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1、中南大学现代通信技术进展课程报告题 目TD-LTE演进及关键技术 学 院物理与电子学院专业班级电信科学1205班学生姓名苏晓龙学生学号2013 年 09 月 13 日TD-LTE概况在高科技通信技术飞速发展的21世纪，我们的移动通信方式发生着翻天覆地的变革。TD-LTE 即 Time Division Long Term Evolution（分时长期演进），是第四代（4G）移动通信技术与标准。LTE具有更高的峰值速率，更低的网络时延，更高的频谱利用率和灵活性，更高的系统容量的优势，成为移动通信技术演进的趋势和方向。TD-SCDMA作为作为中国提出的第三代移动通信（3G）标准，是具有自主知识产权
2、的移动通信技术和产业并逐渐发展壮大，成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。十年间，TD-SCDMA从一个纸面上的国际标准发展到目前近2亿的用户，从面向国内市场的非主流3G技术演进到可面向全球市场的主流4G技术。其后续演进技术TD-LTE(Time Division - Long Term Evolution)不仅是其发展和演进的保障，而且也为我国成功实施“新一代宽带无线移动通信网”国家重大专项奠定基础。TD-SCDMA标准演进路线如下图。3GPP R4语音，数据N频点3GPP R5/6/7HSPA/HSPA+MBMS3GPP LTEOFDM方案
3、IMT-AD（TDD） 基本版本 增强版本 长期演进版本4G版本 2002-2004 2005-2007 2004-2008 2006-2010TD-LTE 具有以下的优势和特点：1）通信速率高。下行峰值速率 100Mbps、上行50Mbps、用户面延迟小于 5ms控制面延迟小于100ms。2）频谱效率高。DL为5(bit/s)/Hz；UL为2.5(bit/s)/Hz。3）基于分组交换。4）QoS 保证。实时业务(如VoIP)的服务质量好。5）系统部署灵活。支持1.4MHz20MHz 间多种系统带宽。6）无线网络时延低。 子帧长度为0.5ms和0.675ms，时延达U-plan5ms， C-p
4、lan 单载波系统= 低的峰均比（PAPR）。通过改变不同用户的DFT的输出到IDFT输入端的对应关系，输入数据符号的频谱可以被搬移至不同的位置，从而实现多用户多址接入，可分为Localized单载波和Distributed单载波两种，二者在进行DFT变换时子载波映射方式不同。（二）MIMO多天线解决方案 MIMO信道容量本质是等效多个正交并行子信道。MIMO作为提高系统输率的最主要手段，LTE确定MIMO天线个数的基本配置是下行22、上行12，但也在考虑44的高阶天线配置。北电网络（加拿大）的专利技术虚拟MIMO也被LTE采纳作为提高小区边缘数据速率和系统性能的主要手段。另外，LTE也正在考
5、虑采用小区干扰抑制技术来改善小区边缘的数据速率和系统容量。下行方向MIMO方案相对较多，根据2006年3月雅典会议报告，LTE MIMO下行方案可分为两大类：发射分集和空间复用两大类。 MIMO系统极限容量等于多个并行子信道容量之和。MIMO系统的极限容量和空间相关性有关，空间相关性越高，MIMO信道容量越小。MIMO下行的公共天线端口LTE系统可以支持单天线（1x）、 双天线（2x）以及4天线（4x）发送，从而提供不同级别的传输分集和空间复用增益。专用天线端口以及灵活的天线端口映射技术，LTE系统可以支持更多发送天线，比如8天线发送，从而提供传输分集、空间复用增益同时，提供波束赋形增益。MI
6、MO上行可以采用天线选择技术提供空间分集增益SC-FDMA及其实现方式。目前，LTE系统上行仅支持单天线发送。多天线技术传输分集多天线分集技术与单天线系统直观相比并没有增加系统吞吐量，但是由于改善了性能指标从而可以通过提高编码率和降低重传率提高系统容量。多天线分集技术有很好的抗衰落功能，尤其在信道散射丰富、多根天线之间相关性不高的时候，抗衰落性能会更高，因此对于天线间距要求一般大于4倍波长，而当信道相关较大的时候则只能提高信噪比，无法对抗衰落信道。多天线技术空分复用基于预编码的空分复用，在空间复用传输之前，多个数据流使用一个线性的预编码矩阵或者向量进行预编码操作。在发送天线与接收天线相等的情况
