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基于4G基礎之上的無線通信lte技術并沒有沿用3G系統的關鍵技術，它采用了全新的設計理念，對技術進行了革新，實現應用的創新。LTE技術的結構主要是由NodeB構成的，它有助于減小延遲，簡化技術，實現較低的成本和低復雜性。此外，其中含有的RNC節點也更少，對3GPP技術的貢獻是非凡的。總的來說，LTE無線通信技術采用了頻分多址系統，屬于技術改進后的OFD-MA，它能夠實現正交輸送，并兼顧單載波傳輸低峰數值，減少成本花費。在此基礎上，其內部還采用了扁平的網絡結構，實現了多天線技術的運用，取消了RNC節點，并實現了分集、陣列、空分復用的增益，可以使不同方向的多個用戶獲得同時段服務，提升峰值數率和數據傳送速度。
2.LTE技術的實際應用
在科學技術日漸完善的大背景下，無線通信LTE技術已經逐步應用到了各行各業，且其技術特點也在日漸成熟。例如，在我國的上海世博會上，高清視頻監控的初步演示就將LTE技術應用在了其中，將網絡移動采編播設備利用到了系統之中。該技術的有效使用，能夠實現視頻、音頻等素材的快速傳回，提高新聞的時效性，滿足新聞傳播的訴求。從傳播速度上考慮，用戶在使用LTE無線通信技術后，下載容量40G的3D影片，不到兩小時就可以完成，其速度提高了10倍以上。
3.LTE技術的應用展望
一方面，LTE技術是由3G技術向4G技術演進的必經之路。其在應用過程中采用了最新的B3G或4G技術，如OFDM和MIMO等，在一定程度上而言可以說是4G技術在原有技術上的科學利用。它在具有LTE技術優越性的基礎上，也更加接近4G系統技術。另一方面，LTE技術的產生應用并不是一個簡單的過程，它主要是在與WiMAX的競爭中實現了發展。現如今，WiMAX的802.16e標準正在申請進入3G系統，802.16e技術更是入選了IMTAdvanced的候選行列，并堅持保存其原有的兼容特點。在未來的技術應用領域，勢必會出現WiMAX技術與LTE技術的競爭局面，在高技術領域保持良好應用，促使其更好的發展。
4.結束語
【關鍵詞】軟交換技術下一代網絡 LTE 網絡技術 交換技術 開放協議
中圖分類號：F224文獻標識碼： A
一．引言
傳統的PSTN網絡是建立在TDM之上的，網絡提供給客戶的各項功能都需要交換機的支持，業務處理和管理控制都是通過交換機來實現。如果需要增加新業務，既要修訂標準又要改造交換機，導致新增業務需要較長時間。為實現新業務需求，需要在網絡中建立公共業務平臺，將業務提供和呼叫連接分開，由智能網(IN)完成業務提供，而由交換機完成呼叫連接。采用此種模式很大程度上提高了業務處理能力，同時也縮短了業務提供時間。業務分離，承載出現多樣化，為確保承載連接和呼叫控制進一步分離，就需要導入軟交換技術，通過軟交換技術在媒體層、傳送層、業務層和控制層的作用，將業務和控制分類，實現最終目的。
二. 軟交換技術概述。
1.軟交換的概念。
軟交換又稱為呼叫AGENT、呼叫服務器或媒體網關控制。其最基本的特點和最重要的貢獻就是把呼叫控制功能從媒體網關中分離出來，通過服務器或網元上的軟件實現基本呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制（建立會話、拆除會話）、信令互通（如從7號信令到IP信令）等。這種分離為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業務提供者可以自由地將傳輸業務與控制協議結合起來，實現業務轉移。這一分離同時意味著呼叫控制和媒體網關之間的開放和標準化，為網絡走向開放和可編程創造了條件和基礎。
2.軟交換技術的發展。
軟交換的概念最早起源于美國。當時在企業網絡環境下，用戶采用基于以太網的電話，通過一套基于PC服務器的呼叫控制軟件（CallManager、CallServer），實現PBX功能（IPPBX）。對于這樣一套設備，系統不需單獨鋪設網絡，而只通過與局域網共享就可實現管理與維護的統一，綜合成本遠低于傳統的PBX。由于企業網環境對設備的可靠性、計費和管理要求不高，主要用于滿足通信需求，設備門檻低，許多設備商都可提供此類解決方案，因此IP PBX應用獲得了巨大成功。受到IP PBX成功的啟發，為了提高網絡綜合運營效益，網絡的發展更加趨于合理、開放，更好的服務于用戶。業界提出了這樣一種思想：將傳統的交換設備部件化，分為呼叫控制與媒體處理，二者之間采用標準協議（MGCP、H248）且主要使用純軟件進行處理，于是，SoftSwitch（軟交換）技術應運而生。
三.下一代網絡LTE概述。
1.LTE概念。
LTE是3GPP在2005年啟動的新一代無線系統研究項目。LTE采用了基于OFDM技術的空中接口設計，目標是構建出高速率、低時延、分組優化的無線接入系統，提供更高的數據速率和頻譜利用率。整個系統由核心網絡（EPC）、無線網絡（E-UTRAN）和用戶設備（UE）3部分組成，（見下圖一）。其中EPC負責核心網部分；E-UTRAN（LTE）負責接入網部分，由eNodeB節點組成；UE指用戶終端設備。系統支持FDD和TDD兩種雙工方式，并對傳統UMTS網絡架構進行了優化，其中LTE僅包含eNodeB，不再有RNC；EPC也做了較大的簡化。這使得整個系統呈現扁平化特性。系統的扁平化設計使得接口也得到簡化。其中eNodeB與EPC通過S1接口連接；eNodeB之間通過X2接口連接；eNodeB與UE 通過Uu接口連接。
（圖一，LTE系統網絡架構圖）
2. LTE技術的發展。
LTE項目是近兩年來3GPP框架內為了應對WiMAX等通信技術的挑戰于2005年年底緊急啟動的規模龐大的新技術研發項目。作為3G向后的演進，LTE得到了各大通信企業、高校和通信研究機構的廣泛關注與參與。它采用OFDM和MIMO作為無線網絡演進的唯一標準，大大改進并增強了3G的空中接入技術。數據傳輸能力方面，在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，同時，改善了小區邊緣用戶的性能，提高小區容量和降低系統延遲。與3G甚至HSPA相比，LTE在高數據速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容等方面都更具技術優勢。
四.軟交換技術在下一代網絡LTE中的應用。
下一代網絡NGN是業務驅動的網絡，通過業務與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載業務分離實現相對獨立的業務體系，使業務真正獨立于網絡，靈活有效地實現業務的提供。用戶可以自行配置和定義自己的業務特征，不必關心承載業務的網絡形式以及終端類型，使業務和應用的提供有較大的靈活性，從而滿足用戶不斷發展、更新業務的需求。也使得網絡具有可持續發展的能力和競爭力。同時，下一代網絡是基于統一協議的分組式網絡。現有的通信網絡，無論是電信網、計算機網還是有線電視網，都不可能單獨作為信息基礎設施，但近幾年IP的發展使人們開始認識到：各種網絡都將最終匯合到統一的IP網絡，即三網融合。各種以IP為基礎的業務能在不同的網上實現互通，IP協議成為各個通信網都能夠接受的通信協議，從技術上為NGN奠定了堅實的基礎。
