通信技术的发展

1、叮叮小文库目录摘 要 IAbstract II 目录 III第一章 绪论 11.1 引言 11.2 技术背景概述 1第二章 无线通信技术的发展 32.1 无线通信的概念 32.2 无线移动通信技术的发展历程 32.3 无线通信技术与业务的发展趋势 42.4 各个技术热点的简单介绍 62.4.1 3G 62.4.2 UWB 82.4.3 RFID 82.3.4 Wi-Fi 92.4.5 TD-LTE-Advanced 10第三章 TD-LTE-Advanced 的产生历程及特点 113.1 TD-LTE-Advanced 的概念 113.2 TD-LTE-Advanced 的产生过程 123.3

2、 TD-LTE-Advanced 的技术特点 133.3.1 多址方式 133.3.2 帧结构 143.3.3 多入多出 MIMO 方案 163.3.4 快速的分组调度 183.3.5 无线中继技术 Relay 18III3/343.3.6 CoMP 技术 193.4 TD-LTE-Advanced 的测试工作 213.4.1 TD-LTE-Advanced 技术的测试进程 213.4.2 TD-LTE-Advanced 技术的性能评估 213.5 小结 22第四章 TD-LTE-Advanced 技术的现状和前景分析 244.1 现状 244.2 前景和今后的工作 25第五章 结束语 27参

3、考文献 29谢辞 30IV4/34 第一章 绪论1.1 引言 最近几年随着无线通信技术的迅猛发展， 全球无线通信产业规模不断扩大， 呈现出了两个突出的特点： 一是公众移动通信保持较快增长态势， 一些国家和地区增势比较强劲， 但存在发 展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃1 。根据爱立信的研究显示， 截止到 2010 年 7 月份， 全球移动用户数量已突破50亿，并且仍在以每日约 200 万用户的数量增加。而这其中，移动宽带用户数量也正在快速增长，预计到 2015年将会超过 34亿（ 2009年这一数字仅为 3.6 亿） 2 。在国内方面，根据工业和信息化 部在最近发

4、布的中国通信业运行状况报告显示，首先是在用户规模上，截止到 2011年 4 月 份，我国全国移动电话用户数量已达到了 8.9 亿户，其中 3G 用户数量为 6757.2 万户；然后 是业务收入方面，移动通信收入在电信主营业务收入中所占的比重为70.63%，而固定通信收入所占的比重仅为 29.37% ，并且在逐年下降。这些数据无不清楚的表明， 无论是在国内还是国际上， 无线通信都已经毫无疑问的成为通信 领域的主流，也早在 2002 年，全球的移动用户数量已经超过固定电话用户数量，移动通信 成为用户最大、 使用最广泛的通信手段。 也正是因为如此， 近些年来无线通信技术的发展才 能日新月异，热点前沿

5、技术才能层出不穷，显现出无限的生命力。1.2 技术背景概述1 目前，无线通信领域主要包括3G 、TD-LTE-Advanced 、WiMax 、UWB 、Wi-Fi 以及 RFID 等几大技术热点。其中， UWB （超宽带）和 RFID （射频识别）技术主要运用于短距离无线通 信领域，并且 RFID 还是物联网的核心技术，日后会发挥越来越重要的作用； Wi-Fi 技术主 要用于解决无线局域网的相关问题，可以在公共场所提供方便的 “热点”接入； 3G 则是如今 蜂窝通信技术的主流， 在全球范围内也已经大规模的商用， 技术日趋成熟， 可以说今后十年 无疑将会是 3G 移动通信系统正兴的时期， 而到

6、了十年以后则将会是第四代移动通信的天下3 。而 LTE-Advanced 和 802.16m 正是国际电信联盟在最近才刚刚为新一代移动通信（即 4G）确定的国际标准，而其中的LTE-Advaneed就包含了我国提交的具有自主知识产权的技 术标准 TD-LTE-Advanced ，它是 LTE-Advanced 的 TDD （时分双工）分支。 针对目前无线通信技术领域的情况， 我们需要根据我国的具体国情， 结合不同地区不同业务 群体的不同需求， 抓住这次无线通信技术的浪潮， 结合我国的 “十二五规划 ”全面建设完善的 符合我国需求的无线通信体系。26/34第二章 无线通信技术的发展 前文对无线通

