TDLTE的原理及其发展

兰州高校课程设计《移动通信》期中论文论文题目TD-LTE的原理及其进展姓名学号学院专业班级TD—LTE的原理及其进展专业：姓名：摘要:TD—ＬTE作为一种将来4Ｇ储存技术，它具有很高的系统性能和鲜亮的特点，在速率、时延和频谱利用等方面有众多的优势,基于ＴＤＤ技术的网络部署可以聚合零散的频谱资源，提高资源的利用率,并且可以为用户供应丰富多彩的移动互联网业务，在很多国家相继开头开展商务试用，具有光明的前景.关键词:ＴD-LTE，技术，前景ＡBＳＴＲACTＴD-ＬTＥaｓafuture4Gstoｒageｔecｈnｏloｇy，itｉsｏｆｈighpｅrｆormaｎceanddistｉｎctｃharacteriｓｔics，inｔheraｔe,tｉmedelａｙaｎｄspｅctｒumandmaｎｙａdｖantages，baseｄｏnｔｗorｋcａndｅｐloytecｈｎｏlｏgyTDＤpolｙmerizationscａｔtｅｒedsｐectｒｕｍｒesｏｕrcｅｓ，aｎdｉｍprovetheutiliｚaｔｉonofｔherｅｓouｒｃeｓ，andcaｎpｒovideuserｓｗitｈrichandcoｌｏrfulmobiｌｅInterneｔbｕｓiness，inmａnyｃounｔrieshavestartedｔｏbusinｅsｓtrial,hasｔhebrightｆｕtuｒe。KｅyＷordｓ：TD-LTETecｈnologyPrｏｓpect一、TD—ＬTE概述LＴEfＬongTerｍＥｖolutiｏn}是３GPP在R帅提出的一种新的宽带无线空中接口技术.可分为ＦDD和TＤD两种模式。ＴD—LＴE是一种新一代亮带穆动通信技术+是我国拥有ｌa主知识产权的TDSＣDＭA的后续演进技术。在继承７TＤD优点的同时R引^了多云线M［MＯ与频丹复用OFDＭ技术。相比于３Ｇ，TD—LTE在系统性能上有T跨越式提高．能够为用户供应更加丰富多彩的移动互联网业务。早在2０04年11月份3GPP魁北克的会议上，3GPＰ决定开头３G系统的长期演进（LｏngTermＥvolｕtiｏn）的讨论项目。世界主要的运营商和设备厂家通过会议、邮件商量等方式，开头形成对LTE系统的初步需求：作为一种先进的技术,LＴＥ需要系统在提高峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率，并着眼于降低运营和建网成本方面进行进一步改进,同时为使用户能够获得“AlｗaｙsOｎlｉne”的体验,需要降低掌握和用户平面的时延.该系统必须能够和现有系统（2G／2.５G/3G)共存.在无线接入网(ＲAN)侧,将由CDMA技术转变为能够更有效对抗宽带系统多径干扰的OＦDM(正交频分调制)技术。OＦＤＭ技术源于２０世纪60年月,其后不断完善和进展，9０年月后随着信号处理技术的进展,在数字广播、ＤＳL和无线局域网等领域得到广泛应用。OＦＤＭ技术具有抗多径干扰、实现简洁、灵敏支持不同带宽、频谱利用率高支持高效自适应调度等优点,是公认的将来４Ｇ储备技术。二。TD-LＴＥ特点ＴＤ－LTE作为通信产业变革期的重要机遇，主要包含三大特点：1.包含大量中国的专利，由中国主导,同时得到了广泛国际支持,成为了国际标准;2。上网速度快，能够达到ＴD-ＳCDＭA技术的几十倍，使无处不在的高速上网成为可能;3.产业进展速度快,与其他国际移动宽带技术基本实现了同步进展，代表着当今世界移动通信产业的最先进水平。三、LTE关键技术为进一步提高频谱效率,MIＭO（多输入/多输出)技术也成为LＴE的必选技术。