軟交換是下一代網絡的控制功能實體，為下一代網絡提供具有實時性要求的業務呼叫控制和連接控制功能，是下一代網絡呼叫與控制的核心。軟交換技術，是NGN體系結構中的關鍵技術，其核心思想是硬件軟件化，通過軟件來實現原來交換機的控制、接續和業務處理等功能，各實體間通過標準化協議進行連接和通信，便于在NGN中更快地實現各類復雜的協議，更方便地提供業務。軟交換設備是多種邏輯功能實體的集合，提供綜合業務的呼叫控制、連接以及部分業務功能，是NGN中語音/數據/視頻業務呼叫、控制、業務提供的核心設備。
基于SRVCC 網絡技術，LTE 核心網絡的MME 與現網軟交換MSC Server 之間要建立基于IP 的信令接口Sv 接口。該接口在用戶從LTE 無線網絡向GSM/WCDMA 漫游時由用戶終端觸發PS 到CS的語音業務切換。 終端用戶在原LTE 網絡下的承載可能除了有基于GBR（Guaranteed Bit Rate）的語音承載外，還可能同時有非GBR 的數據承載， 在網絡和終端具備條件的情形下也要進行相應的處理。在目標網絡GSM 或WCDMA 支持和終端手機支持的情況下，SRVCC 的切換同時可能伴隨PS 到PS的切換。 PS 到PS 的切換要涉及到網絡的S3/S4 接口或Gn 接口； 同時進行PS 到PS 的切換可使得在LTE 網絡如Web 瀏覽的數據業務在目標網絡中保持連續。
基于3GPP 網絡技術規范和GSMA 運營商企業聯盟IR.92 技術規范，IMS MMTel 是2G/3G 移動網絡進一步演進并在LTE 時代提供多媒體語音業務的關鍵網絡技術；IMSMMTel 是保證運營商在下一代網絡業務運營中處于主導地位的關鍵。運營商在現網的網絡建設中應積極推進和部署IMS 的網絡建設。運營商在現網的網絡建設中，在網絡IP 化建設的基礎上，基于移動網絡的設備演進能力，積極的推進網絡軟交換系統與IMS 系統的設備功能融合，例如進行MGCF 與MSCServer 的功能融合，IM-MGw 與軟交換MGw 融合， 推進SIP-I 技術的網絡部署；從而簡化IMS 與現網組網的復雜度，加快IMS 的網絡應用步伐。 在LTE 網絡部署的同時，在IMS MMTel 成熟的區域部署SRVCC 的網絡應用解決LTE 覆蓋不連續問題。 分析和準備CSFB 的網絡技術應用。在現網的網絡建設中，在現有的軟交換系統中部署SGs 網絡互通接口，以確保用戶語音業務的應用。
五. 軟交換技術的過度策略。
軟交換又稱為呼叫AGENT、呼叫服務器或媒體網關控制。其最基本的特點和最重要的貢獻就是把呼叫控制功能從媒體網關中分離出來，通過服務器或網元上的軟件實現基本呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制（建立會話、拆除會話）、信令互通（如從7號信令到IP信令）等。這種分離為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業務提供者可以自由地將傳輸業務與控制協議結合起來，實現業務轉移。這一分離同時意味著呼叫控制和媒體網關之間的開放和標準化，為網絡走向開放和可編程創造了條件和基礎。下一代網絡（NGN）是一個建立在IP技術基礎上的新型公共電信網絡，它將話音、數據、視頻等多種業務集于一體。建設下一代網絡是電信競爭的需要。隨著通信技術的飛速發展和電信市場的逐步開放，電信業的一個最重要的發展趨勢就是業務運營和網絡運營的分離，由網絡運營商提供可靠、高效的基礎承載平臺，由業務提供商提供各種應用，他們與設備制造商三足鼎立，共同推動了電信業的繁榮和進步。軟交換技術是下一代網絡的核心技術，軟交換思想吸取了IP、ATM、IN和TDM等眾家之長，形成分層、全開放的體系架構，作為下一代網絡的發展方向，軟交換不但實現了網絡的融合，更重要的是實現了業務的融合。
從網絡角度看，通過軟交換機結合媒體網關和信令網關，跨接和互連電路交換網與分組化網，盡管兩個網仍基本獨立，但業務層已實現基本融合，可統一提供管理和加快擴展部署業務。當數據業務逐漸成為網絡的主流業務時，可以考慮將電路交換網上的電話業務逐漸轉移到分組化網上來，最終形成一個統一的融合網。這種網絡演進思路的基點在于網絡和業務的融合，不在于節點的融合，它允許不同的網按照各自最佳的方向獨立演進，不受限于節點結構，是最適合于像中國電信這樣的傳統運營商的網絡演進策略。據國外統計數字估計，在8年內一個不投資在軟交換的運營商的利潤將比投資在軟交換上的運營商少50%。當然，軟交換技術還在發展和完善過程之中，會有這樣或那樣的問題，但作為網絡技術的發展方向已經獲得業界的認同。軟交換的切入點將隨網絡運營商的側重點不同而有所差異。通常是從長途局和匯接局開始，再進入端局和接入，然后擴展到多媒體應用和3G網絡。當然，不同的運營策略將有不同的切入點優先次序，但最終都是提供一個完整的端到端的解決方案，完成從電路交換網向分組化網的過渡。軟交換不僅適合于新興的電信運營商，也同樣適合于傳統的老牌電信運營商，都可以完成從電路交換網向分組化網的過渡。
六．結束語
軟交換技術縮短了業務提供的時間，有利于高效服務。在下一代網絡LTE中，利用軟交換技術的特點，便于打造高質量服務，利用復雜的技術，解決通信難題，有利于移動通信的進一步發展。
參考文獻：
[1] 周巍Zhou Wei 軟交換技術應用價值分析[期刊論文] 《郵電設計技術》 -2007年10期
[2]熊蔚 高勝保 軟交換技術應用與管理探討 [期刊論文] 《電信技術》 -2007年3期
[3]岑建雄 軟交換技術應用淺談 [期刊論文] 《科海故事博覽·科教創新》 -2009年5期
【關鍵字】 TD-LTE 無線網絡 覆蓋規劃
一、TD-LTE通信系統
LTE是以OFDM技術為核心，取消了無線網絡控制器（RNC），采用扁平網絡架構，由3GPP組織制定的全球通用標準。LTE包括頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）兩種模式。
TD-LTE是指TD-SCDMA的長期演進，是TDD版本的LTE技術，采用了TDD（時分雙工）、OFDM（正交頻分復用）、MIMO（多輸入/多輸出）以及高階調制等多項關鍵技術。
二、TD-LTE無線網絡組成及其規劃
2.1 TD-LTE無線網絡組成
TD-LTE在組成方面同前代相比最大區別在于取消了RNC，eNB與EPC間通過S1接口直接相連，eNB與EPC節點多對多連接，形成網格網絡，eNB之間通過X2接口直接相連。
EPC可分為控制面實體MME和用戶面實體S-GW（SGW/ PGW）。
S1接口是eNB與EPC之間的接口，它分為用戶面和控制面。S1的控制面接口（S1-MME）提供eNB和MME之間的信令承載功能。S1的用戶面接口（S1-U）提供eNB和S-GW/ P-GW之間的用戶數據傳輸功能。
X2接口是eNB和eNB之間的接口，該接口用于負載管理、差錯處理以及終端的移動性管理，用戶面接口稱為X2-U，控制面接口稱為X2-CP。
2.2 TD-LTE無線網絡規劃步驟
TD-LTE規劃流程同樣包括數據采集、規模估算、站址規劃、網絡仿真、性能評估和調整五個階段。
