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TD-LTE


TD-LTE 简介 TD-LTE 即 TD-SCDMA Long Term Evolution,是指 TD-SCDMA 的长期演进 。无 论是后续市场的需求还是作为未来 10 年一个具有较长竞争力的技术的需求,TD-LT E 都得到了大家的一致关注。 早在 2004 年 11 月份 3GPP 魁北克的会议上, 3GPP 决定开始 3G 系统的长期演 进(Long Term Evo

lution)的研究项目。世界主要的运营商和设备厂家通过会议、 邮件讨论等方式,开始形成对 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 “Always Online”的体验,需要降低控制和用户平面的时延。该系统必须能够和现有 系统(2G/2.5G/3G)共存。 为此,现有系统在很多方面需要作出改变: 在无线接入网(RAN)侧,将由 CDMA 技术改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 年代,其后不 断完善和发展,90 年代后随着信号处理技术的发展,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、 实现简单、 灵活支持不同带宽、 频谱利用率高支持高效自适应调度等优点,是公认的未来 4G 储备技术。 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。M IMO 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。 为了降低控制和用户平面的时延,满足低时延(控制面延迟小于 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改变, 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。 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,在汉城举行的 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 LTE TDD 技术提案。 到 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。 在 2007 年 9 月, 3GPP RAN37 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 月在济州工作组会议上通过了 LTE TDD 融合技术提案,基 于 TD 的帧结构统一了延续已有标准的两种 TDD(TD-SCDMA LCR/HCR)模式。在 RAN 38 次全会上融合帧结构方案获得通过,被正式写入 3GPP 标准中。 帧结构 TYPE2 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 个特殊时隙总长度为 1ms。每两个时隙组 成一个子帧。 目前 LTE TDD 规范方面,物理层完成了 95%,高层完成了 80%,接口完成了 8 0%,08 年应能完成射频、终端一致性方面及核心网方面的规范制定。 TDD LTE 系统具有如下特点: 1.灵活支持 1.4,3,5,10,15,20MHz 带宽; 2.下行使用 OFDMA,最高速率达到 100Mbits/s,满足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),减小终端发射功率,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 系统保持一致; 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。 我们期待这一先进技术能够快速转化为未来实际商用的产品。 TD-LTE 与美、欧切换技术的优缺点 优点 1.频谱利用率高 TD 一个载频 1.6M W 一个载频 10M 2.对功控要求低 TD 0~200MZ W 1500MZ 3.采用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 4.避免了呼吸效应 TD 不同业务对覆盖区域的大小影响较小,易于网络规划 缺点: 1.同步要求高 TD 需要 GPS 同步, 同步的准确程度影响整个系统是否正常工作 2.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 3.干扰问题 上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰 4.移动速度慢 TD 120KM/H W 500KM/H 技术应用 LTE 作为 4G 主流通信技术 1)瑞典启动全球首个 LTE 商用站点 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,为用户提供更高 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,网络覆盖地区为瑞典 首都斯德哥尔摩,商用时间为 2010 年。根据协议,爱立信向 TeliaSonera 提供的 LT E 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 Redbac k 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 TeliaSo nera 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 L TE 的发展提供了良好的范本,该站点的揭幕表明 LTE 不再遥不可及,而是已经成为 了现实。 2)日本正式发放 LTE 牌照,计划 2011 年投入使用 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 NTT Docomo、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 时代将采用业界统一的 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 N TT Docomo、软库、KDDI 和新兴的通信运营商 e-Mobile 公司都可公平地获得开展 L TE 的频段。 日本最大的移动运营商 NTT DoCoMo 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 年提供业务。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 年提 供业务。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 4 G。按照日本政府的计划,5 年后 LTE 将覆盖日本 50%的人口。 3)Verizon 将率先在美国实现 LTE 商用 由 Verizon Communications 与沃达丰公司共同组建的 Verizon Wireless 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 Verizon Wireless 部署网络基础设施,使其能够自 2 010 年起率先在美国推出商用 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。无论采用何种接入技术,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提供基于 IMS 的 IP 融合应用和服务。LTE 将成为采用 IMS 技术的重要无线接入网之一。Verizon Wireless 在进行 LTE 网络建设并提供商 用服务的同时,也将扩展其 FiOS 光网络。这是持续一致和相互补充的发展战略,着 眼于宽带市场的未来发展。 4)WIMAX 成为运营商发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 50M Hz 或更宽的带宽,考虑使用 WiMAX 提供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 WiMA X 的无线宽带服务。

预计到 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 Cl earwire 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 的发展很不利。 在 2009 年到 2010 年期间,WiMAX 阵营将面临经济压力,许多新兴移动运营商 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———寻找可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,许多厂商认为拉 丁美洲和亚洲是最具吸引力的地区。 5)Alvarion 为中华电信布建 WiMAX 网络 09 年初,无线宽带解决方案提供商 Alvarion 宣布为中华电信在台湾地区宜兰县 东北部为当地政府布建一个新的移动 WiMAX 网络,以配合“移动台湾”应用推广计划。 该网络将使用 Alvarion 的 4Motion Mobile WiMAX 解决方案,使用 2.5GHz 频段, 可提供高速移动网络接取、线上学习、移动商务、移动观光导览,以及视频安全监控、 网络电视等服务。 该宽频无线网络使用 Alvarion 的点对多点无线 WiMAX 解决方案,由 eASPNet 提供服务支持,覆盖宜兰县罗东镇以及宜兰县内受欢迎的风景区,能向宜兰县居民、 游客和商务人士提供无所不在的移动网络服务。该网络还可以在上述区域提供 24 小 时不间断的视频安全监控与网络电视服务。 LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是 3G 的演进,LTE 并非人们普遍误 解的 4G 技术,而是 3G 与 4G 技术之间的一个过渡,是 3.9G 的全球标准,它改进并 增强了 3G 的空中接入技术,采用 OFDM 和 MIMO 作为其无线网络演进的唯一标准, 这种以 OFDM/FDMA 为核心的技术可以被看作“准 4G”技术。在 20MHz 频谱带宽下 能够提供下行 100Mbit/s 与上行 50Mbit/s 的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能, 提高小区容量和降低系统延迟。 包括 FDD-LTE(通常简称 LTE)和 TD-LTE 两种技术标准。美国第一大移动运 营商 VerizonWireless 2009 年二月在巴塞罗那宣布投资 170 亿美元建设 LTE 网络, 并于 2010 正式商用。目前 LTE 的下载速度最高可以达到 150Mbps。 全球第一大运营商中国移动也将在 2010 年世博会期间启动 TD-LTE 测试网 络服务,不过中国移动采用了 TD-LTE 技术,目前 TD-LTE 的下载速度最高可以达到 100Mbps。


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