中国移动通信系统第四代技术——TD-LTE

中国移动通信系统第四代技术一一TD-LTE

从GSMGPRS到第4代移动通信技术，需要不断演进，而且这些技术可以同时存在。人们都知道最早的移动通信电话用的模拟蜂窝通信技术，这种技术只能

提供区域性语音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。随着移动电话迅猛发展，用户增长迅速，传统的通信模式已经不能满足人们通信的需求，在这种情况下就出现了GSMS信技术，该技术用的是窄带TDMA 允许在一个射频(即‘蜂窝’)同时进行8组通话。它是根据欧洲标准而确定的频率范围在900〜1800MHz之间的数字移动电话系统，频率为1800MHZ勺系统也被美国采纳。GSM H 1991年开始投入使用的。到1997年底，已经在100多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的标准。GSM数字网也具有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定，并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。不过它能提供的数据传输率仅为9.6kbit/s ，和以前固定电话拨号上网的速度相当，而当时的in ternet几乎只提供纯文本的信息。数字移动通信手机是第二代(2G)，一般采用GSh或CDM技术。第二代手机除了可提供所谓“全球通”话音业务外，已经可以提供低速的数据业务了，也就是收发短消息之类。虽然从理论上讲，2G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。

针对GSMS信出现的缺陷，人们在2000年又推出了一种新的通信技术GPRS 该技术是在GSM的基础上的一种过渡技术。GPRS勺推出标志着人们在GSM勺发展史上迈出了意义最重大的一步，GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。

在这之后，通信运营商们又要推出EDGE技术，这种通信技术是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为“二

代半”技术，它有效提高了GPRS言道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达384KbPs 的数据传输速率，可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE1供了一个从GPRS^第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。

在新兴通信技术的不断推动之下，象征着3G通信的TD-CDM A WCDM等技术标准逐渐成为通信技术的主流。该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，在这样的条件下，计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递。

WCDM通过有效的利用宽频带，不仅能顺畅的处理声音、图像数据、与互联网快速连接，此外WCDM和MPEG-较术结合起来还可以处理真实的动态图像。

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 Evolution ）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。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 fe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。OFDMJ术具有抗多径干扰、实现简单、灵活支持不同带宽、频谱利用率咼、支持咼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。MIMO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-CI的结构必须得到简化，RNC乍为物理实体将不复存在，NodeB将具有RNC（无线网络控制器）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係统架构的演进）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。

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勺TDD演进模式的方案，在同年11月，在汉城举行的3GPPT 作组会议通过了

大唐移动主导的针对TD-SCDM后续演进的LTE TDD技术提案。

由于目前的WCDM网络的升级版HSPA和HSPA均能够演化到FDD-LTE这一状态，包括中国自主的TD-SCDM网络也将绕过HSPA直接向TD-LTE演进，所以这一是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。

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，3GPARAN3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/HCF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。

TYPE2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。

系统特点：

1. 灵活支持1.4,3,5,10,15,20MHz 带宽；

2. 下行使用OFDM，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&生技术SC-FDM（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MIMC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。