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摘要：随着移动互联网业务的快速发展,以及LTE技术的逐渐成熟,传统的WiMAX技术已经受到挑战,LTE即长期演进技术由于具有高速率、低延时的优势,成为各国主流运营商首选的宽带移动通信技术。本文就主要对无线通信TD-LTE关键技术及应用进行了简要分析。
关键词：TD-LTE；关键技术；发展应用
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
LTE本质上来讲它代表“准4G”技术中最典型的标准，同时该项目标准也保证了3GPP等相关通信技术在整个信息产业结构体系中占有不可或缺的席位。LET项目标准的最关键分支就是TD-LTE技术，涵盖了大量的“中国专利”、“中國制造”，并兼有国际性特质是TD-LTE技术最大的特点。信息通信产业的发展趋势与必然选择就是同时具备的时延性、高速性以及充分的频谱利用率的TD-LTE技术。
一、TD-LTE关键技术的发展优势
如果说2G、3G通信虽然能够在一定程度上促进信息化的发展，但是却难以赋予人们真正的通信自由，而正在发展中的4G技术则可以完全扭转这一局面，彻底改变人们的生活方式、行为方式甚至社会形态。LTE的出现增强了3G技术在新兴的宽带无线接入场的竞争力，并且摆脱了高通CDMA专利的制约，具有非常广阔的发展前景。和3G技术相比，TD-LTE的优势主要在于以下几个方面：
1、TD-LTE能够提供更快地无线通信速度，用户的下载速度可以达到100Mbps，上传速度也可以达到50Mbps，和当前广泛采用的拨号上网相比，其速度增快了2000倍，可以充分满足用户对于无线服务的要求。
2、具备较高的网络频谱，它的下行链路5(bit/s)/Hz，大约是R6HSDPA的3倍到4倍之间，上行链路为2.5(bit/s)/Hz，是R6HSU-PA的2倍到3倍之间。
3、TD-LTE技术采用的是分组交换的系统结构，从而可以完成数据分组传送的分组域业务。
4、其子帧长度有两个，0.5ms和0.675ms，完全能够解决向下兼容的问题，同时还可以缩减无线网络时延，为用户的高音质通信提供保障。
5、TD-LTE能够在不改变现有基站位置的情况上提高小区边界比特速率。
6、能够实现向下兼容，并且支持当前所采用的3G系统以及非3GPP规范系统所进行的协同运作，能够实现和3G技术共享站址，这样能够实现3G的部分设备到TD-LTE的平滑升级，节省升级所耗费的设备资源。
二、LTE关键技术
1、频分多址技术
OFDM(正交频分复用)是一种多载波调制技术,将一个宽频信道分成若干个正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到每个子信道上进行传输,由于各个载波可以相互重叠,从而提高了频带利用率,并且通过保持各个载波之间的正交性,消除子载波之间的干扰。而LTE所采用的OFDMA(正交频分多址)是一种多址技术,其主要思想是将整个OFDM系统的带宽分成若干个子信道,每个子信道包含若干个子载波,一组用户可以同时接入到某一子载波,用户可以选择条件较好的子载波进行数据传输,而不像OFDM技术那样,一个用户在整个频带内发送,从而保证了子载波都被对应信道条件较优的用户使用,获得了频率上的分集增益。
2、多天线技术
MIMO(Multipleinputmultipleoutput)多输入多输出即我们俗称的多天线技术,可以在不增加带宽和发射功率的前提下,实现高速有效的通信并且大幅度提高系统容量。根据增益的不同,MIMO技术可分为空间分集,波束成形,空间复用。
LTE系统采用的空间分集技术是通过天线之间的不相关性,采用多个天线发射或者接收一个数据流,避免单个信道衰落对整个链路的影响,从而提高链路质量,虽然分集技术不能提高链路容量,但可以通过改进链路预算,增大小区覆盖。空间复用技术是利用较大间距的天线阵元之间或赋形波束之间的不相关性,向一个终端或者基站并行发送多个数据流,以提高链路容量。核心问题是降低各天线之间的干扰,从而尽可能实现低相关性。一般来说,天线之间距离越大,其相关性越小,干扰就越小。
波束成形技术即我们平时所说的智能天线,主要思想是利用较小间距的天线阵元之间的强相关性,通过控制阵元波之间的相位关系形成干涉,根据信道的实际情况来调整传送波束和分配功率,集中能量于某个特定方向上形成波束,从而实现更大的覆盖和干扰抑制效果。