MＩＭO技术利用多天线系统的空间信道特性,能同时传输多个数据流，从而有效提高数据速率和频谱效率.为了降低掌握和用户平面的时延,满意低时延（掌握面延迟小于10０ｍs，用户面时延小于5ｍs）的要求，目前的ＮｏdeB—RＮＣ—CN的结构必须得到简化，ＲNC作为物理实体将不复存在,ＮｏｄeＢ将具有RNC的部分功能，成为ｅＮoｄｅＢ，ｅNoｄｅB间通过Ｘ２接口进行网状互联,接入到CN中。这种系统的变化必将影响到网络架构的转变，SＡＥ（系统架构的演进）也在进行中，3GPＰ同时也在为RAN/ＣＮ的平滑演进进行规划。在传输较高速率的业务数据时.通过在肯定时隙使用较高调制方式（8ＰSK16ＱＡM甚至64ＱＡM)来进行恃输是一种受到广泛关注的技术在TD—SCDＭAＲTT中，已经使用ＳＰSK来侍输2Mbｏs的业务。高通公司提出ＨDR技术，在CＤMA20001×中的某时陬使用16QAM传输高速数据.在1２5ＭＨｚ的带宽下可传输2Ｍbps的数据速率。其实质就是将TDD技术应用到ＦＤD系统中。3GPP也在讨论类似的技术.来解决ＦDＤ传辕上、下行不对称业务的问题，作为ＬTＥ的需求,ＴDD系统的演进与FDD系统的演进是同步进行的。在2005年6月在法国召开的3ＧPP会议上,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，在汉城进行的3GPP工作组会议通过了大唐移动主导的针对ＴD－SCDＭＡ后续演进的LＴＥTＤD技术提案。到2０06年6月，LTE的可行性讨论阶段基本结束，规范制定阶段开头启动.在２0０7年９月，３GＰPＲＡＮ37次会议上，几家国际运营商联合提出了支持TYPE2的ＴDD帧结构，同年１1月在HＹPＥＲＬIＮＫ＂http：/／baｉｋｅ．ｂａidu。coｍ/view／27９６６0.ｈtm”\t＂_ｂlａnk＂济州工作组会议上通过了ＬTＥTＤD融合技术提案，基于ＴＤ的帧结构统一了连续已有标准的两种TＤＤ(TD—SCＤMＡLCＲ／HＣＲ）模式。在RAN38次全会上融合帧结构方案获得通过，被正式写入3ＧPP标准中。OFDＭ技求是将一十较宽的频带分成一些较窄的相互重叠且正交的子载波．并行传送数据.提高频谱效率。抵抗信道衰落其主要思想是将信道丹或很多正变于信谨，在每个子信逋±进行窄带调制和传输,由于每个于信道上的信号带宽小于信道的相关带宽．因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的.大大消除了符号间干扰。在各类无线通信系统中，ISＩfnteｒSｙmboInｔerｆｅｒｅnce．符号问干扰）始终是影响通信质量的重要因素。目前的移动通信系统罘用自适应均衡器来解决这一问题。但是用户越多均衡器的抽头就越多．这对硬件的处理速度提出了很高的要求。并将太大提高设备的简洁程度和成本。因此,当同样能够有效对抗lsl的OFDＭ技术推出时、就目其频谱利用率高、抗击径衰落性能好、成本偏低而被普遍看好。四、ＴD－LTE的帧结构如下每个无线帧包括两个5ｍｓ的半帧，每个半帧由８个长度为0。5mｓ的时隙和3个特殊时隙（DwＰTS/GP／UpPTＳ）组成。３个特殊HYＰＥRLＩNK＂hｔtｐ://ｂaｉｋe．baidｕ.cｏm/vｉｅw/4９25３５.htm＂＼t＂＿bｌａnｋ"时隙总长度为１ms.每两个时隙组成一个子帧。目前ＬTETDD规范方面，物理层完成了95％，高层完成了8０%，接口完成了８０％，０8年应能完成射频、终端全都性方面及核心网方面的规范制定.五、TDＤLTE系统具有如下特点１.灵敏支持１。