TD-LTE-Advanced各項指標均達4G要求

TD-LTE-Advanced即指LTE-AdvancedTDD系統(tǒng)，是TD-LTE(即LTETDD)在IMT-Advanced(4G)階段的升級演進。

2005年，3GPP開始進行LTE的標準化工作，與傳統(tǒng)3G以CDMA技術(shù)為基礎(chǔ)不同，根據(jù)無線通信向?qū)拵Щ�方向發(fā)展的技術(shù)趨勢，LTE采用OFDM技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合多天線和快速分組調(diào)度等新的設(shè)計理念，形成了面向下一代移動通信系統(tǒng)的空中接口架構(gòu)。2008年，LTE第一個版本(Release8)的系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范形成，系統(tǒng)包含F(xiàn)DD和TDD(即TD-LTE)兩種模式，支持最大20MHz的系統(tǒng)帶寬，下行峰值速率超過300Mbps，上行峰值速率也超過了80Mbps，這些指標都遠遠高于目前3G移動通信系統(tǒng)的能力，因此又被稱為“3G演進型系統(tǒng)”。

TD- LTE- Advanced 自評估結(jié)果與ITU 4G 技術(shù)要求的比較情況

與此同時，國際電信聯(lián)盟(ITU)一直在關(guān)于下一代移動通信系統(tǒng)的市場需求和頻率規(guī)劃等方面開展研究工作，為制定4G技術(shù)的國際標準建議做準備。2008年3月，ITU正式開始4G候選技術(shù)的征集和標準化進程。

響應(yīng)ITU關(guān)于4G候選技術(shù)的征集，在LTERelease8的基礎(chǔ)上，3GPP中開始研究后續(xù)演進。在R8版本基礎(chǔ)上，以4G移動通信系統(tǒng)的能力要求為指導(dǎo)，開始了LTERelease10版本的研究，并將Release10以及后續(xù)版本稱為LTE-Ad-vanced。相應(yīng)，我們將TD-LTERelease10和后續(xù)版本稱為TD-LTE-Advanc-ed。以下一代移動通信系統(tǒng)為設(shè)計目標，TD-LTE-Advanced支持100MHz的系統(tǒng)帶寬，峰值速率超過1Gbps。

作為我國推廣的3GTD-SCDMA的演進與發(fā)展，TD-LTE/TD-LTE-Ad-vanced成為我國對3G后移動通信技術(shù)發(fā)展中重點關(guān)注的內(nèi)容，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：“3GPP的國際標準化過程中，在收到的約700篇TD-LTE物理層設(shè)計文稿中，來自中國成員的文稿達300篇左右，超過了總數(shù)的40%。”出于對TD-SCDMA后續(xù)演進技術(shù)的關(guān)注，中國成員主導(dǎo)了TD-LTE技術(shù)的國際標準化過程。2009年10月，中國政府正式向ITU提交了TD-LTE-Advanced作為4G國際標準候選技術(shù)。

TD-LTE-Advanced技術(shù)特點

1.多址方式

TD-LTE采用OFDM技術(shù)為基礎(chǔ)，下行采用OFDMA，而上行根據(jù)鏈路特點采用單載波DFT-SOFDM作為多址方式。根據(jù)OFDM技術(shù)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，可以支持1.4、3、5、10、15和20MHz各種不同的系統(tǒng)帶寬。在LTE-Advanced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。

2.幀結(jié)構(gòu)

TD-LTE采用如圖2所示的無線幀結(jié)構(gòu)，無線幀長度是10ms，分為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3個特殊時隙：DwPTS、GP和UpPTS，含義和功能與TD-SCDMA系統(tǒng)相類似。

發(fā)揮TDD系統(tǒng)可靈活分配時間的特點，TD-LTE支持7種不同的上下行時間比例分配，分配的比例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(luò)可根據(jù)業(yè)務(wù)量的特性靈活地選擇系統(tǒng)配置。