3、干扰协调技术
TD-LTE系统中小区间的干扰主要来自于同频组网带来的同频干扰。干扰协调的基本思想就是按照一定的规则和方法,协调小区间资源的调度和分配,以降低小区间干扰。
常用的干扰协调技术有两种:一是静态的部分频率复用技术(FFR):TD-LTE系统同频干扰主要影响小区边缘用户的通信质量,因此小区中心的用户可以使用相同的频率,而小区边缘用户、相邻的小区可以通过频率复用的方式,使用不同的频率资源。部分频率复用技术的缺点是不能根据小区中心和边缘用户的比例以及系统负荷情况对资源进行调整,导致系统频谱利用率比较低。二是半静态小区间干扰协调技术(ICIC):ICIC技术在基站间交互小区负载信息,通过调整中心和边缘用户的频率资源分配以及功率大小来协调干扰,从而提高边缘用户的性能,其主要功能模块包括中心和边缘用户判断,上行和下行负载信息的指示,负载信息的收发管理,以及负载信息处理及对资源调度、功率控制的影响,核心部分是负载信息交互。
三、TD-LTE的未来展望及应用
1、TD-LTE商业化启动
自2009年以来，受到来自产学研用各个方面的50多家企业积极响应，累计完成超过5万项测试案例，拥有5000多人参加测试，我国开展组织的TD-LTE规模技术和研发技术试验有效推进了TD-LTE网络性能提升、产品成熟和技术验证。2012年7月开始，扩大规模试验在国内15个城市及地区先后开展，包括上海、北京、南京等国内一二线城市均参加了该次实验，为LTE的商用提供了大量可靠的实验数据，TD-LTE基站建设在2万个以上。
随着2013年的结束，友好用户试用的工作、网络建设和测试验证的工作已经结束，国内进入商业化阶段。2014年，商业化进程进一步发展，其中囊括了面对友好用户测试网络业务质量、积累运营和网络优化经验，提升网络和多模终端互操作能力，为国内商用高速发展提供更有力的技术支持。
2、全球TD-LTE成为4GTDD技术主流，商用进入高速发展阶段
由于TDD频率分配更为灵活，全球频率资源的紧张程度越来越严重，所以在新增的4G频段中TDD频率占了很大一部分频率。中国工信部于2013年12月4日向中国移动通信集团公司、中国电信集团公司和中国联合网络通信集团有限公司颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（TD-LTE）”经营许可。中国移动获得130MHz频谱资源，分别为1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz；中国联通获得40MHz频谱资源，分别为2300-2320MHz、2555-2575MHz；中国电信获得40MHz频谱资源，分别为2370-2390MHz、2635-2655MHz。
印度信实电信（RIL）、美国Clearwire等大型国际运营商已经启动TD-LTE的商用；随着TD-LTE的智能手机推出后，日本软银的户数快速增长；全球TD-LTE进入了高速发展阶段，我国已进入商业化阶段。经过统计计算，我国是推动TD-LTE发展的重要力量，2016年我国TD-LTE用户有望达到6000万，占全球TD-LTE用户总数的40%，全球TD-LTE商用网络数量将达到25个左右，而全球TD-LTE用户有望突破1.5亿户，约占全球LTE用户总数的25%。
3、逐渐走向成熟的TD-LTE智能手机
虽然领先厂家已经能够提供支持TD-LTE的28纳米多模终端芯片产品，但是当前TD-LTE终端芯片仍多采用40纳米芯片工艺，可以满足个人热点、数据等数据类终端的应用。所以为了解决功耗问题，业界人士普遍认为需要采用28纳米的芯片工艺。而随着TD-LTE的商用化开启，投入商业使用的手机不论是从功能上还是从性能上都将趋于稳定和多样。2014年将是手机芯片的革新时代。
结束语
在未来TD-LTE的发展过程中，运营商必须认清自己的优势与不足，从当前存在的问题着手不断进行改进，在不断学习探索的过程中逐步提高，确保TD-LTE技术的优势能够充分发挥，以抢占全球通信业制高点，各大运营商也应当协同合作，让4G网络更好地服务于用户和社会。
参考文献
[1]王迎,龚惠莉.试论TD-LTE技术的未来发展[J].移动通信,2009.
