TD-LTE通信

TD-LTE 目录

1 TD-LTE的发展历程 2
1.1 第一代移动通信系统 2
1.2 第二代移动通信系统 2
1.3 第三代移动通信系统 2
1.4 第四代移动通信系统 3
2 TD-LTE简析概述 3
2.1 TD-LTE概念 3
2.2 TD-LTE的特点 3
2.3 TD-LTE的优缺点 4
2.3.1 优点 4
2.3.2 缺点 4
2.4 TD-LTE规模试验需关注的五个问题 4
2.4.1 2.6GHz频段覆盖性能 4
2.4.2 同频组网性能 5
2.4.3 多天线选择 5
2.4.4 TD设备向TD-LTE升级 5
2.4.5 TD-LTE和TD共天馈方案 5
3 TD-LTE：中国创造 走向世界 5
4 TD-LTE的发展现状与趋势分析 7
总结 7
参考文献 8

1 TD-LTE的发展历程

早在1897年，马可尼在陆地和一只拖船之间用无线电进行了消息传输，成为了移动通信的开端。至今，移动通信已有100多年的历史，在这期间移动通信技术日新月异，从1978年的第一代模拟蜂窝网电网系统的诞生到第二代全数字蜂窝网电话系统的问世，现如今第三代个人通信系统的方案和实验均已开始逐步完善。
1.1 第一代移动通信系统
第一代无线网络技术的一大成就就在于它去掉了将电话连接到网络的用户线，用户第一次能够在移动的状态下拨打电话。这一代主要有3种窄带模拟系统标准，即北美蜂窝系统AMPS，北欧移动电话系统NMT和全接入通信系统TACS，我国采用的主要是TACS制式，即频段为890～915MHz与935～960MHz。第一代移动通信的各种蜂窝网系统有很多相似之处，但是也有很大差异，它们只能提供基本的语音会话业务，不能提供非语音业务，并且保密性差，容易并机盗打，它们之间还互不兼容，显然移动用户无法在各种系统之间实现漫游。
1.2 第二代移动通信系统
第二代移动通信数字无线标准主要有：GSM，D-AMPS，PDC和IS-95CDMA等。在我国，现有的移动通信网络主要以第二代移动通信系统的GSM和CDMA为主，网络运营商运用的主要是GSM系统，现在中国联通的CDMA系统经过两年的发展也初具规模。第二代移动通信系统在引入数字无线电技术以后，数字蜂窝移动通信系统提供了更更好的网络，不仅改善了语音通话质量，提高了保密性，防止了并机盗打，而且也为移动用户提供了无缝的国际漫游。
1.3 第三代移动通信系统
第三代移动通信技术也就是IMT-2000，简称3G，它是一种真正意义上的宽带移动多媒体通信系统，它能提供高质量的宽带多媒体综合业务，并且实现 了全球无缝覆盖全球漫游它的数据传输速率高达2Mbit/s，其容量是第二代移动通信技术的2-5倍，目前最具代表性的有美国提出的MC-CDMA（cdma2000），欧洲和日本提出的W-CDMA和中国提出的TD-CDMA。
1.4 第四代移动通信系统
经过两年的准备时间，ITU-R WP5D在其第6次会议上（2009年10月份）共征集到六种候选技术方案，他们分别来自于两个国际标准化组织和三个国家。这六种技术方案可以分成两类：基于3GPP的技术方案和基于IEEE的技术方案。经过14个外部评估组织对各候选技术的全面评估，最终得出两种候选技术方案完全满足IMT-Advanced技术需求。2010年10月的ITU-R WP5D会议上，LTE-Advanced技术和802.16m技术被确定为最终IMT-Advanced阶段国际无线通信标准。我国主导发展的TD-LTE-Advanced技术通过了所有国际评估组织的评估，被确定为IMT-Advanced国际无线通信标准。

2 TD-LTE简析概述

2.1 TD-LTE概念
LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。
LTE-TDD，国内亦称TD-LTE，即 Time Division Long Term Evolution（时分长期演进），由3GPP组织涵盖的全球各大企业及运营商共同制定，LTE标准中的FDD和TDD两个模式实质上是相同的，两个模式间只存在较小的差异，相似度达90%。[1]TDD即时分双工(Time Division Duplexing)，是移动通信技术使用的双工技术之一，与FDD频分双工相对应。TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系，TD-LTE是TDD版本的LTE的技术，FDD-LTE的技术是FDD版本的LTE技术。TD-SCDMA是CDMA（码分多址）技术，TD-LTE是OFDM（正交频分复用）技术。两者从编解码、帧格式、空口、信令，到网络架构，都不一样。
2.2 TD-LTE的特点