3.MIMO方案

MIMO是TD-LTE系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)天線部署形態(tài)和實際應(yīng)用情況可采用發(fā)射分集、空間復(fù)用和波束賦形三種實現(xiàn)方案。例如，對于大間距非相關(guān)天線陣列可采用空間復(fù)用方案同時傳輸多個數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)速率；對于小間距相關(guān)天線陣列，可采用波束賦形技術(shù)，將天線波束指向用戶，減少用戶間干擾。

TD-LTERelease8版本支持下行最多4天線的發(fā)送，最大可以空間復(fù)用4個數(shù)據(jù)流的并行傳輸，在20MHz帶寬情況下，可實現(xiàn)超過300Mbps的峰值速率。在TD-LTERelease10和TD-LTE-Advanced中，下行支持的天線數(shù)目擴展到8，相應(yīng)最大可以空間復(fù)用8個數(shù)據(jù)流的并行傳輸，峰值速率提高一倍，峰值頻譜效率達到30bps/Hz。同時，TD-LTE-Advanced在上行也引入了MIMO功能，支持最多4天線的發(fā)送，最大可以空間復(fù)用4個數(shù)據(jù)流，達到16bps/Hz的上行峰值頻譜效率。

性能評估達到或超過4G要求

TD-LTE-Advanced在作為4G候選提案的準備過程中，已按照ITU規(guī)定的4G評估場景對系統(tǒng)性能進行了全面的評估，包括頻譜效率，VoIP容量、業(yè)務(wù)/切換時延等各項關(guān)鍵指標，均達到或超過ITU4G技術(shù)要求。圖3是TD-LTE-Advanced自評估結(jié)果與ITU4G技術(shù)要求的比較情況，在包括“室內(nèi)”、“微蜂窩”、“宏蜂窩”和“高速”4個所評估的場景中，“平均頻譜效率”和“VoIP容量”兩項網(wǎng)絡(luò)運營的關(guān)鍵指標都大大超過了ITU的技術(shù)要求。

對于近期剛剛完成的技術(shù)提交，ITU會議已經(jīng)對所提交信息的完整性進行了確認，下一步將按照ITU的流程評估技術(shù)提案是否滿足4G技術(shù)性能要求，并由此決定是否接受為4G國際標準。按照目前的自評估結(jié)果，預(yù)計TD-LTE-Advanced將順利通過針對技術(shù)性能的檢查，成為ITU4G國際標準技術(shù)建議。

LTE-Advanced是目前世界上最受關(guān)注的4G技術(shù)，TD-LTE-Ad-vanced作為其中的TDD部分，系統(tǒng)設(shè)計和標準化過程包含了國內(nèi)相關(guān)單位的不懈努力，順利實現(xiàn)了TD-SCDMA相關(guān)技術(shù)的演進發(fā)展。

TD-LTE采用以O(shè)FDM和MIMO作為基本技術(shù)，大量采用了目前移動通信領(lǐng)域最先進的技術(shù)和設(shè)計理念：“全分組域的自適應(yīng)調(diào)度”、“簡化的扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”、“簡化的系統(tǒng)狀態(tài)”和“靈活可變的系統(tǒng)帶寬”等，實現(xiàn)了高效的無線資源利用，其性能大大高于目前傳統(tǒng)的3G移動通信系統(tǒng)。更為重要的是，簡化的系統(tǒng)設(shè)計使得“低成本、高性能”的設(shè)計目標在TD-LTE階段成為可能。

TD-LTE的Release8版本已經(jīng)完成了系統(tǒng)設(shè)計的標準化工作，目前正在進行樣機設(shè)備的測試階段，積極準備后續(xù)商用網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和產(chǎn)業(yè)推廣。TD-LTERelease10版本(即：LTE-Advanced)在Release8版本上進行了進一步的增強，各項系統(tǒng)指標都達到了ITU對4G移動通信系統(tǒng)4G的技術(shù)要求，并且“平均吞吐量”和“VoIP容量”等關(guān)鍵指標的評估結(jié)果大大超過了ITU的要求。