[2]李茗,郑有强,徐兆吉.TD-LTE国际化发展之路[J].电信网技术,2011.
[3]林晓义.TD-LTE关键技术和引入策略研究[J].科技创新与应用,2013.
关键词：TD-LTE；关键技术；发展应用
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
LTE本质上来讲它代表“准4G”技术中最典型的标准，同时该项目标准也保证了3GPP等相关通信技术在整个信息产业结构体系中占有不可或缺的席位。LET项目标准的最关键分支就是TD-LTE技术，涵盖了大量的“中国专利”、“中國制造”，并兼有国际性特质是TD-LTE技术最大的特点。信息通信产业的发展趋势与必然选择就是同时具备的时延性、高速性以及充分的频谱利用率的TD-LTE技术。
一、TD-LTE关键技术的发展优势
如果说2G、3G通信虽然能够在一定程度上促进信息化的发展，但是却难以赋予人们真正的通信自由，而正在发展中的4G技术则可以完全扭转这一局面，彻底改变人们的生活方式、行为方式甚至社会形态。LTE的出现增强了3G技术在新兴的宽带无线接入场的竞争力，并且摆脱了高通CDMA专利的制约，具有非常广阔的发展前景。和3G技术相比，TD-LTE的优势主要在于以下几个方面：
1、TD-LTE能够提供更快地无线通信速度，用户的下载速度可以达到100Mbps，上传速度也可以达到50Mbps，和当前广泛采用的拨号上网相比，其速度增快了2000倍，可以充分满足用户对于无线服务的要求。
2、具备较高的网络频谱，它的下行链路5(bit/s)/Hz，大约是R6HSDPA的3倍到4倍之间，上行链路为2.5(bit/s)/Hz，是R6HSU-PA的2倍到3倍之间。
3、TD-LTE技术采用的是分组交换的系统结构，从而可以完成数据分组传送的分组域业务。
4、其子帧长度有两个，0.5ms和0.675ms，完全能够解决向下兼容的问题，同时还可以缩减无线网络时延，为用户的高音质通信提供保障。
5、TD-LTE能够在不改变现有基站位置的情况上提高小区边界比特速率。
6、能够实现向下兼容，并且支持当前所采用的3G系统以及非3GPP规范系统所进行的协同运作，能够实现和3G技术共享站址，这样能够实现3G的部分设备到TD-LTE的平滑升级，节省升级所耗费的设备资源。
二、LTE关键技术
1、频分多址技术
OFDM(正交频分复用)是一种多载波调制技术,将一个宽频信道分成若干个正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到每个子信道上进行传输,由于各个载波可以相互重叠,从而提高了频带利用率,并且通过保持各个载波之间的正交性,消除子载波之间的干扰。而LTE所采用的OFDMA(正交频分多址)是一种多址技术,其主要思想是将整个OFDM系统的带宽分成若干个子信道,每个子信道包含若干个子载波,一组用户可以同时接入到某一子载波,用户可以选择条件较好的子载波进行数据传输,而不像OFDM技术那样,一个用户在整个频带内发送,从而保证了子载波都被对应信道条件较优的用户使用,获得了频率上的分集增益。
2、多天线技术
MIMO(Multipleinputmultipleoutput)多输入多输出即我们俗称的多天线技术,可以在不增加带宽和发射功率的前提下,实现高速有效的通信并且大幅度提高系统容量。根据增益的不同,MIMO技术可分为空间分集,波束成形,空间复用。
LTE系统采用的空间分集技术是通过天线之间的不相关性,采用多个天线发射或者接收一个数据流,避免单个信道衰落对整个链路的影响,从而提高链路质量,虽然分集技术不能提高链路容量,但可以通过改进链路预算,增大小区覆盖。空间复用技术是利用较大间距的天线阵元之间或赋形波束之间的不相关性,向一个终端或者基站并行发送多个数据流,以提高链路容量。核心问题是降低各天线之间的干扰,从而尽可能实现低相关性。一般来说,天线之间距离越大,其相关性越小,干扰就越小。
波束成形技术即我们平时所说的智能天线,主要思想是利用较小间距的天线阵元之间的强相关性,通过控制阵元波之间的相位关系形成干涉,根据信道的实际情况来调整传送波束和分配功率,集中能量于某个特定方向上形成波束,从而实现更大的覆盖和干扰抑制效果。
3、干扰协调技术