4,3，5,10，15,20MＨｚ带宽；2.下行使用OFDＭＡ,最高速率达到100Mbｉts/s，满意高速数据传输的要求;3．上行使用ＯFＤM衍生技术SＣ—ＦDMＡ（单载波频分复用），在保证系统性能的同时能有效降低峰均比（ＰAPR),减小终端放射功率,延长使用时间，上行最大速率达到５０Ｍbits/s；4.充分利用信道对称性等TDD的特性，在简化系统设计的同时提高系统性能；5.系统的高层总体上与ＦＤD系统保持全都；6．将智能天线与ＭＩＭO技术相结合,提高系统在不同应用场景的性能;7。应用智能天线技术降低小区间干扰,提高小区边缘用户的服务质量；８.进行时间/空间/频率三维的快速无线资源调度，保证系统吞吐量和服务质量。ＴD—ＬTE与美、欧切换技术的优缺点优点：频谱利用率高TＤ一个载频1。６MＷ一个载频10M对功控要求低TD0~２00MZW1500MZ采纳了智能天线和联合测试引入了所谓的空中分级，但效果如何，还待验证避开了呼吸效应ＴD不同业务对掩盖区域的大小影响较小，易于网络规划缺点：同步要求高TＤ需要GＰＳ同步，同步的精准程度影响整个系统是否正常工作码资源受限ＴＤ只有16个码,远远少于业务需求所需要的码数量干扰问题上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰移动速度慢TD１20KM/ＨW5０0KM/H六、LTE的目标有以下几点⑴实现比现有技术更高的数据率.在20ＭHｚ带宽下，UＥ下行采纳2天线,ＵＥ上行采纳1天线放射的情况下，其上行峰值速率应达到50Mbit／s,下行峰值速率达到100Mbｉt／s，频谱利用率比R６版本提高2～4倍。全小区范围内,数据速率应保持全都性，在边缘区域，速率不能有明显下跌。⑵供应比Ｒ６版本高３到４倍的小区容量,在小区边缘容量比Ｒ６版本高2到３倍。⑶显著降低用户平面和掌握平面的时延,用户平面内部单向传输时延应低于10mｓ，掌握平面从睡眠状态到激活状态迁移时间应低于1０0mｓ，从驻留状态到激活状态的迁移时间应小于100ms。⑷显著降低用户和运营商的成本.另外LTＥ要求在满意以上目标时尽可能平滑地实现技术进步。所以要求新的无线接入技术必须与现有的3G无线接入技术并存,并且能与现有无线网络以及其替代版本兼容。为了实现以上目标，3GＰP计划进展新的无线传输技术和无线网络体系结构.在4G移动通信系统的讨论中已经提出了很多上述相关技术.LTE计划将对现有３Ｇ技术进行极大的进展和改进,并会实现相当的技术跨越.为此，我们有必要对LＴE计划及其进展情况投入足够的关注。出于以上考虑,本文首先对LTE计划进行介绍,然后将对其中的部分先进技术进行肯定商量,主要包括ＬＴE的系统结构、链路层和物理层的技术演进，盼望能对关注移动通信技术进展和关注LTＥ计划的读者有所启发。七、TＤ-LTＥ的传输承载方案移动同络向LＴE阶段薄进．其承载模式会发生很大的变化。ＬTＥ采纳了一种革命性的架构。RＮC主要功能下穆到eNB．将RＮＣ和NodeB台并为eＮB，核心网则演进}lJJEＰC，eNＢ直接连接到EPｃ．网络逐渐向扁平化和网状网演进，其对带宽、接口时延、OoS、平安性等均有新的需求。如何顺应P化的进展趋势．构建一张嘉效、融台3Ｇ和LＴE的承载网络．降低网络建设和运维戒本，成为承载网建设中最关注的问题。LＴＥ业务的带宽需求主要来源于移动数据业务。数据业务具有流量不确定和实发等特性．因此需要传输相具备业务的收敛茫聚能力,有效利用网络带宽资源，节省网络建设成本。而MSTP采纳刚性管道承载分组业务。汇聚比受限,统计复用效率低.承薮Ｐ化业务成本高。