TD—LTE关键技术和引入策略研究——科技论文

    到目前为止，移动通信系统主要经过了三个发展阶段，第一个阶段是模拟通信系统，这主要是指仅仅具备语音功能的蜂窝电话，它存在很多缺陷，比如，无法漫游，无法对频谱充分的利用，各个系统之间处于一个相对孤立的状态等。第二个阶段是数字通信系统，这主要是指TDMA技术和CDMA技术，它实现了模拟技术到数字技术的转变，但因其本身局限性比较大，比如，制式不同，宽带有限等，也无法满足消费者日益增长的数据需求。第三个阶段是多媒体通信技术，它主要包括WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、WiMAX的802.16e四大标准，LTE系统就是在多媒体通信技术的基础上演进而来的，它不仅可以提供快速宽带、减少传输延时，而且还可以对Qos有进一步的保障。正交频多址技术和虚拟多输入输出技术是TD-LTE关键技术改进的关键。

1.TD—LTE关键技术

1.1智能天线处理技术

    基站在TD-SCDMA系统中使用的是阵列天线，并在基带处理过程中引进了智能天线信号处理技术。所谓的智能天线信号处理技术主要涵盖了两方面的内容：一，在充分利用空间信道估计、均衡技术的基础上，对在同一时刻发往基站的各种信号做空间滤波处理；二，在充分掌握用户信号和干扰信号的空间方位特性的基础上，根据不同的赋形波束给各个用户发送下行信号[1]。简而言之，智能天线就像一个滤波器，在并行天线速波的作用下，降低用户之间的信号相互干扰。对于提高未来移动通信系统性能，智能天线主要可以发挥以下几个功能：一，扩大移动通信系统的容量；二，扩大移动通信系统的覆盖范围；三，使频谱得到最大的利用；四，节约移动通信系统成本，减少干扰，降低污染。

1.2多径联合检测技术

    多径干扰和多用户干扰问题在CDMA移动通信系统中较为常见，传统的检测方法主要是在接收端设置一个能够与发送地址码相配的滤波器，进而达到使信号分离的目的。理想状态下，滤波器和信道响应的相关波形进行结合，对多径信号进行充分的利用，就可以把多径干扰彻底消除。非理想状态下，这种方法会提高误码率，就没有办法消除干扰。所谓的多径联合技术指的就是在充分掌握用户信号和多径信息的基础上，把用户信号的分离看成是一个统一的有关联的联合检测，进而消除用户之间信号的相互干扰[2]。多径联合技术在提高系统性能方面主要可以发挥以下几个作用：一，减少或消除干扰；二，增加系统容量；三，简化功控系统设计。

1.3上行同步

    对分配在同一时隙的各个上行信号，要求同时抵达基站，这就是上行同步。上行同步主要有两个过程，一个是同步建立，另一个是同步保持，在建立上行同步的时候，终端先通过下行导频信道完成下行同步，并且解调广播信息，再通过下行导频信道的接入来完成上行同步。在同步保持的时候，基站对上行信号的达到时刻进行检测，再通过下行信道对终端的发射时间实行闭环控制。

1.4动态信道分配

    在TD-SCDMA中运用时域TDMA 操作是实现动态信道分配的一个重要前提，在上下链路上，每个用户设备只在上下链路的时隙中活动，进而实现对双工无线链路的有效操作。

    动态信道分析主要有以下几种分配形式：一，改变时隙；二，改变无线载波；三，利用智能天线的定向性进行空域动态信道分配。利用动态信道分配技术，可以使得系统自身产生的干扰减到最小。

2.TD—LTE发展现状

    当下，WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA是全球现有的3G标准，WCDMA在欧洲市场普及最快，用户也最多，CDMA2000在美国市场得到了迅速普及，并且拥有大量用户TDSCDMA是中国的3G标准，多年发展之后，也日渐成熟[3]。中国移动在2012年发布的财报显示，为了发展TD-SCDMA，累计投资已经超过一千八百个亿，补贴也已经超过320亿。现在中国各大中型城市都已经被TD-SCDMA网络覆盖，并且TD-SCDMA网络利用率也在逐年增长，TD-SCDMA手机已经超过六千万部。在TD-LTE技术方面，全国15个大型城市已经展开扩大规模测试，并且已经取得较大进展，国家也对此表示大力支持。在终端方面，TD-LTE已经推出了多频段商用芯片，纳米芯片也已经实现来量产，4款多频段手机也已经推出，并且支持多种模式。就在今年，全国将有一百个城市被TD-LTE覆盖，不久的将来，中国移动的TD-LTE网络将会是全球最大的TD-LTE网络。