TD-LTE系统中小区间的干扰主要来自于同频组网带来的同频干扰。干扰协调的基本思想就是按照一定的规则和方法,协调小区间资源的调度和分配,以降低小区间干扰。
常用的干扰协调技术有两种:一是静态的部分频率复用技术(FFR):TD-LTE系统同频干扰主要影响小区边缘用户的通信质量,因此小区中心的用户可以使用相同的频率,而小区边缘用户、相邻的小区可以通过频率复用的方式,使用不同的频率资源。部分频率复用技术的缺点是不能根据小区中心和边缘用户的比例以及系统负荷情况对资源进行调整,导致系统频谱利用率比较低。二是半静态小区间干扰协调技术(ICIC):ICIC技术在基站间交互小区负载信息,通过调整中心和边缘用户的频率资源分配以及功率大小来协调干扰,从而提高边缘用户的性能,其主要功能模块包括中心和边缘用户判断,上行和下行负载信息的指示,负载信息的收发管理,以及负载信息处理及对资源调度、功率控制的影响,核心部分是负载信息交互。
三、TD-LTE的未来展望及应用
1、TD-LTE商业化启动
自2009年以来，受到来自产学研用各个方面的50多家企业积极响应，累计完成超过5万项测试案例，拥有5000多人参加测试，我国开展组织的TD-LTE规模技术和研发技术试验有效推进了TD-LTE网络性能提升、产品成熟和技术验证。2012年7月开始，扩大规模试验在国内15个城市及地区先后开展，包括上海、北京、南京等国内一二线城市均参加了该次实验，为LTE的商用提供了大量可靠的实验数据，TD-LTE基站建设在2万个以上。
随着2013年的结束，友好用户试用的工作、网络建设和测试验证的工作已经结束，国内进入商业化阶段。2014年，商业化进程进一步发展，其中囊括了面对友好用户测试网络业务质量、积累运营和网络优化经验，提升网络和多模终端互操作能力，为国内商用高速发展提供更有力的技术支持。
2、全球TD-LTE成为4GTDD技术主流，商用进入高速发展阶段
由于TDD频率分配更为灵活，全球频率资源的紧张程度越来越严重，所以在新增的4G频段中TDD频率占了很大一部分频率。中国工信部于2013年12月4日向中国移动通信集团公司、中国电信集团公司和中国联合网络通信集团有限公司颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（TD-LTE）”经营许可。中国移动获得130MHz频谱资源，分别为1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz；中国联通获得40MHz频谱资源，分别为2300-2320MHz、2555-2575MHz；中国电信获得40MHz频谱资源，分别为2370-2390MHz、2635-2655MHz。
印度信实电信（RIL）、美国Clearwire等大型国际运营商已经启动TD-LTE的商用；随着TD-LTE的智能手机推出后，日本软银的户数快速增长；全球TD-LTE进入了高速发展阶段，我国已进入商业化阶段。经过统计计算，我国是推动TD-LTE发展的重要力量，2016年我国TD-LTE用户有望达到6000万，占全球TD-LTE用户总数的40%，全球TD-LTE商用网络数量将达到25个左右，而全球TD-LTE用户有望突破1.5亿户，约占全球LTE用户总数的25%。
3、逐渐走向成熟的TD-LTE智能手机
虽然领先厂家已经能够提供支持TD-LTE的28纳米多模终端芯片产品，但是当前TD-LTE终端芯片仍多采用40纳米芯片工艺，可以满足个人热点、数据等数据类终端的应用。所以为了解决功耗问题，业界人士普遍认为需要采用28纳米的芯片工艺。而随着TD-LTE的商用化开启，投入商业使用的手机不论是从功能上还是从性能上都将趋于稳定和多样。2014年将是手机芯片的革新时代。
结束语
在未来TD-LTE的发展过程中，运营商必须认清自己的优势与不足，从当前存在的问题着手不断进行改进，在不断学习探索的过程中逐步提高，确保TD-LTE技术的优势能够充分发挥，以抢占全球通信业制高点，各大运营商也应当协同合作，让4G网络更好地服务于用户和社会。
参考文献
[1]王迎,龚惠莉.试论TD-LTE技术的未来发展[J].移动通信,2009.
[2]李茗,郑有强,徐兆吉.TD-LTE国际化发展之路[J].电信网技术,2011.
[3]林晓义.TD-LTE关键技术和引入策略研究[J].科技创新与应用,2013.