數據采集，先根據建網策略提出建網指標，收集準確的現網基站、地理信息、業務需求等數據，用以明確建設區域及場景。規模估算主要是通過覆蓋和容量來確定網絡建設的基本規模。容量估算則是分析一定時隙及站型配置條件下，TD-LTE網絡可承載的容量，計算是否可以滿足用戶容量需求。站址規劃主要是依據鏈路預算的建議值，結合目前網絡站址資源情況，進行站址布局，并在確定初步布局后，結合現有資料或現場勘測來進行可用性分析，確定目前覆蓋區域可用的共址和新建站點。網絡仿真是指在完成初步站址規劃后，進一步將站址規劃方案輸入到TD-LTE規劃仿真軟件中進行覆蓋及容量仿真分析。
通過分析仿真輸出結果，可以進一步評估目前規劃方案是否可以滿足覆蓋及容量目標，如存在部分區域不能滿足要求，則需要對規劃方案進行調整修改，最終滿足規劃目標。
2.4 TD-LTE無線網絡規劃要點
TD-LTE網絡規劃中，傳播模型用于計算發射端到接收端的路徑損耗。
目前采用COST231-Hata模型作為初始模型：
其中：
d單位為km，f單位為MHz；
L為城市市區的基本傳播損耗中值；
hb、hm為基站、移動臺天線有效高度，單位米；
a（hm）為移動臺天線高度修正因子；
Cm為城市修正因子。
采用COST231-Hata模型計算（2.6GHz頻段）典型城市鏈路預算結果如下：
現階段TD-LTE容量規劃主要考慮小區平均吞吐量，要求在每扇區1載波同頻網絡、20MHz、2：2子幀配置條件下：小區下行平均吞吐量達到20Mbps；小區邊緣用戶下行平均速率不低于500kbps；TD-LTE試驗網容量仿真業務模型取定方式為單小區10個FTP用戶。
TD-SCDMA網絡CS64業務覆蓋能力略強于LTE網，因此TD-LTE如果要達到鄰區空載、10用戶同時接入時、邊緣單用戶下行吞吐量大于1Mbps的覆蓋目標，理論上需要在TD-SCDMA現網站距基礎上增加少量站點。
三、小結
本文通過介紹TD-LTE技術，引出了TD-LTE網絡規劃設計，并詳細介紹了TD-LTE網絡組成及規劃要點。但無線網絡的規劃設計、建設及優化是一個重復遞歸的過程，如何做好網絡建設和優化，提高通信質量，需要我們不斷的實踐探索，總結完善。
參 考 文 獻
[1] 沈嘉、索世強、全海洋等；3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統設計[M]；北京：人民郵電出版社，2008
【關鍵詞】 預編碼 多輸入多輸出 正交幅度調制 誤比特率
一、引言
在移動通信系統中，可以通過高階信號調制技術和多輸入多輸出（MIMO）技術來提高系統的頻譜效率，但是，在一個噪聲信道環境下，傳輸數據速率的提高會帶來誤碼率的提升。為了提高頻譜效率，長期演進（LTE）移動通信系統中采用了鏈路自適應技術，根據信道條件的變化，系統動態地采用不同的調制和編碼、MIMO傳輸模式[1]、預編碼和發射功率等技術，以期在保證信號質量的情況下取得最大的傳輸效率。
LTE移動通信系統采用了正交頻分多址（OFDMA）、多輸入多輸出（MIMO）[2]等關鍵技術，以此來克服多徑信道的頻率選擇性衰落和提高系統的傳輸速度。本文對LTE移動通信系統中預編碼算法進行了研究，并根據信道條件的變化，對鏈路自適應調制與編碼技術下的預編碼算法進行了性能仿真，分析了不同調制與編碼下系統的傳輸速率與誤碼率的曲線變化。
二、基于信道矩陣奇異值分解的預編碼算法
多輸入多輸出（MIMO）技術將連續的信號比特流拆分成多個信號子流，再將各信號子流通過不同的天線發射出去，傳輸各信號子流的多個發射天線與接收天線構成了空間信道矩陣。在空間信道矩陣構成的各子信道不相互獨立的情況下，各子信道將相互干擾，從而影響信號接收質量。在LTE系統中，預編碼技術被看作是解決空間各子信道相互干擾最有效的方法[3]。最優的預編碼矩陣是基于信道矩陣奇異值分解的矩陣。
首先假設在一個子幀持續時間內，信道矩陣H不變，假設系統有NT根發射天線，MR根接收天線，發射符號分為L層，每個層有T個符號，第i層由符號[xi，1，xi，2，...，xi，T]組成。對信道矩陣H進行奇異值分解：
式中，n為高斯白噪聲。在實際的應用中，由于反饋資源的限制，系統首先須在預先給定好的碼本里選擇一個碼本作為預編碼矩陣，也就是利用某種準則得到碼本索引。
三、預編碼矩陣下的MIMO接收機算法
LTE系統中的預編碼矩陣指示（PMI）反饋都是基于協議配置碼本，主要有兩種準則：一種是基于系統容量最大化，另一種是基于最小誤碼率（BER）[4]。本論文采用基于最小誤碼率的MMSE準則，減小發射信號和接收信號之間的誤差信號功率值，并以此自適應選擇不同的調制方式和編碼，以便保證系統取得最大的傳輸容量。假設均衡后的信號為X？，最初的發射信號為X，假定最優均衡器變換系數為G，MIMO信道矩陣為H，那么誤差信號可以表示為：
四、自適應調制與編碼技術下的預編碼算法仿真實驗
為了對算法性能作對比，在預編碼算法基礎上，自適應調制方式分別在QPSK、16QAM、64QAM三種方式進行選擇，接收端用MMSE準則的均衡器，將發射信號功率值與均衡后的誤差信號功率值的比值作為自適應調節參數，選擇相應的調制方式與編碼率，當誤差信號功率值較大時，此時誤碼率較大，選擇低階調制方式，以保證信號傳輸質量，當誤差信號功率值較小時，選擇高階調制方式，以提高信號的傳輸速率，以期在滿足信號質量要求的情況下達到最高的傳輸效率。
仿真實驗在多輸入多輸出MIMO的情況下展開，信號經過衰落噪聲信道，信噪比SNR取值在0dB到21dB之間，信噪比與誤比特率和數據傳輸速率仿真結果分如圖1、2所示。
從圖1可以看出，隨著SNR的值增大，誤比特變小，采用固定調制的階數越高，誤碼率越大。在信噪比的值為0dB到12dB之間時，固定64QAM、16QAM高階調制的誤碼率都較高，但是，在自適應調制和編碼方式下，誤碼率卻隨著信噪比變大很快變低，因為鏈路根據誤差信號功率情況自適應地選擇了恰當的調制方式和編碼率。從圖2可以看出，在其他參數不變的情況下，采用固定調制方式和編碼率時，數據的傳輸速率是一個定值，調制階數越高，數據傳輸速率越大。但在自適應調制和編碼方式下，鏈路根據信噪比情況，靈活改變了數據傳輸速率，信噪比的值越小，誤比特率就變高，此時數據傳輸速率減小，信噪比的值越高，誤比特率就變小，此時數據傳輸速率增大，在滿足信號質量要求的情況下達到了非常高的傳輸效率。
五、結論
論文對鏈路自適應調制與編碼技術下的預編碼算法進行了研究，在LTE系統中，預編碼技術被看作是解決空間各子信道相互干擾最有效的方法。論文采用基于信道矩陣奇異值分解的方法得到最優的預編碼矩陣，信號經過噪聲信道后，在接收端，采用基于最小誤碼率的MIMO接收機算法，減小發射信號和接收信號之間的誤差信號功率值，以此自適應選擇不同的調制方式和編碼，以便保證系統取得最大的傳輸容量。通過仿真驗證，在預編碼算法基礎上，采用自適應的調制和編碼方式能根據信噪比大小變化，靈活改變數據傳輸速率，在滿足信號質量要求的情況下達到了非常高的傳輸效率。
參 考 文 獻
[1] V Stankovic， M Haardt， Generalized Design of Multi-User MIMO Precoding Matrices [J].Wireless Communications， IEEE Transactions， 2008， 7（3）：953-961.
