【文章內(nèi)容簡介】 人和社會信息化的需求。其三，廠商進入該領域的門檻比較低。廠商只要在機場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設置“熱點”，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入上述場所。這樣，由于“熱點”所發(fā)射出的電波可以達到距接入點半徑幾十米至100米的地方，用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA等其他手持終端拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。也就是說，廠商不用耗費資金來進行網(wǎng)絡布線接入，從而節(jié)省了大量的成本。 TDLTEAdvancedTDLTEAdvanced技術是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國際4G標準之一，由TDSCDMA技術經(jīng)過長期演進而來，采用了OFDM 和MIMO 作為基本技術，還大量采用了目前移動通信領域最先進的技術和設計理念。相比于3G技術，TDLTEAdvanced通信速率有了更大的提高，同時提高的還有頻譜效率，加上QoS的保證，還有TDLTEAdvanced嚴格合理的系統(tǒng)設計，來保證實時業(yè)務(如VoIP)的服務質(zhì)量的，降低了無線網(wǎng)絡時延，并且能向下兼容，支持已有的3G系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運作。下一章我們將會有關于TDLTEAdvanced的更加詳細的介紹。第三章 TDLTEAdvanced的產(chǎn)生歷程及特點下面主要針對我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TDLTEAdvanced技術的產(chǎn)生及其特點進行簡要的分析。 TDLTEAdvanced的概念TDLTEAdvanced技術就是4G標準LTEAdvanced中的一種，TDLTEAdvanced也被稱作LTEAdvanced的TDD（即時分雙工Time Division Duplexing，區(qū)別于FDD頻分雙工Frequency Division Duplexing）制式。它吸納了3G標準TDSCDMA的主要技術元素，體現(xiàn)了我國通信產(chǎn)業(yè)界在寬帶無線移動通信領域的最新自主創(chuàng)新成果。相比于之前的3G技術，TDLTEAdvanced（1）容量提升峰值速率：在20MHz頻率上，下行100 Mbps，上行50 Mbps頻譜效率：下行是HSDPA的34倍，上行是HSUPA的23倍（2）覆蓋增強提高“小區(qū)邊緣比特率”，5km滿足最優(yōu)容量，30km輕微下降，并支持100km的覆蓋半徑（3）移動性提高0~15km/h性能最優(yōu)，15~120 km/h高性能，支持120~350 km/h，甚至在某些頻段支持500km/h（4）質(zhì)量優(yōu)化時延：用戶面小于5ms，控制面小于100 ms（5）服務內(nèi)容綜合多樣化高性能的廣播業(yè)務，提高實時業(yè)務支持能力（6）運維成本降低扁平、簡化的網(wǎng)絡架構(gòu)，降低運營商網(wǎng)絡的運營維護成本 TDLTEAdvanced的產(chǎn)生過程說到TDLTEAdvanced的產(chǎn)生，還得從我國的3G技術標準TDSCDMA還在日趨完善且未商用的時候說起。2004年，中國在標準化組織3GPP的會議上提議要開始研究第三代移動通信TDSCDMA的后續(xù)演進技術TDLTE項目，提出以OFDM/SCFDMA（Singlecarrier FrequencyDivision Multiple Access，單載波分頻多工） 和MIMO 技術為核心、~20 MHz系統(tǒng)帶寬的、采用扁平網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的3G長期演進系統(tǒng)，并命名為LTE（長期演進）。之后世界各主要的運營商和設備廠家通過多次會議、郵件討論等方式，開始逐漸形成對LTE系統(tǒng)的初步需求。2005年6月在法國召開的3GPP會議上，我國以大唐移動為龍頭，聯(lián)合國內(nèi)廠家，提出了基于OFDM的TDD演進模式的方案。在同年11月，在漢城舉行的3GPP工作組會議上通過了大唐移動主導的針對TDSCDMA后續(xù)演進的LTETDD技術提案8]。2006年6月，LTE的可行性研究階段基本結(jié)束，規(guī)范制定階段開始啟動。2007年，按照“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”重大專項的要求，中國政府面向國內(nèi)組織開展了4G技術方案征集遴選。國內(nèi)積極響應，累計提交相關技術提案近600篇。10月，中國企業(yè)聯(lián)合主流的國內(nèi)外設備商、運營商以及研究機構(gòu)，在3GPP RAN1第51次小組會上，提議并通過了統(tǒng)一的TDD制式的幀結(jié)構(gòu)，并將LTE TDD 正式命名為TDLTE，為TDSCDMA等TDD技術的進一步發(fā)展演進奠定了基礎。又經(jīng)過2年多的攻關研究，國內(nèi)對多種技術方案進行分析評估和試驗驗證，最終中國產(chǎn)業(yè)界達成共識，在TDLTE基礎上形成了TDLTEAdvanced技術方案9]。2010年6月，完成核心規(guī)范第一個完整版本的我國自主知識產(chǎn)權(quán)的TDLTE入圍4G國際標準候選。