目前中国移动采纳的是端到端ＰTN{L2ＶＰＮ＋Ｌ3VPN）懈决方案。接人层采纳L2ＶPN+核心层采纳L3ＶPＮ。其传送高教和管理维护窖易．ＰTN突出可视化、图形化维护和管理．最大程度地降低接八网的ＴCＯ;全同部署LSPＴuｎｎeｌ,承载高质量高牢靠性业务;同时,在台适的地方台适的时机部署Ｌ３VＰN同关.能最大程度地实现网络的灵敏性和可扩展性.依据世博园区LＴE试验网。监控流达到有线监控清楚度,采纳D1分辨率格式(7０4’576),每个监控点上行带宽占用恒定在2Mbp$；在网络质量佳的地方采纳ＨD分辨宰格式f１28０‘７20）。每个监控点上行带宽占用4Ｍbｐｓ,在试验同阶段．依据ＬTE试验网的带宽利用率来分析．业务速率如表I所示:在试商用阶段．依据LTE试验网的实践结果，对LTＥ业务实行ＰTN的ＯｏS肇略.为业务供应ＡF【确保转发ｌ和加速转发ＩEＦ）的队列调度机制。LTE业务用VLAND进行分类:同真会议业务．VＬANID设置为５1。业务配置ＣＩＲ=3Ｍ．PIＲ＝３M;视频监控业务，VＬANＩD设置为５2＋业务配置CIR=3Ｍ,PIＲ—3M;即摄即传业务VLANＩＤ设置为5３，业务配置ＣIR；4M,ＰLR=６M.ＮNI带宽10Ｍ。依据这样的配置,三条业务流同时发送，分别收！lＪ3Ｍ、3M和４M．总共１0M。单独发送每条业务。也都能满意．符台ClＲ设置.八、TD—ＬTEHYPEＲLINK"htｔp:／／bａikｅ．baidu．com/ｖiｅw/１540８5５.htm＂技术在国内外的应用1）瑞典启动全球首个LTE商用站点２0１0年５月25日，爱立信和瑞典运营商TeliａSｏnera在斯德哥尔摩启动全球首个LTＥ商用站点,标志着在实现移动数字高速公路方面迈出了重要一步。作为瑞典的主要运营商,TeliaＳoｎera近年来致力于升级网络，为用户供应更高的速率、更丰富的业务，让用户即使在移动状态中也能享受高速流畅的网络连接。为此,ＴeｌiaSｏｎｅrａ于今年１月同爱立信签署ＬTE商用网络合同，网络掩盖地区为瑞典首都斯德哥尔摩,商用时间为2010年.依据协议,爱立信向TeｌｉaＳｏnera供应的LＴE系统包括全新RBＳ60００系列的LTE无线基站、演进分组核心网、包含了Rｅdback公司SmarｔEdｇe1２00路由器和最新ＥＤA多址接入聚集交换机的移动回程链路解决方案。此外，爱立信不仅负责网络实施及运行初期的网络管理工作，还将与TeｌiａSｏneｒa长期合作,以共同推动用户使用LＴE移动宽带。就在全球经济尚未走出低谷的时候,ＴeliａSonera宣布部署全球首个LTE商用站点。作为201０年正式启动的商用网络中的一部分，该站点的启动毫无疑问为全球LTＥ的进展供应了良好的范本,该站点的揭幕表明ＬTＥ不再遥不行及，而是已经成为了现实。2）日本正式发放ＬTE牌照2０0９年5月７日日本总务省发放了4个LTＥ牌照。日本几大移动运营商NTＴDocomｏ、软银移动、KDDＩ和e-Mobilｅ公司没有悬念地都获得了LTE牌照。日本在以无线宽带为标志的4G时代将采纳业界统一的LTＥ标准,这将有助于ＬＴＥ的迅逐普及。正是基于这种考虑，日本总务省发布了4个LTE牌照,日本三大通信运营商NＴＴＤoｃomo、软库、KDDＩ和新兴的通信运营商e－Mｏbilｅ公司都可公正地获得开展LTＥ的频段.日本最大的移动运营商ＮTTＤｏCｏＭo计划在今后５年投资３000至４０0０亿日元，建设LTE基站和骨干通信网。其最早于明年开通业务。软银移动将投资1200亿日元于设备，计划于2011年至2０12年供应业务。日本e—Mobiｌｅ公司计划至2０13年的设备投资总额为30０0亿日元，其将于２01１年开通业务。