[2] W. Peng and F. Adachi， “Single-carrier frequency domain adaptive antenna array for uplink multi-user MIMO transmission in a cellular system，” [J]. Physical Communication， Sep. 2013， vol. 8， pp. 22C30.
【關鍵詞】TD-SCDMA；TD-LTE；3G
1.概述
1.1 TD-LTE技術概述
TD-LTE即TD-SCDMA Long Term Evolution，是指TD-SCDMA的長期演進。TD-LTE采用了眾多先進的無線技術，諸如OFDM、MIMO/BF、HARQ、AMC等。可以提供上行超過100Mbps和上行超過50Mbps的用戶峰值速率；由于去除了RNC網元，網絡結構簡化且更加扁平；結合了其它和一些先進技術，使得無線接入網時延降至10ms；頻譜利用率也提高了很多，使得TD-LTE在性能與成本上都具有很大的優勢。下面介紹一下其關鍵的幾個技術特點：
1.1.1 OFDM(正交頻分復用技術)
實際上OFMD是多載波調制的一種。其主要思想是將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制到在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾 ICI。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。在向B3G/4G演進的過程中，OFDM是關鍵的技術之一，可以結合分集，時空編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術，最大限度的提高了系統性能。
1.1.2 MIMO(多輸入多輸出)
所有的無線技術都面臨信號衰落、多徑、不斷增加的干擾和受限制的頻譜的挑戰。MIMO(多輸入多輸出)技術在不需要占用額外的無線電頻率的條件下，利用多徑來提供更高的數據吞吐量，并同時增加覆蓋范圍和可靠性。它解決了當今任何無線電技術都面臨的兩個最困難的問題，即速度與覆蓋范圍。由于OFDM的子載波衰落情況相對平坦,十分適合與MIMO 技術相結合,提高系統性能。MIMO 系統在發射端和接收端均采用多天線(或陣判天線) 和多通道。多天線接收機利用空時編碼處理能夠分開并解碼數據子流,從而實現最佳的處理。若各發射接收天線間的通道響應獨立,則多入多出系統可以創造多個并行空間信道。通過這些并行空間信道獨立地傳輸信息,數據速率必然可以提高。
1.2 論文的主要研究內容
本文首先敘述了TD-SCDMA在我國的發展現狀和當前的建設情況及TD_LTE技術然后重點分析了TD-SCDMA關鍵技術及向TD-LTE演進，最后介紹并分析了TD-SCDMA與TD-LTE共平臺方案。
2.TD-SCDMA與TD-LTE共平臺方案
2.1 TD-SCDMA向TD-LTE演進概述
從TD-SCDMA 向TD-LTE的演進，首先是在TD-SCDMA 的基礎上采用單載波HADPA技術，速率達到2.8Mbps；其后實現多載波HSDPA，其速率能達到7.2Mbps；持續發展到HSPA+階段，速率將超過10Mbps，并繼續逐步提高它的上行接入能力。最終在2010年之后，從HSPA+演進到LTE，實現20MHz帶寬下行峰值速率100Mbps，上行峰值速率50Mbps。綜上所述，由于技術發展的快速，需要充分考慮TD與LTE的共存和演進方式。在TD向LTE演進的過程中，需要采用TD與LTE共平臺的方案，以實現更高端的技術應用并最大化降低網絡投資成本。
2.2 TD與TD-LTE共平臺方案簡析
2.2.1系統共平臺概述
TD與LTE共平臺的研究和實現，比較復雜的部分在于基站設備。通常來說，對于系統無線設備BBU和RNC來說，TD與LTE共平臺方案分為共機框方案；共硬件平臺的共模方案；以及基站系統未來實現的基于軟件無線電技術的多模基站，即硬件平臺復用，通過軟件下載支持TD或LTE方式。圖1為TD與LTE共平臺的方式分類示意。對于RRU和天線系統而言，可采用TD與LTE共RRU以及共天饋的方案。目前雙極化天線已成為TD-SCDMA天線應用的主流方向，雙極化天線可以較好支持向MIMO天線平滑演進，為LTE部署奠定基礎；采用雙極化天線后，其寬度、重量都減少一半，性能與常規八陣元智能天線相當。采用TD-SCDMA及TD-LTE均可工作的寬頻段天線，即可支持TD-SCDMA與TD-LTE共天饋，無需變更天面施工，即可滿足未來TD-LTE網絡對站址天面的需求。需要特別注意的是，在具體實施過程中，需要認真考慮并分析TD與LTE共RRU及共天饋的方案，分別在同頻段和異頻段情況下的施工難易度、后期維護問題以及干擾隔離等問題，以選用最合理的共用方案。
2.2.2系統共平臺方案簡介
系統共平臺方案的共機框方式是實現TD與LTE共平臺方案的最基本方案，其主要特點是：兩個系統獨立運行；共用電源和背板；所有硬件板卡不復用。因此共機框方案只是一種TD向LTE演進的最簡方案，并不是完全意義上的共平臺方案。最大化保有現有TD-SCDMA網絡投資的方式，是共硬件平臺的共模方案。該方案可分為單模方式和雙模方式兩種，單模方式是系統中TD與LTE兩個系統獨立運行，硬件板卡可復用；支持TD系統在不更換任何硬件的前提下，直接軟件升級為LTE系統。雙模方式是系統中TD與LTE兩種制式協作運行，兩系統共用同一套硬件板卡，軟件同時運行TD-SCDMA和TD-LTE的工作模式。可見共模方案是目前最為合理的共平臺方案，但在實際網絡運行中，TD與LTE兩種制式協作運行的雙模方式需要占用大量的系統資源并成倍增加系統設計復雜度，在實際應用中不推薦采用TD與LTE共平臺的雙模方案，因此下文將主要對BBU設備TD與LTE共平臺的單模方案進行介紹及分析。
2.3 TD與TD-LTE的BBU共平臺單模方案分析
從上文分析可知，TD與LTE共平臺的最佳實現方案是共硬件平臺的共模方案(單模方式和雙模方式)。這種共平臺方案可以完全實現BBU設備TD和LTE兩種制式的共傳輸、共背板、共BBU架構以及共用主控及時鐘單元；TD-SCDMA BBU通過軟件升級即可支持平滑演進至TD-LTE。
2.3.1基帶處理單元的TD與LTE共平臺分析
對于基帶處理單元而言，在支持LTE情況下對于處理器的能力有更高要求；其處理能力會根據處理時延的要求和LTE支持的天線及帶寬數有不同要求。圖3給出了在不同時延要求情況下，TD與LTE各種天線及帶寬要求下的處理器能力要求，可以看到TD系統現有處理能力，基本可以實現5ms時延要求下的LTE各種帶寬下的處理能力需求。