2010年11月2日，工信部產(chǎn)業(yè)政策司在官網(wǎng)上宣布，國際電信聯(lián)盟已確定了新一代移動通信（4G）的國際標準，我國提交的TDLTEAdvanced標準成為了4G國際標準之一。國際電信聯(lián)盟將于2011年底前完成4G國際標準建議書編制工作，2012年初正式批準發(fā)布，相信今后有關4G的商用也會逐步展開。 TDLTEAdvanced的技術特點 多址方式TDLTE采用OFDM（正交頻分復用）技術為基礎，該技術的主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多窄的正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸，因此可以大大消除信號波形間的干擾10]。根據(jù)上、下行鏈路各自的特點，分別采用單載波DFTSOFDM（離散傅立葉變換擴展正交頻分復用）和OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access正交頻分多址）作為兩個方向上多址方式的（如下圖31所示）。圖31 TDLTE上行多址方式（DFTSCDM）具體實現(xiàn)根據(jù)OFDM技術采用子載波分配的特點，系統(tǒng)采用15KHz的子載波帶寬，按照不同的子載波數(shù)目，、15和20MHz各種不同的系統(tǒng)帶寬。在LTEAdvanced中，還可通過載波聚合的方式，聚合5個20MHz的單元載波，實現(xiàn)100MHz的全系統(tǒng)帶寬（如下圖32所示）。圖32 載波聚合方式 幀結(jié)構(gòu)LTE分兩種不同的雙工方式，這個不同最直接的就是對于空中接口無線幀結(jié)構(gòu)的影響，因為FDD采用頻率來區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的；而TDD則采用時間來區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，而且需要保護時間間隔，來避免兩個方向之間的收發(fā)干擾，所以LTE分別為FDD和TDD設計了各自的幀結(jié)構(gòu)。（1）TDLTE針對TDD模式中上、下行時間轉(zhuǎn)換的需要，設計了如下專門的幀結(jié)構(gòu)。它采用無線幀結(jié)構(gòu)，無線幀長度是10ms，由兩個長度為5ms的半幀組成，每個半幀由5個長度為1ms的子幀組成，其中有4個普通的子幀和1個特殊子幀。所以整個幀也可理解為分成了10個長度為1ms的子幀作為數(shù)據(jù)調(diào)度和傳輸?shù)膯挝?即TTI)。其中，子幀1和6可配置為特殊子幀，該子幀包含了3個特殊時隙，即DwPTS，GP和UpPTS（如下圖33中所示），它們的含義和功能與TDSCDMA系統(tǒng)中的相類似。其中，DwPTS的長度可以配置為3～12個OFDM符號，用于正常的下行控制信道和下行共享信道的傳輸；UpPTS的長度可以配置為1～2個OFDM符號，可用于承載上行物理隨機接入信道和Sounding導頻信號；剩余的GP則用于上、下行之間的保護間隔，相應的時間長度約為71～714μs，對應的小區(qū)半徑為7km～100km。圖33 TDLTE的幀結(jié)構(gòu)（2）短RACH（RandomAccessCHannel）是LTE對TDD的另一項特殊設計。在LTE中，隨機接入序列可采用的長度分為1ms，2ms以及157μs三種選項，共5種隨機接入序列格式。其中，長度為157μs的隨機接入序列格式是TDD所特有的，由于其長度明顯短于其它的4種格式，因此又稱為“短RACH”。采用短RACH的原因也是與TDD關于特殊時隙的設計相關的，短RACH在特殊時隙的最后部分（即UpPTS）進行發(fā)送，這樣利用這一部分的資源完成上行隨機接入的操作，避免占用正常子幀的資源。采用短RACH時，需要注意的一個主要問題是其鏈路預算所能夠支持的覆蓋半徑，由于其長度要大大的小于其它格式的RACH序列（1ms，2ms），因此其鏈路預算相對較低（），相應的適用于覆蓋半徑較小的場景（根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境的不同，約700m～2km）。（3）由于TDD（時分雙工）系統(tǒng)具有可以靈活分配時間的特點，因此，TDLTE可以支持7種不同的上、下行時間比例分配方式，可以根據(jù)當時的網(wǎng)絡的業(yè)務量情況進行實時的配置。分配的比例可以從將大部分資源分配給下行的‘下行：上行=9：1’，直到上行占用資源比例較多的‘下行：上行=2：3’。在實際使用時，網(wǎng)絡可自動根據(jù)實時業(yè)務量的特性靈活地選擇系統(tǒng)配置11]（如下圖34中所示）。圖34 TDLTE上、下行時間比例分配方式 多入多出MIMO方案MIMO(多入多出)技術是TDLTE系統(tǒng)的一項關鍵技術，是指在發(fā)射端和接收端同時使用多個天線，可以有效地利用隨機衰落和可能存在的多徑傳播來成倍地提高業(yè)務傳輸速率2]。比較準確的解釋，應該是網(wǎng)絡資料通過多重切割之后，經(jīng)過多重天線進行同步傳送，由于無線訊號在傳送的過程當中，為了避免發(fā)生干擾起見，會走不同的反射或穿透路徑，因此到達接收端的時間會不一致。為了避免資料不一致而無法重新組合，因此接收端會同時具備多重天線接收，然后利用DSP重新計算的方式，根據(jù)時間差的因素，將分開的資料重新作組合，然后傳送出正確且快速的資料流。 由于傳送的資料經(jīng)過分割傳送，不僅單一資料流量降低，可拉高傳送距離，又增加天線接收范圍，因此MIMO技術不僅可以增加既有無線網(wǎng)絡頻譜的資料傳輸速度，而且又不用額外占用頻譜范