TD-LTE

LTE是long Term Evolution(長(zhǎng)期演進(jìn))的縮寫(xiě)。3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織最初制定LTE標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，定位為3G技術(shù)的演進(jìn)升級(jí)。后來(lái)，LTE技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)期，LTE的后續(xù)演進(jìn)版本Release10/11(即LTE-A)被確定為4G標(biāo)準(zhǔn)。LTE根據(jù)雙工方式不同，分為L(zhǎng)TE-TDD和LTE-FDD兩種制式，其中LTE-TDD又稱(chēng)為T(mén)D- LTE [1] 。2012年，3GPP TD-LTE和LTE-FDD標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)度一致。

LTE(Long Term Evolution)原本是第三代移動(dòng)通信向第四代過(guò)渡升級(jí)過(guò)程中的演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，包含LTE FDD和LTE TDD(通常被簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)D-LTE)兩種模式。2013年隨著TD-LTE的牌照發(fā)放，4G的網(wǎng)絡(luò)、終端、業(yè)務(wù)都進(jìn)入正式商用階段，也標(biāo)志著我國(guó)正式進(jìn)入了4G時(shí)代。和以往的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，4G網(wǎng)絡(luò)具有更高的數(shù)據(jù)速、傳輸質(zhì)量以及頻譜利用率，可以容納更多的用戶(hù)，支持多種業(yè)務(wù)及全球范圍內(nèi)的多個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫漫游。這一切從技術(shù)層面上也源于無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的空中接口技術(shù)和核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重大變化 [3] 。LTE標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)提出了嚴(yán)格的技術(shù)需求，主要體現(xiàn)在容量、覆蓋、移動(dòng)性支持等方面，概括如下：峰值速率-20 MHz帶寬內(nèi)下行峰值速率為100Mbps，上行峰值速率為50Mbps;頻譜效率——下行是HSDPA的3～4倍，上行是HSUPA的2～3倍;覆蓋增強(qiáng)——提高小區(qū)邊緣碼率，5km范圍內(nèi)滿(mǎn)足最優(yōu)容量，30km范圍內(nèi)輕微下降，并支持100km的覆蓋半徑;移動(dòng)性提高——0～15km/h范圍內(nèi)性能最優(yōu)，15～120km/h范圍內(nèi)性能高，支持120一350km/h，甚至在某些頻段支持500km/h;時(shí)延優(yōu)化——用戶(hù)面數(shù)據(jù)單向傳輸時(shí)延小于5ms，控制面空閑至激活的狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)延小于100ms。服務(wù)內(nèi)容多樣化——具有高性能廣播業(yè)務(wù)，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)支持能力提高，VoIP達(dá)到UTRAN電路域的性能;運(yùn)維成本降低——扁平、簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本

(1)OFDM(正交頻分復(fù)用，Orthogonal Frequency Division Multiple-xing)是一種多載波正交調(diào)制技術(shù)，將高速串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成低速并行數(shù)據(jù)流，每路數(shù)據(jù)流經(jīng)調(diào)制后在不同的子載波上分別傳輸，各子載波頻譜重疊但相互。(2)MIMO(多天線(xiàn)，Multiple Input Multiple Output)是收發(fā)段都采用多個(gè)天線(xiàn)進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?，可以提高通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)速率。(3)鏈路自適應(yīng)技術(shù)：由于移動(dòng)通信的無(wú)線(xiàn)傳輸信道是一個(gè)多徑衰落、隨機(jī)時(shí)變的信道，使得通信過(guò)程存在不確定性。鏈路自適應(yīng)技術(shù)能夠根據(jù)信道狀態(tài)信息確定當(dāng)前信道的容量，根據(jù)容量確定合適的編碼調(diào)制方式，以便最大限度地發(fā)送信息，提高系統(tǒng)資源的利用率。(4)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化：TD-LTE去掉了BSC/RNC這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層，根本性地改善了業(yè)務(wù)時(shí)延。

對(duì)于TDD系統(tǒng)，上下行在同一頻率完成。為了追求與FDD的幀結(jié)構(gòu)FS1最大程度的融合，TD-LTE也采取了長(zhǎng)度10ms為一個(gè)無(wú)線(xiàn)幀，每個(gè)無(wú)線(xiàn)幀包含10個(gè)1ms的子幀，且每個(gè)子幀內(nèi)也有若干個(gè)符號(hào)及保護(hù)間隔 [6] 。不同之處在于：TD-LTE的幀結(jié)構(gòu)FS2中有半幀和特殊子幀的概念，F(xiàn)S2的每一個(gè)無(wú)線(xiàn)幀由2個(gè)長(zhǎng)度為5ms的半幀組成，每個(gè)半幀一般包含4個(gè)普通子幀和1個(gè)特殊子幀。普通子幀由2個(gè)長(zhǎng)度為0.5ms的時(shí)隙組成，而特殊子幀由DwPTS、GP、UpPTS這3個(gè)特殊時(shí)隙組成。DwPTS、GP和UpPTS的長(zhǎng)度可配置，以適應(yīng)不同場(chǎng)景下的覆蓋、容量和抗干擾等需求，但要求總長(zhǎng)度等于1ms [6] 。目前常用的是10：2：2的配置模式，借用特殊時(shí)隙來(lái)傳輸業(yè)務(wù)以提高下行吞吐量;而3：9：2的模式增大了上下行切換的GP時(shí)長(zhǎng)，可以較好地適應(yīng)傳輸時(shí)延，避免遠(yuǎn)距離同頻干擾或某些TD-SCDMA配置引起的干擾，最大覆蓋范圍可達(dá)30～100km。同時(shí)，TD-LTE支持5ms和10ms的上下行子幀轉(zhuǎn)換周期，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活地完成上下行配置