2.3.2接口單元的TD與LTE共平臺分析
TD與LTE共用接口單元，需要重點考慮接口單元的流量；接口單元除提供與上級網絡設備的接口外，還提供對RRU單元的接口。對于上級網絡設備的接口Iub、X2/S1帶寬來說，TD系統的Iub接口流量主要在于BBU的多個載波業務數據和控制數據總流量；對于LTE系統X2/S1接口，在空口速率下行100Mbps，上行50Mbps情況下，3個20M帶寬小區總吞吐量在450Mbps之內，同時還要處理eNB之間的交互數據以及網絡管理數據。綜合計算分析可知，千兆物理端口完全能夠滿足TD與LTE共平臺接口帶寬需求。對BBU與RRU之間的Ir接口帶寬來說，LTE采用2天線時，不管是10M帶寬還是20M帶寬，都可以在1條2.5G的鏈路中完成；當采用8天線時，必須采用兩條鏈路。如果是10M帶寬，則采用2條2.5G鏈路，如果是20M帶寬，則采用兩條3.072G高速鏈路。對BBU設備而言，TD系統接口單元不需要修改任何硬件就可以實現所有帶寬的數據傳輸。 [科]
一、引言
光纖通信、基站設備的快速進步，有效地促進了移動通信技術的普及和改進。目前，移動通信技術的發展經歷了四個階段，進入到了高速率、高可靠、高覆蓋的TD-LTE時代[1]，TD-LTE已經成為當前移動通信的主流技術。該技術使用OFDM的多址接入模式，可以有效地增強無線鏈路通信技術，采用高可靠性的軟件無線電技術和高效的調制解調技術，同時能夠實現智能天線分布和空時編碼通信技術，有效地提高了數據傳輸的速率，可以滿足視頻圖片、文字聲音的傳輸，確保滿足移動通信需求[2]。
二、移動通信技術應用發展現狀
移動通信技術發展迅速，已經經歷了四代，分別是2G、2.5G、3G和4G等。LTE已經成為4G時代移動互聯網的主流通信技術，其包括兩種，分別是我國主導的TD-LTE技術和歐美等國家主導的FDD-LTE技術[3]。TD-LTE作為新一代移動互聯網最新采用的技術，可以有效支撐高帶寬的數據傳輸功能。
據工信部統計，截至2015年12月底，我國TDLTE產業已經建設了120萬個4G基站，進一步提高了TDLTE覆蓋范圍和保持較大的數據流量。TD-LTE技術的快速推廣，迅速增強了智能終端產業，并且與移動互聯網、移動APP相互結合，誕生了移動計算、云計算、分布式計算等應用技術，積累了海量的數據資源，進一步方便了人們的工作、生活和學習，并且具有極其廣泛的應用前景，形成了一系列的大數據產業。
三、 TD-LTE技術應用與研究
3.1 TD-LTE應用優勢
經過研究和改進，TD-LTE已經具有許多應用優勢：
(1)TD-LTE可以靈活支持移動寬帶數據傳輸，下行采用OFDMA技術，最高速率可以達到100Mbits/s，能夠滿足數據高速度下載需求;上行采用OFDM的改進版本SCFDMA技術，能夠有效減小低峰均比，減弱終端發射功率，延長終端使用時間，上行速率可以達到50Mbits/s。
(2)TD-LTE技術可以充分地利用通信信道對稱性的特點，簡化系統設計復雜度，提高系統性能，并且系統高層總體上可以與FDD保持一致，更好地實施數據傳輸融合。
(3)TD-LTE技術能將智能天線與MIMO技術融合，提高系統在復雜通信場景中的自適應性，減少小區間的干擾，提高小區切換成功率和用戶通信質量，并且能夠實現空間、時間、頻率資源快速調度，保證系統吞吐量。
3.2 TD-LTE承載業務研究
TD-LTE技術快速發展，無線網絡傳輸的多媒體數據資源占比迅速上升，承載的業務也越來越多，比如家庭電子相冊、智慧政務、智慧社交等智能軟件。
(1)家庭電子相冊
目前，智能手機、數碼相機、數碼攝像機、掃描儀等多媒體錄入設備越來越多，越來越多的家庭重視日常生活的留念，使用數字設備拍攝、錄制、保存和管理家庭照片和視頻資源，并通過TD-LTE通信網絡傳輸資源，將網絡資源存儲到相關的云存儲中心，可以分享相關的網絡內容。
(2)智慧政務
隨著TD-LTE通信技術的應用，傳統的電子政務辦公模式無法滿足人們的功能需求，為了能夠更好地滿足人們需求，利用無線網絡開發手機終端、Ipad終端的電子政務辦公軟件，可以滿足工作人員的電子辦公應用系統，提高電子政務應用的辦公方便性。
(3)智慧社交
TD-LTE通信技術為人類社交提供了極大的幫助，利用智能移動終端開發了微博、微信、騰訊QQ等智慧社交軟件，利用GPS定位用戶位置，使用關聯規則挖掘技術推薦相關的同學、朋友，擴大人們的朋友圈，搜索相關的社交瀏覽足跡，推薦朋友的喜好，尋找具有共同愛好的人群，可以一起旅游、購物、看電影等，實現信息共享。
四、結束語
隨著TD-LTE通信技術的快速發展，移動互聯網成為研究和應用的重要方向之一，與智能移動終端相結合，開發了在線教育、智慧旅游、電子商務等業務軟件，有效地提高了人們工作、生活和學習的便捷性，具有非常廣泛的應用前景。
作者：喬海庚 來源：中國新通信 2016年7期
關鍵詞：TD-LTE技術；高校教學；運用
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）38-0193-02
全球移動通信產業面臨巨大變革，移動互聯網時代已經到來。移動信息服務已廣泛融入了人類的個人生活、學習以及各行各業。在傳統的2G和3G網絡已無法滿足用戶日益增長的移動互聯網流量需求的時候，TD-LTE（4G）技術應運而生。
TD-LTE（時分同步碼分多址技術）即TD-Long Term Evolution，是3G標準TD-SCDMA的后續演進技術，是擁有自主知識產權的第四代移動通信技術。相比于TD-SCDMA，TD-LTE具有更高的速率和更低的時延，為用戶提供永遠在線的體驗，除實現高寬帶應用數據業務之外，還能更好地支持實時交互功能。隨著4G產業化和商業化進程的不斷加速和基站布點的完善，將會促進學習和工作的革命，TD-LTE技術支持下的遠程教育逼真度高，互動性強，提高了遠程學習的效果。改變了原有的教室教學活動方式，為學生提供隨時隨地、隨心隨意的學習需求，符合未來社會發展趨勢，特別是在教學活動中前、中、后三個階段，提供了較強交互功能，因此要在今后的高校教學中廣泛應用。
一、TD-LTE的關鍵技術和特點[1]
（一）TD-LTE所采用的關鍵技術
相比3G所使用的CDMA技術，TD-LTE采用了OFDM、MIMO、高階調制、網絡架構扁平化等多項關鍵革新技術。
1.OFDM：即正交頻分復用，該技術與GSM網絡中的FDM類似，即將一個頻譜劃分為多個子載波。但與GSM不同的是，OFDM系統中不同子載波間相互正交且重疊，省去了GSM系統中不同子載波間保護寬帶的需要，由此可提升系統頻譜效率；同時，OFDM系統可將一條高速寬帶數據業務流劃分為多條并行窄帶數據流，以此克服寬帶移動通信系統中多徑效應和符號間干擾帶來的影響。