3.引入策略

    在TD-LTE产业化发展的推动下，TD-LTE网络的部署也日渐临近，在保护已有投资的前提下，如何有序的引入LTE网络是当前最需解决的问题。从LTE产业化进程时间表来看，在2010年下半年就开始对规模实验进行了策划，2012年已经实现商用，当下中国移动已经完成了4期的TD网络建设，在LTE规模商用中，TD网络已经形成了一定的规模。所以，LTE网络是D-SCDMA网络演进的必然方向，实现这种演进，主要有两条途径：一，直接演进，就是由TD-SCDMA直接演进为LTE网络；二，递升演进，TD网络先演进到HSPA再演进到LTE。从实际考虑的话，直接演进相对比会比较顺利，因为厂家的支持度比较高，但是，在网络结构上，LTE进行了较大的修改，演进缺乏平滑，没有办法对原来的3G网络投资进行全面的保护。递升演进基本上没有实现的可能，因为实际中的HSPA+的标准制定和产业化程度较之于LTE都要更落后，对HSPA+的引入不能确定，所以，只能考虑第一途径。LTE网络建设在各个阶段的引入方法主要有以下几种：一，在建设初期，可以直接把原来的TD网络设备更换掉，使用2G和LTE网络进行覆盖，也可以再添加一个LTE网络，在这两种方式中，LTE都是作为2G或3G业务覆盖的补充，从而起到分流的作用，与此同时，LTE重点覆盖那些有高速率数据要求的地方，以满足高速率数据业务的要求；二，在建设中期，对有需求的区域进行LTE建设，满足高速率数据需求；三，在建设后期，在充分了解数据业务发展状况的提前下，有计划有重点的逐步扩大LTE网络覆盖率。

4.结语

    TD-LTE就是分时长期演进的意思，它是由中国移动、中兴、华为、大唐、西门子等共同开发的4G移动通信技术与标准。LTE对系统的数据速率、频谱利用率都有较高的要求，并且在降低运营和建网费用方面要继续改进，进而为用户提供“一直在线”的体验，为了实现这个目标，LTE必须能够和现有的系统共存。

    TD-LTE是TD-SCDMA的未来演进方向，要实现这一演进，中国移动必须做好TD-SCDMA，这主要有两个原因：一，TD-SCDMA产业链厂家对TD-LTE的理解是开发TD-LTE产业的重要条件，假设TD-SCDMA做不好，产业链厂家就无法在TD-LTE中投入足够的资金，这样就会对TD-LTE产业链的竞争能力造成不良影响，所以，做好TD-SCDMA不仅仅是对自主创新国策的实践，又是对TD-SCDMA产业厂家的鼓励，更是未来做好TD-LTE网络的关键；二，中国要拓展数据业务，培育市场需要一定的时间，当下的中国市场主要还是2G市场，与LTE相比，用户使用手机的习惯将会有一个巨大的改变，所以，在这两者之间，必须建立一个培育市场，使用户、用户使用手机的习惯、业务、网络得到足够的培育，TD-SCDMA正好可以来完成这样的培育，这对TD-LTE的成功也起着关键的作用。

    总而言之，TD-SCDMA的成功不仅有利于提高3G的市场竞争力，而且还会推动LTE和4G的顺利发展，TD-SCDMA不仅在技术上优势众多，而且还有国家的大力支持以及巨大的市场需求，只要能够一心运营，一定会取得成功。 

【参考文献】

[1] 胡恒杰，朱强，孟繁丽，等. TD-LTE组网策略研究[J]. 移动通信，2010，12（21）：149-153.
[2] 胡恒杰，梁璟，朱强，等. TD-LTE网络的引入策略研究[J]. 移动通信， 2010，15（13）:23—25.
[3] 沈嘉，索士强，全海洋，等. 3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[J]. 人民邮电出版社，2008，21（17）:87—89