7、信领域的发展情况作了概要性介绍， 以下将简单介绍无线通信技术的发展历程 和各个时期的不同特点。2.1 无线通信的概念无线通信 （Wireless Communieation） 是指利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行 信息交换的一种通信方式，近些年来，在信息通信领域中，发展最快、 应用最广的就是无线 通信技术。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信4 。2.2 无线移动通信技术的发展历程 移动通信发展到今天大约经历了以下几个阶段：20 世纪 20 年代初，无线通信技术产生，起初主要用于舰船及军有，采用短波频及电子管技术，至该四十年代末期才出现150MHZ

8、VHF （即甚高频 Very High Frequency）单工汽车公用移动电话系统 MTS（ Mobile Telephone Service ）。到了五、六十年代，频段扩展至 UHF （特 高频 Ultra High Frequency ） 450MHZ ，器件技术己向半导体过渡，大都为移动环境中的专用 系统，并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。随后频段扩展至800MHZ ，美国 Bell 研究所提出了蜂窝系统概念并进行了试验。 第一代移动通信：最早的移动通信电话采用的是模拟蜂窝通信技术和频分多址 (FDMA) 技 术，是最初的模拟的、仅限语音的蜂窝电话标准。 由于受到传输带宽的限制，

9、不能进行移动 通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系37/34统。第二代移动通信：包括 GSM 通信技术和 GPRS 通信技术等，采用了数字化，自此无线通信 步入了纯数字时代。 具有保密性强， 频谱利用率高，能提供丰富的业务，标准化程度高等特 点，使得移动通信得到了空前的发展，从过去的补充地位跃居通信的主导地位。随后， 通信 运营商又推出了增强型数据速率 GSM 演进技术 (Enhanced Data Rate for GSM Evolution 即 EDGE) ，这种通信技术是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技 术，因此有人称它为 2.5G 技术 3。第三代移动通

10、信： 目前的 3G 技术有 4 个标准， 分别是 WCDMA 、TD-SCDMA 、CDMA2000 和 WiMax 。各个技术标准都已经非常成熟，并且都正在全球范围内迅速展开，产业规模不 断扩大。第四代移动通信：随着国际电信联盟有关 4G 标准的确定， LTE-Advanced 和 802.16m 获得 胜利，至此4G标准之争基本落下帷幕。国际电信联盟将于 2011年底前完成4G国际标准建议书编制工作，2012年初正式批准发布，今后有关4G的商用也会逐步展开。2.3 无线通信技术与业务的发展趋势 无线通信技术与业务有以下几个发展趋势：(1 )网络覆盖的无缝化，即用户在任何时间、任何地点都能实

11、现网络的接入，也有人把这 称作网络的泛在化。(2) 宽带化是未来通信发展的一个必然趋势，窄带的、低速的网络会逐渐被宽带网络所取 代5 。(3) 融合趋势明显加快，包括：技术融合、网络融合、业务融合、接入融合。从IP 网络兼 容性来看，3G系统不是基于IP的，而4G则支持下一代的In ternet (IPv6 )和所有的信息设 备，将能在 IP IPv6 网络上实现话音和多媒体业务 3 。48/34( 4)数据速率越来越高，无论是上行还是下行速度都在不断提高，频谱带宽越来越宽，频 段也越来越高，数据传输能力已从早期的 kb/s 逐步发展到如今的 Gb/s。(5) 业务内容更加多样化，这是离不开速

12、率和带宽的提高的，无线通信经历了，从仅支持 单一语音业务逐渐发展到支持语音、数据、图像等多种媒体流业务的历程6。图 2-1 无线通信技术演进路径上图中有两条主线，第一条是蜂窝通信的发展主线，蜂窝通信技术从1G、2G向WCDMA、TD-SCDMA 、 CDMA2000 等 3G 技术再经过 LTE 并最终向 4G 发展；59/34第二条线涵盖了 WLAN 、 Wi-Fi 、 WiMax 等技术的发展。 这些技术都是朝向宽带化、 移动化、 全 IP 化和高速率的方向发展。2.4 各个技术热点的简单介绍 下面对于目前比较热门的几大无线通信技术做一下简单的介绍。2.4.1 3G“ 3G” (英语3rd