2.MIMO：即多天線技術，通過在基站和終端配置多根天線，實現在多個獨立的空間傳輸通道上的多路傳輸。系統可根據用戶信道狀態，將MIMO工作模式自動配置成波速賦形、空間復用、空間分集等多種狀態，以獲取更高的數據業務速率和更高的傳輸可靠性。
3.高階調制：3G系統中最高調制方式為16QAM，即每個調整符號可攜帶4比特信息，而LTE系統最高調制方式為64QAM，即每個調制符號可攜帶6比特信息，由此可將頻譜效率提升50%。
4.網絡架構扁平化：為了提升數據業務的時延性能，4G技術對無線網絡進行了革新，去掉了BSC/RNC這個網絡層面，從而根本性地改善業務時延。
（二）TD-LTE的特點
1.高速率：TD-LTE網絡能實現下行峰值速率超過100Mbps，上行峰值速率超過50Mbps，最大可支持350km/h高速移動場景下不掉線。
2.低時延：大幅降低接入時延和端到端業務時延，以支持實時交互類業務。TD-LTE系統要求其業務傳輸的單向時延低于5ms，接入時延低于50ms，從空閑狀態到激活狀態的遷移時間小于100ms。
3.永遠在線：用戶注冊后，核心網一直保持連接，用戶感覺“永遠在線”，業務體驗更好。任何時候發起業務都會得到快速響應，在2G/3G網絡中，終端開機后需要幾秒到十幾秒的漫長時間。LTE終端開機后，即為終端分配IP地址，在核心網中保留用戶的會話狀態，保留基本通信資源，保持用戶接入，用小于100ms的時間，使用戶無法感知，達到“永遠在線”的要求。
4.終端形態豐富，除了智能手機和數據卡外，用戶還可選擇CPE、MiFi、平板電腦等多種類型終端。
二、TD-LTE技術在高校教學活動中的應用及效果
TD-LTE時代將成為必需的工具和平臺，寬帶和網速更占優勢的TD-LTE的發展前景會更加廣闊[2]。高校學生作為將來TD-LTE技術用戶的重要群體，也必將對高校運行模式產生更為廣闊的影響。
（一）TD-LTE技術促使高校的教學革命
技術成為生活中一部分的時候，不再單純地被人類當作工具用來解決問題，當技術成為人類生存所需基本條件之一的時候，人類的基本生產方式、生活方式、交往方式和思維方式勢必發生意義深遠的改變[3]。
而TD-LTE作為一項新型的通信技術，從2014年開始迅猛發展，盡管用戶使用時對費用價格關注較高，但它取代3G技術的發展趨勢成為必然。互聯網時代已經對傳統模式的教學產生了轉變，非結構化的空間符合未來的學習趨勢，而成為當前研究的趨勢[4]。用移動互聯網模式顛覆傳統教育，一節課有來自全球一百多個國家的十幾萬學生在同時學習，TD-LTE技術實現了即攝即傳，課堂授課效率明顯提高。
有機構預測，在線教育將在2016年將達到1600億的規模，將教師和教學內容包裝成教育產品，實現在線教育。這一需求離不開TD-LTE技術對線上教育產品的支持。清華大學將會計、足球等課程搬上了果殼網，實現了教育方式的新變化。MOOC（慕課）這種大規模開放式課堂的教學方式，借助新一代的移動互聯網和智能終端，搶占新型教育教學領域。
（二）TD-LTE技術改變教育者的教學行為
現有的課堂架構和教學形式、活動還是沿襲著工業時代人才培養的架構，顯然已經不能適合于當前及未來人才培養的需求。而未來課堂是一個基于云端的課堂，一切資源的存取和處理均在云端，教師和學習者可以通過自己的交互終端接入，實現資源的共享，有利于課前、課中、課后的一體化設計[5]。教育者通過TD-LTE技術與教育情景結合，能真正地支持學習者的活動，以達到學習目標、認知目標，圍繞以教育者為服務對象的APP程序大量誕生，設計在TD-LTE技術的支持下，將對教育者的教學行為產生積極影響。
課前利用個人終端集體備課，通過TD-LTE技術的高速率，上傳備課成果，推送預習任務，學生完成預習任務的預習過程和進度，會體現在教師的移動終端。TD-LTE技術永遠在使教師對學生能夠及時輔導交流。教師工作的評價體系也因此改變，個人在教學的貢獻率，線上交流輔導的時長、效率，成為重要指標。在TD-LTE技術的輔助下，以課堂講授為主的教學活動徹底顛覆。開放教學平臺，學生鏈接進入后，平臺顯示上課人數、作業完成率等相關信息，教學內容按照備課順序依次出現在學生終端，學生需要不斷跟進教師的講授內容。個別學生脫離，教師終端上立即紅色顯示學生信息，緊緊把學生圍繞在本節課的教學中，提高課堂效率。課堂測驗項目，教師向學生推送，學生完成后立即顯示成果，測驗分析程序啟動，指導教師完善課堂知識的講授。課后教師課后作業及預習任務，并通過平臺軟件提醒學生完成。
（三）TD-LTE技術的發展促使學生學習方式產生變化
如今教育嚴重落后于時代的發展，面對未來的挑戰，以落后的思想、技術、模式和組織來培養適應未來的人才，根本不可能，也無法得以實現[3]。過去的填鴨式教學方式讓學生無法接受，通過TD-LTE技術隨時隨地地下載學習資料，了解各個知識點，使獲得知識的渠道不再單一。
課前、課中、課后三個階段的學習行為產生重大變革，課前在TD-LTE技術支持下，學生用自己的智能終端，在云學習系統中下載預習資料，并將學習中所遇問題與教師交流，課堂教學時間也不再只是45分鐘。利用智能終端的采集系統功能，從身邊的生活世界中收集所需學習資源，并及時上傳到云端，充分體現TD-LTE技術的高速移動接入功能。而課中學生可以對所遇問題及時進入云學習系統中下載資料，并通過社交軟件實現資源的共享和交流。而在小組交流成果，由小組代表使用TD-LTE技術迅速地上傳到公共顯示屏中，以供其他小組借鑒和教師指導。在課后，學習者利用智能終端通過TD-LTE技術，可隨時瀏覽課堂視頻加強學習效果，完成教學者推送的測試結果。對仍然存在的問題，通過視頻對話，及時與教學者溝通，TD-LTE技術的低延時的特點在視頻對話中克服了畫面停頓、聲音與圖像不同步的弊端，實現教學者與學習者雖相隔千里，卻始終有面對面的感受，使學習者在整個學習過程是一對一的個性化教與學的過程。
三、結語
在高校教學中運用TD-LTE技術顯現出了很多傳統教學手段所無法相比的優點，在TD-LTE技術日趨完善、費用更加低廉之后，必會對教學手段、教學方式產生重大影響。各高校將通過TD-LTE技術的幫助，提升課程的學習效率，實現學習型、創新性社會的期望。而教育者熟練運用TD-LTE技術與智能終端的能力大大提升，成為課堂教學革命的推動者。
參考文獻：
[1]中國移動通信集團公司.TD-LTE百問叢書之入門集[M].北京：教育科學出版社，2013.
[2]王洪軍.后3G時代中國移動TD-LTE發展探析[A]//2011年通信與信息技術新進展――第八屆中國通信學會學術年會論文集[C].北京：中國會議，2011-11-02：101-104.
[3]余勝泉.技術何以革新教育[J].中國電化教育，2011，（7）：1-6.
