TD-LTE关键技术分析

TD-LTE关键技术分析

摘要：TD-LTE是4G网络标准中最常见也是应用最广泛的一种模式，全球大部分的国家4G网络模式为TD-LTE模式，该模式主要用于提升网络速度、提升高峰时期的网络体验、提升信号边缘区域网络速度、降低运营商成本等。TD-LTE标准的关键技术主要有上行同步技术、动态信道分配技术、联合检测技术和智能天线技术等，这些技术支撑着整个标准的实现，因此有必要对其进行深入研究，以更好的在国内推广TD-LTE技术。关键词：TD-LTE，CDMA，模式，关键技术，分析TD-LTE是国内对LTE-TDD标准的俗称，LTE是3GPP组织制定的全球通用标准，主要分为TD和FD两种模式(也称TDD和FDD)，从理论层面来看，两种模式的区别甚微。从国内运营商的角度来看，TD-LTE模式的运营成本要高于FD-LTE模式，因此中国移动在进入4G网络运营时优先选择了FD-LTE模式。从技术角度来看，其关键技术主要包含上行同步技术、动态信道分配技术、联合检测技术和智能天线技术，详述如下。一、上行同步技术上行同步指的是在网络更新上，TD-LTE与CDMA模式相同步，也就是要求距离基站不同距离的用户数据能够同时到达基站，以实现公平网络分布的用户体验，最大限度避免网络盲区降低用户的4G体验。但是在实际的网络传输过程中，信号干扰、信号衰减和多普勒效应等因素会阻碍这种同步的实现，因此在实际的基站TD-LTE技术设计上，以确保信号主径的同步为主。TD-LTE系统的上行同步分为两个过程：同步建立和同步保持。在上行同步建立过程中，终端首先利用下行导频信道(DwPCH)完成下行同步并解调基站的广播信息，然后通过下行导频信道(UpPCH)的随机接入过程(先开环后闭环)来建立上行同步。在上行同步保持过程中，基站利用中间码检测上行信号的到达时刻，并通过下行信道利用物理层控制信令对终端的发射时刻进行闭环控制。二、动态信道分配动态信道分配主要是区别于固定信道分配技术而言进行区分的，传统的固定信道分配技术需要预先为各个基站分配资源小区，分配的标准是使用频繁程度和预先测定的干扰程度，但是这种模式具有滞后性，信号服务不具有持续稳定性。2.1信道动态分配流程信道动态分配分为2个阶段：第1阶段是呼叫接入的信道选择，采用慢速DCA；第2阶段是呼叫接入后为保证业务传输质量而进行的信道重选，采用快速DCA。RNC根据各相邻小区占用的时隙，计算或测量时隙的干扰情况，动态地在RNC所管辖的各小区间、工作载波间及上下行链路之间进行时隙分配，这样就可以实现信道的动态分配。2.2最小化系统自身干扰的方法通过移动无线系统有效地实现动态信道分配的一个先决条件是时域TDMA操作被应用在TD-LTE上。在基本的TDMA/TDD模式下，在上下链路上，每个移动用户设备只活动在上/下链路每帧的一个时隙中以操作一个双工无线链路。如此就可以保证在非激活状态下的时隙，检测出用户设备信道中的干扰情况，并根据分析结果进行信道的动态调整，从而优化信道资源的分布合理性。三、联合检测技术在CDMA移动通信系统中，存在着严重的多径干扰和多用户干扰现象。传统的单用户检测方法利用扩频码之间的准正交性来分离各用户的信号。这种方法只有在理想正交的情况下，才能完全消除多址干扰的影响。但是在实际的信号传输过程中并不存在理想正交这种情况，即使存在也是小概率事件。那么因多个用户之间相互干扰产生的误码现象就称为了必然事件，而TD-LTE通过联合检测技术将用户按优先级进行排序并分离，最大限度的降低用户间的相互干扰。四、智能天线技术TD-LTE技术装备在安装过程中，引入了智能天线技术，也就是通过阵列天线进行信号的智能处理。智能天线技术主要包括以下两个方面的内容：首先是上行多用户信号的空间滤波，即利用空间信道估计和均衡技术对同一时隙中发往基站的不同用户的信号进行空间滤波；其次是下行赋形发送，即利用用户信号和干扰信号的空间方位特性，对不同的用户按照不同的赋形波束来发送下行信号。五、结语综上所述，要想实现在全国范围内的4G网络服务功能，运营商还需要从技术准备、基站准备、技术支持人员准备等各个方面进行前期投入，这关系着运营商的服务质量，也关系着消费者的4G感受。因此可以预见，未来国内的4G网络必定是逐区域的实现，并且4G、3G、2G模式将在很长一段时间内并存运行。我国在TD-LTE技术上的研究和应用还需进一步的深化。参考文献：[1]郑心武.LTE无线通信技术用于数字油田[J].油气田地面工程.2014