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. 产业发展速度快，与其他国际移动宽带技术基本实现了同步发展，代表着当今世界移动通信产业的最先进水平。
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。
   2.3 TD-LTE的优缺点
   2.3.1 优点
9. 频谱利用率高 TD一个载频 1.6M W一个载频 10M
10. 对功控要求低 TD 0~200MZ W 1500MZ
11. 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
12. 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
    2.3.2 缺点
13. 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
14. 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
15. 干扰问题 上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰
16. 移动速度慢 TD 120KM/H W 500KM/H
    2.4 TD-LTE规模试验需关注的五个问题
    2.4.1 2.6GHz频段覆盖性能
    在规模试验网中将首次采用2.6GHz频段作为室外的主要使用频段，目前理论分析和传播模型校正结果显示2.6GHz覆盖性能和2GHz相比差4～6dB，这也就意味着如果要达到相同覆盖性能2.6GHz需要更多的基站，因此2.6GHz频段的TD-LTE网络能否实现良好的覆盖是规模试验网需关注的首要问题。
    2.4.2 同频组网性能
    目前理论分析、系统仿真、国外LTEFDD商用网络经验和怀柔、顺义试验网络测试结果均显示，TD-LTE可以采用同频组网方式进行建设。但上述研究结论并没有通过大规模、高负荷网络的验证，怀柔、顺义试验网络测试结果也表明TD-LTE网络性能在空载和高负荷情况下存在明显差异，因此有必要在规模试验网中进行同频组网验证，重点关注高负荷网络下边缘用户和室内用户的吞吐量等性能指标。
    2.4.3 多天线选择
    8阵元智能天线是TD-LTE一个关键技术，双流波束赋性更是LTER9版本的重要增强功能，目前理论分析显示8天线和2天线相比性能有较为明显的提升，但8天线同时也存在成本较高、建设难度大、对配套改造要求高等不利因素，因此有必要在规模试验网中进行2/8天线性能测试，找出各自适用的场景，并进行2天线和8天线混合组网试验，为今后大规模建设提供更多可选择的技术方案。
    2.4.4 TD设备向TD-LTE升级
    TD-LTE是TD-SCDMA后续演进技术，中国移动在TD-SCDMA网络建设之初就提出了TD-SCDMA设备向TD-LTE升级的要求，在规模试验网建设过程中应在实际网络中就升级能力进行验证，解决TD-SCDMA设备升级可能出现的问题，为中国移动利用TD-SCDMA设备快速部署TD-LTE积累经验。
    2.4.5 TD-LTE和TD共天馈方案
    站址资源获取是各个运营商在工程建设过程中最难解决的问题，TD-LTE和
    TD-SCDMA共天馈方案可以充分利用现有站址资源、降低站址协调难度、加快建设进度，但共天馈方案也会带来优化、维护难度增加等不利影响，因此，在规模试验网中需要详细评估共天馈方案的优缺点，提出细致可行的共天馈方案应用原则。