KＤＤＩ将于2012年供应业务。其投资额为10０0多亿日元.有关专家指出，日本政府之所以及早发放LTE牌照,是着眼于在全球领先部署4Ｇ。依据日本政府的计划,５年后LＴE将掩盖日本5０％的人口。3）Verｉzｏn将领先在美国实现LＴE商用由ＶeｒizonCｏｍｍunｉcatｉｏｎｓ与沃达丰公司共同组建的VerizonWｉreｌｅss公司已经在今年选定爱立信与阿尔卡特朗讯作为首要网络供应商,支持其在美国启动ＬTE网络部署。此前，Veriｚｏn已与沃达丰携手在美国及欧洲进行业界领先的LTＥ网络试验。这两家入选的设备厂商将为VｅrizoｎWｉｒeleｓｓ部署网络基础设施,使其能够自2010年起领先在美国推出商用ＬTＥ服务。此外，Vｅrｉzｏn还宣布选定诺基亚西门子通信与阿尔卡特朗讯作为其IP多媒体子系统

（IMＳ)网络的核心供应商。无论采纳何种接入技术,该系统均可实现丰富的多媒体应用.IMＳ将在Vｅｒizon服务架构的演进过程中扮演核心技术的角色。Vｅrｉｚｏn计划在其无线和固定宽带网络上供应基于ＩＭＳ的IP融合应用和服务。LTＥ将成为采纳ＩMＳ技术的重要无线接入网之一。VerｉzonWirelｅss在进行LTE网络建设并供应商用服务的同时,也将扩展其FiＯS光网络。这是持续全都和相互补充的进展战略,着眼于宽带市场的将来进展。4)WIＭＡＸ成为运营商进展宽带业务的选择之一在全球1700多家拥有WｉMＡＸ频谱资源的授权运营商中，约有470家拥有5０MHz或更宽的带宽，考虑使用WｉＭAＸ供应长期能盈利的宽带服务,最近美国、日本、韩国、意大利、沙特、俄罗斯、台湾等地区的运营商都已经或者计划推出基于WiＭAX的无线宽带服务。估计到09年年底，全球排名靠前的22家WｉMＡX运营商的用户数量将有望从现在的124万升到25０万，到201０年年底，用户数量将接近400万。在这些用户中，有很大一部分将来自可能在２0１0年转换到ＷｉＭAX的一些大型专有网络用户，如Cleａrｗｉre公司在美国的网络。但是，在Ｍａravedis调查的22家ＷiMAX运营商中，有42％的公司正在考虑部署LTE网络,这对WiＭＡX的进展很不利.在2０0９年到2０1０年期间，WiＭAX阵营将面临经济压力，很多新兴移动运营商对WiMAX的资本投资将会放缓，其中包括３。5ＧHz频段的大多数运营商，他们会将其主要精力放在最有利可图的市场部分—-—寻找牢靠性连接的企业客户.不过,尽管受到投资方面的困扰，新兴市场仍将是驱动WｉＭAX增长的核心，很多厂商认为拉丁美洲和亚洲是最具吸引力的地区。５)ＴＤLＴＥ在中国地区的应用①、深圳ＴＤ-LTE试验网范围:深圳TD－ＬTE规模试验网拟掩盖37。５８平方公里区域。共掩盖以下四个区域区域１-南山中心区:科技园区、高校内区、大运会场馆；区域２－南山(沙河以东）：中心商业区；区域3—福田中心区:中心商业区、中心商务区、政务区；区域4－龙岗中心城：政务区、大运会场馆深圳TＤ-LＴE规模试验网新建基站240个。②上海世博园区TD-ＬＴE试验网中国移动在上海世博园区内的TD—ＬTE演示同业务采纳和站点汇聚类似的组同方式．移动演示车上的视频终端应急指挥中一u视频终端和世博园监控中心都通过ＭＳＴP侍辕设备接＾LＴE祝窥监控平台+如图2所示,在世博园区内世博监控中心的特定显示屏，向参观者供应世博园区内陆上和水上移动状态陆上重要区域的视频监控业务LTE视频监控平台的CE上配置VLAN及L３VLAＮ用于不同的视频业务移动视频监控业务和高清视频会议业务用不同的ＶＬANID来区分业务类别．LＴE视频监控