13、-generation )或 三代"是第三代移动通信技术的简称，是指支持高速数据传 输的蜂窝移动通讯技术。 3G 服务能够同时传送声音 (通话 )及数据信息 (电子邮件、即时通信 等)，其代表特征是，能提供高速的数据业务，速率一般在几百kbps以上。目前3G存在四种标准： CDMA2000 ， WCDMA ， TD-SCDMA 以及 WiMax 。先说下我国的 3G。 2009 年 1 月 7 日 14:30 ，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国 联通，分别发放了一张第三代移动通信 (3G)牌照，此举标志着我国正式进入 3G时代。其中， 批准：中国移动增加基于 TD-SCDMA

14、 技术制式的 3G 牌照( TD-SCDMA 为我国拥有自主产 权的3G技术标准)；中国电信增加基于 CDMA2000技术制式的3G牌照；中国联通增加了 基于 WCDMA 技术制式的 3G 牌照。( 1) TD-SCDMA全称为 Time Division-Synchronous CDMA( 时分同步 CDMA) ，该标准是由中国独自制定的 3G 标准， 于 1999 年 6 月 29 日，中国原邮电部电信科学技术研究院(即现在的大唐电信)向国际电信联盟 ITU 提出，但该技术的发明始于西门子公司。 TD-SCDMA 具有辐射低的特点， 被誉为绿色3G。该标准将智能无线、 同步CDMA和软件无

15、线电等当今国际领先技术融于其 中，在频谱利用率、对业务支持、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内 地庞大的市场， 该标准受到各大主要电信设备厂商的重视， 全球一半以上的设备厂商都宣布 可以支持 TD-SCDMA 标准。该标准提出不经过 2.5 代的中间环节，直接向 3G 过渡，非常 适用于 GSM 系统向 3G 升级。军用通信网也是 TD-SCDMA 的核心任务。( 2) W-CDMA 6也称为 WCDMA ，全称为 Wideband CDMA ，也称为 CDMA Direct Spread ，意为宽频分码多 重存取，这是基于 GSM 网发展出来的 3G 技术规范， 是欧洲提出的

16、宽带 CDMA 技术， 它与 日本提出的宽带 CDMA 技术基本相同， 目前正在进一步融合。 W-CDMA 的支持者主要是以 GSM 系统为主的欧洲厂商， 日本公司也或多或少参与其中， 包括欧美的爱立信、 阿尔卡特、 诺基亚、 朗讯、 北电， 以及日本的 NTT、 富士通、 夏普等厂商。 该标准提出了 GSM(2G) GPRS EDGE WCDMA(3G) 的演进策略。这套系统能够架设在现有的 GSM 网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM 系统相当普及的亚洲，对这套新技术的接受度会相当高，因此 W-CDMA 具有先天的市场优势。( 3) CDMA2000CDMA2000 是

17、由窄带 CDMA(CDMA IS95) 技术发展而来的宽带 CDMA 技术，也称为 CDMA Multi-Carrier ，它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent 和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne 数字标准衍生出来的，可以从原有的 CDMAOne 结构直接升级到 3G ，建设成本低廉。 但目前使用 CDMA 的地区只有日、韩和北美，所以 CDMA2000 的支持者不如 W-CDMA 多。不过 CDMA2000 的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多 3G 手机已经率先面世。该标准提出了从CDMA IS95(2G)CD

18、MA20001x CDMA20003x(3G) 的演进策略。 CDMA20001x 被称 为 2.5代移动通信技术。CDMA20003x 与 CDMA20001x 的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95 网络。( 4) WiMaxWiMax 的全名是微波存取全球互通 (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ，又称 为 802.16 无线城域网，是一种为企业和家庭用户提供 “最后一英里 ”的宽带无线连接方案。 将此技术与需要授权或免授权的微波设备相

19、结合之后，由于成本较低， 将扩大宽带无线市场，改善企业与服务供应商的认知度。 2007年 10月 19日，在国际电信联盟在日内瓦举行的无 线通信全体会议上，经过多数国家投票通过， WiMax 正式被批准成为继 WCDMA 、 CDMA2000 和 TD-SCDMA 之后的第711/34四个全球 3G 标准。 WiMax 构建于高级无线技术，正交频分多访问 (OFDMA) 和多个输入 /多 个输出 (MIMO) 智能天线技术这两个关键高级无线技术加入 WiMax 标准后，有效地提高了吞 吐量和覆盖范围。尤其是 MIMO 技术在高干扰环境中的应用，如中心城市等。2.4.2 UWBUWB(Ultra