3 TD-LTE：中国创造 走向世界

业界巨头共同发力 标准，是任何一个产业走向全球市场的根本性“抓手”，也是“中国制造”走向“中国创造”的关键所在。从TD-SCDMA开始，中国移动通信产业中的自主创新力量正式崛起，并走出了一条跨越式发展之路。而作为全球4G候选标准的TD-LTE，注定将因为业界巨头的共同发力，创造出产业化发展的“中国速度”。
从2009年开始，中国移动一直在组织芯片、终端、核心网、无线接入网等各个层面的主要供应商进行IOT测试，各家领先供应商也都在自发的进行IOT测试合作，如上面提到的海思、三星、Sequans、创毅视讯、华为、摩托罗拉、上海贝尔、诺基亚西门子等。
TD-LTE，拥有着极为清晰、明确的国际化协作特征，中国工程院副院长邬贺铨认为，TD以及TD-LTE的推广应用，堪称“中国创新全球协作”的典范。这就注定了TD-LTE不仅是一个国际化的标准，并且其发展也将符合通信产业的发展规律，在移动宽带时代获得国际化的应用与推广。
相对于其他下一代移动通信技术，TD-LTE拥有着无可比拟的优势：政府发展的决心和全面有力的支持，以及全球最大规模移动通信运营商——中国移动的积极推动。
TD-LTE，从诞生起就得到了政府的高度重视和大力支持。据科技部部长万钢介绍，TD-LTE不仅入选了中国国家16个重大科技专项之一，“新一代宽带无线移动通信网”也将TD-LTE作为‘十一五’工作的重中之重；中国政府将在充分借鉴TD-SCDMA产业化经验的基础上，对TD-LTE的产业链各个环节进行体系化的规划与扶持，尽快促成TD-LTE端到端产业链的形成。工信部副部长娄勤俭也表示：“政府正在进一步完善发展规划、产业政策和技术标准，坚定不移地支持TD-LTE的快速发展，为TD-LTE营造良好的发展环境”。由此可见，在TD-LTE产业化中，政府发挥着至关重要的作用，积极引导和营造出了健康、快速、协调发展的外部环境。同时，继世博会之后，中国政府还将部署开更大规模的现网验证和发展推广工作。
可以预见，TD-LTE必将成为移动宽带时代的主力军，为运营商ARPU提升、用户体验提升、拓宽行业应用前景，提供重要的动力。标准的成功，必须依赖于整个产业链的发展。凭借独特的技术优势，TD-LTE从标准诞生之日起，就成为全球通信产业界关注的焦点。正如国际电信联盟副秘书长赵厚麟强调的那样，当前TD-LTE关键技术及产品的研发工作正快速推进，终端芯片、仪表等薄弱环节取得了重要突破，形成了相对完整的产业链。
TD-LTE，为中国通信业在移动宽带时代全球移动通信版图上的整体崛起，提供了难得的契机；同时，也为我国从“电信大国”走向“电信强国”注入了强劲的动力。工业和信息化部电信研究院副院长曹淑敏对此显然满怀信心：“TD-LTE的诞生及快速发展是我国由‘电信大国’向‘电信强国’迈出的又一大步，目前国内产业界的实力越来越强，国际影响力也越来越大。我对TD-LTE未来的发展充满信心，也对我国通信行业的未来充满期待！”可以预见，以上海世博会TD-LTE演示网为起点，伴随着TD-LTE产业化和国际化的持续推进，TD-LTE必将成为全球移动通信版图上一颗耀眼的明星，而中国通信产业届时也将拥有更多的话语权并作出更大的贡献。
TD-LTE，拥有着极为清晰、明确的国际化协作特征，中国工程院副院长邬贺铨认为，TD以及TD-LTE的推广应用，堪称“中国创新全球协作”的典范。这就注定了TD-LTE不仅是一个国际化的标准，并且其发展也将符合通信产业的发展规律，在移动宽带时代获得国际化的应用与推广。

4 TD-LTE的发展现状与趋势分析

作为TD-SCDMA的演进技术，TD-LTE目前已经成为3GPP里面唯一的基于TDD技术的LTE标准。中国已经全面启动的TD-LTE产业与国际LTE产业基本同步，而且已被国际广泛接受。TD—LTE将为中国在引领移动通信产业的发展带来很重要的机遇。2008年3月，工业和信息化部电信研究院和中国移动牵头的TD-LTE工作组成立。一年多来，该工作组从国家发展策略、技术和产业路线的研究、加快推动标准制定等各方面大力推动TD-LTE的技术和产业化发展。2009年，TD—LTE在国际标准化、技术创新、整体测试、产业化方面已经取得了一系列突破性的进展。TD-LTE一方面继承了TD-SCDMA智能天线、特殊时隙等的核心专利；另一方面，由于中国企业在国际标准组织中的实力不断增强，且参与LTE的研发工作较早，从而在一些3G时代并不占据优势的技术领域获得了新的专利。
总结
“TD-LTE的诞生及快速发展是我国由‘电信大国’向‘电信强国’迈出的又一大步，目前国内产业界的实力越来越强，国际影响力也越来越大。我对TD-LTE未来的发展充满信心，也对我国通信行业的未来充满期待！”可以预见，以上海世博会TD-LTE演示网为起点，伴随着TD-LTE产业化和国际化的持续推进，TD-LTE必将成为全球移动通信版图上一颗耀眼的明星，而中国通信产业届时也将拥有更多的话语权并作出更大的贡献。

参考文献

[1]高峰,高泽华等.《TD-LTE技术标准与实践》.人民邮电出版社,2012.01
[2]中移动TD-LTE组网技术交流.华为技术有限公司,2011.01
[3]史东.TD-LTE室内分布系统建设方案研究.TD-LTE网络创新研讨会,2011
[4]徐万里,张欣.IEEE802.11和LTE共存干扰分析.移动通信,2010
[5]TC5_WG8_2011_032B,3GPP“终端内共存干扰避免信令、流程”研究介绍.2011
[6] 吴秋莹.TD-LTE无线网络规划及性能分析[J].科技创新与应用,2012年第29期
[7] 罗凡云;郭俊峰.TD-LTE网络覆盖性能分析[J].移动通信,2010年第05期
[8] 张新程;田韬;周晓津 LTE空中接口技术与性能 20093.
[9] 曾召华 LTE基础原理与关键技术 2010
[10]沈嘉.3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计,2008