7、下，预编码操作可以正交化多个并行的传输，增加不同数据流之间的隔离度。进一步，在发送天线数目大于接收天线数目的情况下，预编码操作还可以获得波束赋形增益/传输分集增益。开环空间复用Large-delay CDDeNodeB周期地分配不同的Precoding码字到不同的数据子载波中。其中每m个子载波用不同的Precoding码字，m为Rank数。Large-delay CDD方案只用于Rank1。支持Rank 1和开环空间复用的动态Rank自适应。不需要PMI反馈，两个码子的CQI没有空间差异闭环空间复用eNodeB需要进行数据预编码。系统从预定义的码本中选择最适合的Precoding矩阵，预定义码
8、本同时保存在eNodeB和UE中。UE在评估信道质量的基础上，选择该时刻最适合的Precoding矩阵，并将矩阵索引发送给eNode B。预编码码本预编码目的：改善SNR，减少干扰反馈内容：CQI：信道质量指示，包括宽带和窄带 PMI：预编码矩阵指示总的来说，双流，甚至是多流波束赋性将是未来TD-LTE多天线技术的主要发展方向。双流波束赋形技术不仅可以提高小区中心用户的吞吐量，而且可以提高小区边缘的用户的服务感受。不同MIMO技术适用于不同覆盖场景，应综合应用，灵活配置。TD-LTE现状与评价LTE国际上的标准分为FDD-LTE和TDD-LTE，中国移动采用的是TDD-LTE，也就是所说的TD
9、-LTE，国际上大多数国家采用FDD-LTE制式。FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种4G标准。目前，全球共有285个运营商在超过93个国家部署FDD 4G网络。 目前我国TD-LTE规模试验的第一阶段单模测试已完成，即将进入第二阶段多模测试。我国从2009年开展TD-LTE关键技术研究和验证，积极推进产品和仪表开发，开始进入技术研发期；2010年在北京怀柔区进行了TD-LTE技术试验，8家系统厂家、5家芯片厂家基本完成测试；2011年开始在6城市进行TD-LTE规模试验，7家系统、3家芯片厂家基本完成测试，实现2.3GHz、2.6GHz功能，第一阶段的
10、单模测试宣布完成；到2013年将进入TD-LTE技术成熟期，即多模测试，开始面向商用的设备测试和验证。在中国移动的财报中透露近几年来中国移动为推广和发展TD-SCDMA已经累计投资超过1800亿，终端补贴也超过了300亿，目前已经花费超过了2100亿人民币在TD-SCDMA网络。中国移动表示目前全国各大中型城市均已经覆盖了TD-SCDMA网络，近年来TD-SCDMA网络利用率已经在逐年上升，现在已经有超过6000万部TD-SCDMA手机。另外TD-LTE技术方面，中国移动目前已经在国内15个大型城市展开扩大规模测试，现在已经取得了较大规模的进展，首个试点城市杭州已经具备了商用的能量，此批的深圳
11、和广州已经正式开启测试，国务院对中国移动TD-LTE进展给予高度评价，将大力支持大力扶持TD-LTE的发展。终端方面，TD-LTE已推出多模多频段商用芯片，28纳米芯片将在今年实现量产。已有4款多模多频段手机推出，均支持TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA和GSM模式。今年将是中国移动发展的较为关键的一年，目前TD-LTE技术已经逐渐成熟，具备了大规模推广的条件，2013年中国移动计划在全国一百个城市覆盖TD-LTE网络，将会采购超过100万部TD-LTE设备，到时候中国移动TD-LTE网络将是全世界最大的TD-LTE网络。TD-LTE的优势和特点包括以下方面1.灵活支持
12、1,3,5,10,15,20MHz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/频率三维快速无线资源调度，保证系统吞吐量和服务质量。