20、-Wideband) 超宽带，此技术可追溯至 19 世纪，一开始使用的是脉冲无线电技术。 后来由 Intel 等大公司提出了应用了 UWB 的 MB-OFDM 技术方案，由于两种方案的截然不 同，而且各自都有强大的阵营支持，制定 UWB 标准的 802.15.3a 工作组没能在两者中决出 最终的标准方案，于是将其交由市场解决。至今 UWB 还在争论之中。UWB 具有以下特点： 抗干扰性能强。 UWB 采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无 线电脉冲信号分散在宽阔的频带中， 输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。 接收时将信号 能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，在

21、同等码速条件下， UWB 具有更强的 抗干扰性。传输速率高。UWB的数据速率可以达到几十Mbit /s到几百 Mbit /s,有望高于蓝牙 100倍，也可以高于 IEEE802 . 11a 和 IEEE802 . 11b。带宽极宽。UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个 GHz。超宽带系统容量大，并且可以 和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。 这在频率资源日益紧张的今天, 开辟了一种新 的时域无线电资源。消耗电能小。 通常情况下, 无线通信系统在通信时需要连续发射载波, 因此要消耗一定电能。 而 UWB 不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按 0 和 1 发送出去,并且在需要 时

22、才发送脉冲电波,所以消耗电能小。保密性好。 UWB 保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩 频码时, 才能解出发射数据； 另一方面是系统的发射功率谱密度极低, 用传统的接收机无法 接收。2.4.3 RFID812/34RFID(Radio Frequency Identification) ,即射频识别,俗称电子标签。这是一种非接触式的自 动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预, 可工作于各种恶劣环境。 RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷 方便。最基本的 RFID 系统由三部分组成：(1) 标签(Ta

23、g，即射频卡)：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天 线间进行通信。(2) 阅读器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。( 3)天线：在标签和读取器间传递射频信号7 。目前, RFID 在中国的很多领域都得到实际应用,包括物流、烟草、医药、身份证、奥运门 票、宠物管理等等,但就我们日常生活感受而言,好像 RFID 还是离我们很远。除了二代身 份证,我们还很难经常感受到 RFID 在我们生活中的存在。其实原因很简单,尽管 RFID 正 快速在各个领域得到实际应用, 但相对于我们国家的经济规模, 其应用范围还远未达到广泛 的程度，即便在 RFID 应用比较多的交通物流产业，

24、也还处于点分布的状态，而没能达到面 的状态。另外，很重要的一点是 RFID 还是物联网的核心技术，未来的发展应用不可限量。物联网 （ Internet of Things ），指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID ）、二维码、全球定位系统等与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，方便识别和管理。2.3.4 Wi-FiWi-Fi 是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA 、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟（Wi-Fi Allianee）所持有，目的是改善基于 IEEE 802.11 标准的无线网路产品之间的互通性。 Wi-Fi

25、 可以帮助用户访问电子邮件、 Web 和流式媒体，它为用户提供了无线的宽带913/34 互联网访问。同时，它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。能够访问Wi-Fi网络的地方被称为热点，Wi-Fi或802.11G在2.4Ghz频段工作，所支持的速度最高达54Mbps。另外还有两种 802.11空间的协议，包括（a）和（b）。它们也是公开使用的， 但802.11G 在世界上最为常用。Wi-Fi 有如下突出优势：其一，无线电波的覆盖范围广， Wi-Fi 的半径可达 300 英尺左右， 约合 100 米，办公室自不用说，就是在整栋大楼中也可使用。最近，由Vivato 公司推出的一款新型

26、交换机。据悉，该款产品能够把目前 Wi-Fi 无线网络 300英尺（接近 100米）的通信 距离扩大到 4英里（约 6.5公里）。其二，虽然由 Wi-Fi 技术传输的无线通信质量不是很好， 数据安全性能也要比蓝牙差一些，传输质量也还有待改进，但是，它传输速度非常快， 可以达到54Mbps，符合个人和社会信息化的需求。其三，厂商进入该领域的门槛比较低。厂商 只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置 “热点 ”，并通过高速线路将因 特网接入上述场所。这样，由于 “热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径几十米至 100 米的地方，用户只要将支持无线 LAN 的笔记本电脑或 PDA 等