【關鍵詞】 4G 網絡多場景 深度覆蓋 微站
LTE相較于傳統的TD-LTE本身具有很大的優勢，在終端、覆蓋能力和頻段上都有一定的優勢。因此，LTE是未來通信的發展方向，各大運營商為了獲得先機，都加大了4G的研究和投資的力度。隨著我國三大電信運營商獲得了LTE PDD牌照，我國的4G建設迎來了一個新的發展機遇，同時也存在新的挑戰，包括室內覆蓋的加強、新建設思路的形成、關鍵站址的獲取。各大運營商需要積極解決這樣問題，以在競爭中取得先機。本文將以4G網絡的室內的場景深度覆蓋為例，對網絡的深度覆蓋建設策略進行討論。
一、深度覆蓋建設方案類型
在4G網絡的建設深度覆蓋的方式的選擇需要考慮很多因素，包括服務性指標的要求、系統維護的便利性、系統的擴展性等一些因素，根據以上因素綜合考慮到用戶體驗、網絡信號的強度、施工的成本、網絡維護擴展的方式等來進行4G網絡多場景的覆蓋。
1、已有2/3G DAS室分系統場所。已有2/3G DAS室分系統場所主要包括賓館、寫字樓等區域這些區域可以直接將LTE信源合路饋入DAS系統，這種方式投資比較小，但是這種方式的小區容量比較低。如果要滿足LTE MIMO對雙通道的需求可以采用雙通道DAS的方式，但是成本較高。
2、有業務熱點需求的場所。有業務熱點需求的場所主要包括會展中心、階梯教室、體育館等公共場合，這類場合可以部署Small Cell小基站，實現業務熱點的需求，這種方式施工十分方便，且能夠實現大面積覆蓋目標區域。
3、需要容量連續覆蓋的場所。需要容量連續覆蓋的場所主要是高端寫字樓和政府大樓等一些對網絡需求較高的地區。這些地區主要采用基帶和射頻單元分離的微功率的方案來進行，這種方案是目前最新的4G網絡多場景深度覆蓋解決方案，具有極大的開發潛力。
二、Small Cell室內覆蓋方案
目前Small Cell室內覆蓋方案主要應用于高端寫字樓和大型商務中心等一些需要容量連續覆蓋的地區。Small Cell可以作為一個獨立的基站，本身的功率和體積都遠低于其他的基站，由于其本身的特點，可以將Small Cell基站放在室內的任何地方，Small Cell內部設有內置天線可以實現很大范圍內的信號覆蓋，如果信號覆蓋的區域較廣，可以增設外部天線，實現擴大信號覆蓋面積的作用。
從Small Cell引入的目的來看可以分為吸熱引入和補盲引入兩種引入方式。在室內存在著較強的宏微信號干擾的情況下需要通過吸熱引入實現Small Cell的室內覆蓋，對Small Cell室內覆蓋的關鍵技術要求比較高。主要采用宏微干擾協同技術和時鐘同步技術來實現吸熱引入，避免室內受到宏微信號的干擾影響到網絡的正常使用。補盲引入是在目標區域內的宏微信號較弱，對網絡使用影響較小的情況下使用的，對于技術的要求不高，無需要進行特殊的處理。
三、pRRU室內連續覆蓋創新方案
目前有很多地區由于事先沒有部署DAS系統，而且這些地區需要4G網絡的連續覆蓋，這些地區對4G網絡的深度覆蓋提出了極高的要求。針對這些地區主要采用pRRU方案覆蓋的方式進行。pRRU方案的核心是有載波聚合、小區干擾協同技術。LTE載波聚合同時完成多制式的室內覆蓋，通過BBU完成上百個pRRU的連接和分離，可以完成很大范圍內用戶的使用要求。在4G網絡的使用過程中如果pRRU的小區之間出現干擾的情況，可采用Comp cS協同調度技術，來對小區之間的網絡信號進行合理的調度，最大限度的避免信號之間的干擾，實現小區容量的最大化。由于這種方式可以靈活的運用合并和分裂的配置來滿足不同小區的需求，具有極大的發展前景，是未來4G網絡實現室內覆蓋采用的主要方案，具有極大的研究價值。
總結：隨著網絡4G時代的到來，人們越來越重視4G網絡的使用，如何實現4G網絡的多場景深度覆蓋實現網絡質量和用戶的優質體驗是各大運營商需要解決的主要問題。本文主要4G移動通信室內信號覆蓋的類型和幾種具有極大發展潛力的方案進行深入的研究，為運營商對4G網絡深度覆蓋方案的選擇提供借鑒，以促進我國4G網絡建設的順利開展。
參 考 文 獻
[1]杜金宇，張晟，石浩.典型場景的4G覆蓋解決方案[J].電信工程技術與標準化，2015，v.28；No.21609：16-19.
[2]周波，張敏，陳永強.4G深度覆蓋中街道站解決方案研究[J].湖南郵電職業技術學院學報，2015，v.1403：1-3.
關鍵詞：LTE；標準化；LTE-A LTE；R10關鍵技術
1 前言
移動通信從2G、3G到3.9G，是從移動語音業務到高速數據業務發展的過程。伴隨GSM等移動網絡在過去的二十年中的廣泛普及，語音通信業務獲得了巨大成功。基于CDMA的第三代移動通信網絡可以提供更多樣化的通信和娛樂業務，降低無線數據網絡的運營成本。但這也僅僅是往寬帶無線技術演進的一個開始。LTE技術的產生受到了業界的廣泛關注。這種以OFDM為核心技術的3G演進系統，支持1.25-20MHz可變帶寬，上、下行峰值速率分別達到50Mbps、100Mbps，頻譜效率達到3GPP R6的2-4倍；在系統架構上采用全IP的方式，通過QoS機制保證實時業務的服務質量；提高小區邊緣用戶的數據速率等。截止2013年1月，GSA統計已經有66個國家的145家運營商推出了商用LTE服務。
2 LTE標準化演進
LTE是Long term Evolution的簡稱，又稱E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2 UMB合稱為E3G（Evoled 3G）。LTE的最初提出是為了抗衡WiMAX技術。LTE/LTE-A標準發展如下所示：
2004年12月：3GPP通過LTE Study Item立項申請；
2006年6月：3GPP啟動LTE Work Item（Release 8）
2007年11月：3GPP正式通過TD-LTE幀結構方案；
2008年12月：第一個可商用的LTE R8版本系列規范；
2010年4月：LTE R9版本（ASN.1凍結）
2008年：ITU完成了IMT-Advanced標準征集通系列文件：通函，最小要求，提交模板，評估方法指南；
2008年3月：3GPP啟動LTE-Advanced研究（SI）；
2009年9月：LTE-A作為IMT-Advanced技術天提交到ITU；同時3GPP啟動LTE-A WI（R10版本）；
2009年9月：中國向ITU提交了TD-LTE-Advanced，被采納為IMT-Advanced候選技術之一；
2010年9月：ITU WP5D#9會議通過了6個候選技術提案都滿足ITU-R規定的IMT-Advanced最小要求；
2011年2月：3GPP完成了LTE-A R10基本版本并提交。
3 LTE R10版本關鍵技術分析
3.1 載波聚合
為了滿足單用戶峰值速率和系統容量提升的要求，一種最直接的辦法就是增加系統的傳輸帶寬。因此LTE-Advanced系統引入一項增加傳輸帶寬的技術，也就是CA（Carrier Aggregation，載波聚合）。CA技術可以將2～5個LTE成員載波（Component Carrier，CC）聚合在一起（R10只支持2載波），實現最大100MHz的傳輸帶寬，有效提高了上下行傳輸速率。終端根據自己的能力大小決定最多可以同時利用幾個載波進行上下行傳輸。
CA功能可以支持連續或非連續載波聚合，每個載波最大可以使用的資源是110個RB。每個用戶在每個載波上使用獨立的HARQ實體，每個傳輸塊只能映射到特定的一個時隙上。每個載波上面的PDCCH信道相互獨立，可以重用R8版本的設計，使用每個載波的PDCCH為每個載波的PDSCH和PUSCH信道分配資源。也可以使用CIF域利用一個載波上的PDCCH信道調度多個載波的上下行資源分配。
3.2 增強的干擾協調
