)，使得技術(shù)能夠取得更好的發(fā)展。如今，我國4G發(fā)展步入規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵期，應(yīng)抓住這一寶貴機遇，應(yīng)對各種挑戰(zhàn)，迎接移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的黃金時期。

參考文獻：

[1]楊鵬，李波.TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)及測試要點[J].現(xiàn)代電信科技.2009.1l，5～8.

[2]李頻鐘.3GPP網(wǎng)絡(luò)接入安全的發(fā)展及趨勢[J].電信網(wǎng)技術(shù).2010（6）：40—43.