27、其他手持终端拿到该区域内， 即可高速接入因特网。 也就是说， 厂商不用耗费资金来进行网络布线接入， 从而节省了大量 的成本。2.4.5 TD-LTE-AdvaneedTD-LTE-Advaneed 技术是我国具有自主知识产权的国际 4G 标准之一，由 TD-SCDMA 技术 经过长期演进而来，采用了 OFDM 和 MIMO 作为基本技术，还大量采用了目前移动通信 领域最先进的技术和设计理念。相比于 3G 技术， TD-LTE-Advaneed 通信速率有了更大的提 高，同时提高的还有频谱效率，加上 QoS 的保证，还有 TD-LTE-Advaneed 严格合理的系统 设计，来保证实时业务（如V

28、oIP）的服务质量的，降低了无线网络时延，并且能向下兼容，支 持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。下一章我们将会有关于 TD-LTE-Advaneed 的更加详细的介绍。1014/34第三章 TD-LTE-Advaneed 的产生历程及特点下面主要针对我国具有自主知识产权的 TD-LTE-Advaneed 技术的产生及其特点进行简要的 分析。3.1 TD-LTE-Advaneed 的概念TD-LTE-Advaneed 技术就是 4G 标准 LTE-Advaneed 中的一种， TD-LTE-Advaneed 也被称作 LTE-Advaneed 的 TDD （即时分双工 Time D

29、ivision Duplexing，区别于 FDD 频分双工 Frequency Division Duplexing ）制式。它吸纳了 3G 标准 TD-SCDMA 的主要技术元素，体现了我国通 信产业界在宽带无线移动通信领域的最新自主创新成果。相比于之前的 3G 技术， TD-LTE-Advanced（1）容量提升峰值速率：在 20MHz 频率上，下行 100 Mbps ，上行 50 Mbps 频谱效率：下行是 HSDPA 的 3-4 倍，上行是 HSUPA 的 2-3 倍（2）覆盖增强提高小区边缘比特率”，5km满足最优容量，30km轻微下降，并支持100km的覆盖半径（3）移动性提高0

30、15km/h性能最优，15120 km/h高性能，支持120350 km/h，甚至在某些频段支持 500km/h（4）质量优化时延： 3.2 TD-LTE-Advanced 的产生过程说到 TD-LTE-Advanced 的产生， 还得从我国的 3G 技术标准 TD-SCDMA 还在日趋完善且未 商用的时候说起。2004 年，中国在标准化组织 3GPP 的会议上提议要开始研究第三代移动通信 TD-SCDMA 的 后续演进技术 TD-LTE 项目，提出以 OFDM/SC-FDMA （ Single-carrier Frequency-DivisionMultiple Access，单载波分频多工

31、） 和MIMO 技术为核心、灵活支持 1.420 MHz系统带 宽的、采用扁平网络结构的 3G长期演进系统，并命名为 LTE （长期演进）。之后世界各主 要的运营商和设备厂家通过多次会议、邮件讨论等方式，开始逐渐形成对LTE 系统的初步需求。2005 年 6 月在法国召开的 3GPP 会议上，我国以大唐移动为龙头，联合国内厂家，提出了 基于 OFDM 的 TDD 演进模式的方案。在同年 11 月，在汉城举行的 3GPP 工作组会议上通 过了大唐移动主导的针对 TD-SCDMA 后续演进的 LTE-TDD 技术提案 8。2006年 6月， LTE 的可行性研究阶段基本结束， 规范制定阶段开始启动

32、。 2007 年，按照“新 一代宽带无线移动通信网 ”重大专项的要求，中国政府面向国内组织开展了 4G 技术方案征 集遴选。国内积极响应，累计提交相关技术提案近 600 篇。 10 月，中国企业联合主流的国 内外设备商、运营商以及研究机构，在 3GPP RAN1 第 51 次小组会上，提议并通过了统一 的 TDD 制式的帧结构，并将 LTE TDD 正式命名为 TD-LTE ，为 TD-SCDMA 等 TDD 技术 的进一步发展演进奠定了基础。 又经过 2 年多的攻关研究， 国内对多种技术方案进行分析评 估和试验验证，最终中国产业界达成共识，在 TD-LTE 基础上形成了 TD-LTE-Adv