隨著LTE網絡的部署和發展，未來網絡構成是由多制式、多種功率等級的基站構成的異構網絡（Heterageneous Network，HetNet）。在異構網絡中，各種功率的基站間必然會存在干擾問題，傳統的ICIC技術是解決LTE系統中干擾的一種方法，通過如軟頻率復用、控制下行發射功率等方式可以緩解同頻宏網絡部署時小區間的干擾問題，但是它不能解決異構網絡下的干擾問題。因此在LTE-A中，提出增強的干擾協調技術（Enhanced ICIC，eICIC），目的是解決異構網絡場景下的各種復雜干擾問題。
下圖是異構場景下的干擾場景分析。對于圖中a場景中，宏網絡用戶處于CSG小區的覆蓋范圍內，因為沒有權限接入到CSG小區中而受到HeNB小區較強的下行干擾。b場景中，因為使用偏置使距離宏網絡更近的小區用戶駐留在Pico小區中，這些用戶會受到宏網絡較強的下行干擾。
目前增強的干擾協調技術主要有基于非CA和基于CA的兩種解決思路。對于基于非CA的eICIC技術，主要是使用TDM的方式來解決共信道干擾問題，包括使用幾乎全空的子幀（Almost Blank Subframe，ABS），時間偏移，符號偏移等多種方法。對于基于CA的eICIC技術，可以利用CIF域進行載波間的交叉調度方式將不同的控制信息調度在不同的載波上以減小控制信道的干擾問題。對于數據信道，可以使用下行干擾協調機制。
3.3 無線中繼技術
為了獲得3GPP LTE-A制定的高速無線寬帶接入設計目標，LTE-A技術引入了無線中繼（Relay）技術。Relay技術中，終端用戶可以通過中間接入點中繼接入網絡來獲得寬帶服務。這種技術可以減小無線鏈路的空間損耗，增大信噪比，進而提高邊緣用戶信道容量。3GPP從R9版本開始對Relay技術進行研究，在R10版本對其進行標準化、經過長期的討論，3GPP根據中繼的策略對Relay進行了如下分類：
（1）Type 1 Relay：Type 1 Relay可以獨立控制某個小范圍區域內的終端，具有獨立的小區標識和無線資源管理機制。從終端側來看，Type 1 Relay就是一個常規的eNodeB。
（2）Type 1a Relay：Type 1a Relay具備Type 1 Relay的大部分特征，但其Relay與終端之間的接入鏈路和eNodeB與Relay之間的回程鏈路使用的頻譜是不同的。
（3）Type 1b Relay：Type 1b Relay也具備Type 1 Relay的大部分特征，但其Relay與終端之間的接入鏈路和eNodeB與Relay之間的回程鏈路使用的是相同頻譜。該類Relay通過接入鏈路和回程鏈路的物理隔離，來實現Relay同時工作在兩條鏈路上而不發生相互干擾。
（4）Type 2 Relay：Type 2 Relay具有獨立的物理層、MAC層、RLC層等功能，具有獨立或部分RRC功能。由于Type 2 Relay沒有自己獨立的小區，也不具備獨立的PCI，其獨立控制功能受控于eNodeB，即Type 2 Relay僅發送PDSCH，但不發送CRS和PDCCH。
3.4 多點協作傳輸與接收
LTE-A系統中引入了多點協作傳輸與接入技術（CoOrdinated Multi-Point transmission and reception，CoMP），主要目的是消除小區邊緣處的小區干擾，提高邊緣用戶的傳輸速率。LTE系統中同頻組網是主要的組網方式，小區間干擾成為影響小區邊緣用戶性能的主要因素。CoMP技術可以將干擾信號轉化為有用的傳輸信號來提高邊緣位置處的用戶使用體驗。CoMP技術可以分為下行和上行。
3.4.1 下行CoMP
下行CoMP的實現方式分為聯合處理（Joint Processing，JP）和協作調度/波束賦形（Coordinated Scheduling/Beamforming，CS/CB）兩大類。
（1）聯合處理：多個傳輸節點同時保存準備向用戶傳輸的數據。
聯合傳輸（Joint Transmission，JT）：同時從多個傳輸節點向用戶傳輸相同的數據以達到提高信噪比的目的。
動態傳輸點選擇傳輸（Dynamic Point Selection，DPS）：某一時刻只從一個特定傳輸節點向用戶傳輸數據。
（2）協作調度/波束賦形：只有主服務傳輸節點保存準備向用戶傳輸數據。
通過在傳輸節點間傳遞信息，多個傳輸節點聯合決定CS/CB的調度方式。
根據協作小區是否隸屬于同一個基站，CoMP又可分為基站內CoMP（Inter-site CoMP）和基站間CoMP（Intra-site CoMP）。對于基站內CoMP，協作是發生在同一個基站下的各小區之間，因此小區間可以交互大量的數據，而且小區之間信息的共享可認為是沒有時延的。在分布式天線系統中，同一個BBU（Base Band Unit）下各個RRH（Remote Radio Head）之間的協作也可看做基站內CoMP。而對于基站間CoMP，小區間需要通過X2接口來交互大量的控制信息或用戶數據，這對于X2接口的容量和時延提出了很高的要求。
為了支持下行CoMP的正常工作，需要終端進行特定的反饋。反饋信息需要包含多個傳輸點的信道狀態信息，干擾信息以及測量信息。根據實現方式不同，可以通過顯式、隱式的方式來反饋信道狀態，TDD系統也可以通過終端發送SRS信號，基站利用信道互易性和CSI信息進行下行信道質量的估計。
3.4.2 上行CoMP
上行CoMP的實現方式和下行基本相似，分為聯合接收（Joint Reception，JS）和協作調度（Coordinated Scheduling，CS）兩類。
（1）聯合接收：通過多天線接收某一終端的信號，這些天線可以位于不同的位置或不同的基站。
（2）協作調度：多個接收點進行信息交換，決定由哪個接收點為終端服務。
上行CoMP同樣存在基站內和基站間CoMP的情況。對于非同一站址的情況，根據實現不同，對S1或X2接口的時延和容量都會有非常高的要求。
3.5 增強MIMO
要達到LTE-A提出的目標數據傳輸速率，需要通過增加天線數量以提高峰值頻譜效率，即多天線技術，包括波束賦形和空間復用等。多天線技術是一種有效的提高系統容量和頻譜利用率的方法。目前這方面最直接的方法是在基站站點上增加天線，即采用高階的MIMO技術。
在LTE階段可以做到在基站側設置4個天線，終端側設置4個接收天線和1個發射天線，這樣只能做到下行4x4、上行1x4。
為了進一步提高峰值頻譜效率，LTE-A中的空間維度進一步擴展，并且對下行多用戶MIMO進一步增強。具體來講，基站側將增加到8天線，終端側增加到8個接收天線和4個發射天線，這樣就可以做到下行8x8、上行4x8，從而進一步提高了下行傳輸的吞吐量和頻譜效率。此外，LTE-A下行支持單用戶MIMO和多用戶MIMO的動態切換，通過增強型信道反饋和新的碼本設計進一步增強了下行多用戶MIMO的性能。
4 小結
作為LTE的平滑演進，LTE-A能夠保持與LTE良好的兼容性；提供更高的峰值速率和吞吐量，下行的峰值速率為1Gbit/s，上行峰值速率為500Mbit/s；更高的頻譜效率，下行提高到30bit/s/Hz，上行提高到15bit/s/Hz；支持多種應用場景，提供從宏蜂窩到室內場景的無縫覆蓋。R10版本引入幾項技術，載波聚合通過已有帶寬的匯聚擴展了傳輸帶寬；MIMO增強通過空域上的進一步擴展提高小區吞吐量；CoMP通過小區間協作，提高小區邊緣吞吐量；Relay通過無線的接力，提高覆蓋。通過上述關鍵技術的引入，LTE-A能夠充分滿足或者超越IMT-A的需求，成為未來通信的領跑者。
[參考文獻]
[1]沈嘉，索士強，等.3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統設計[M].北京：人民郵電出版社.2008.
[2]嚴文發.LTE/LTE―Advanced R10標準化進展.信息通信，2011年第2期.
[3]房秉毅，張云勇.LTE/LTE-A技術及標準進展.電信網技術，2010年第5期.