33、anced 技 术方案 9 。2010年6月，完成核心规范第一个完整版本的我国自主知识产权的TD-LTE入围4G国际标准候选。2010年11月2日，工信部产业政策司在官网上宣布，国际电信联盟已确定了1216/34新一代移动通信（4G）的国际标准，我国提交的 TD-LTE-Advaneed标准成为了 4G国际标 准之一。国际电信联盟将于 2011年底前完成4G国际标准建议书编制工作， 2012年初正式 批准发布，相信今后有关 4G 的商用也会逐步展开。3.3 TD-LTE-Advanced 的技术特点3.3.1 多址方式TD-LTE 采用 OFDM （正交频分复用）技术为基础，该技术的主要思想就

34、是在频域内将给定 信道分成许多窄的正交子信道， 在每个子信道上使用一个子载波进行调制， 并且各子载波并 行传输，因此可以大大消除信号波形间的干扰 10。根据上、下行链路各自的特点，分别采 用单载波 DFT-SOFDM （离散傅立叶变换扩展正交频分复用）和OFDMA （ OrthogonalFrequency Division Multiple Access 正交频分多址）作为两个方向上多址方式的（如下图 3-1 所示）。图 3-1 TD-LTE 上行多址方式（ DFT-SCDM ）具体实现根据 OFDM 技术采用子载波分配的特点，系统采用 15KHz 的子载波1317/34带宽，按照不同的子载

35、波数目，可以支持 1.4、3、5、10、15和20MHz各种不同的系统带 宽。在 LTE-Advanced 中，还可通过载波聚合的方式，聚合 5 个 20MHz 的单元载波，实现 100MHz 的全系统带宽（如下图 3-2 所示）。图 3-2 载波聚合方式3.3.2 帧结构LTE 分两种不同的双工方式， 这个不同最直接的就是对于空中接口无线帧结构的影响，因为FDD 采用频率来区分上、下行，其单方向的资源在时间上是连续的；而TDD 则采用时间来区分上、下行， 其单方向的资源在时间上是不连续的，而且需要保护时间间隔，来避免两个 方向之间的收发干扰，所以 LTE 分别为 FDD 和 TDD 设计了各

36、自的帧结构。（1 ）TD-LTE 针对 TDD 模式中上、下行时间转换的需要，设计了如下专门的帧结构。它采用无线帧结构，无线帧长度是10ms,由两个长度为5ms的半帧组成，每个半帧由 5个长度为1ms的子帧组成，其中有 4个普通的子帧和1个特殊子帧。所以整个帧也可理解为分成 了 10个长度为1ms的子帧作为数据调度和传输的单位（即TTI）。其中，子帧#1和#6可配置为特殊子帧，该子帧包含了3个特殊时隙，即DwPTS，GP和UpPTS （如下图3-3中所示），它们的含义和功能与 TD-SCDMA系统中的相类似。 其中，DwPTS的长度可以配置为 312 个 OFDM 符号,用于正常的下行控制信道

37、和下行共享信道的传输； UpPTS 的长度可以配置 为 12个 OFDM 符号,可用于承载上行物理随机接入信道和 Sounding 导频信号；剩余的 GP则用于上、下行之间的保护间隔，相应的时间长度约为71714 对应的小区半径为7km 1 00km 。1418/34图 3-3 TD-LTE 的帧结构（2 ）短 RACH （ RandomAccessCHannel）是 LTE 对 TDD 的另一项特殊设计。在 LTE 中， 随机接入序列可采用的长度分为1ms, 2ms以及157八三种选项，共5种随机接入序列格式。其中，长度为157“的随机接入序列格式是 TDD所特有的，由于其长度明显短于其它的

38、4种格式,因此又称为 “短 RACH” 。采用短 RACH 的原因也是与 TDD 关于特殊时隙的设计相 关的，短RACH在特殊时隙的最后部分（即UpPTS ）进行发送，这样利用这一部分的资源完成上行随机接入的操作,避免占用正常子帧的资源。采用短RACH 时,需要注意的一个主要问题是其链路预算所能够支持的覆盖半径, 由于其长度要大大的小于其它格式的 RACH 序列（1ms, 2ms）,因此其链路预算相对较低（比长度为1ms的约低7.8dB），相应的适用于覆盖半径较小的场景（根据网络环境的不同，约 700m 2km）。（3）由于 TDD （时分双工）系统具有可以灵活分配时间的特点，因此， TD-LTE 可以支持 7 种不同的上、 下行时间比例分配方式， 可以根据当时的网络的业务量情况进行实时的配置。 分配的比例可以