TD-LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)探討

藍(lán)衛(wèi)星

廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310

移動(dòng)通信

TD-LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)探討

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TD-LTE技術(shù)是新一代的移動(dòng)通信技術(shù)。作為一種先進(jìn)的技術(shù)，其發(fā)展應(yīng)用對(duì)無(wú)線(xiàn)通信行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的作用和意義。基于此，簡(jiǎn)單介紹了TD-LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并通過(guò)與TD-SCDMA的比較，對(duì)TD-LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，以相關(guān)的研究提供參考，從而促進(jìn)這一技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

TD-LTE的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)；覆蓋關(guān)鍵技術(shù)；OFDM的技術(shù)

TD-LTE就是分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)，這個(gè)就是阿爾卡特一朗訊和中國(guó)移動(dòng)以及華為技術(shù)的業(yè)者來(lái)共同研發(fā)的第四代移動(dòng)通信的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，LTE技術(shù)是時(shí)分雙工的技術(shù)TDD版本。

1 TD-LTE的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

比起2G和3G技術(shù)，TD-LTE下行采取了由OFDM的技術(shù)所演進(jìn)出來(lái)的 OFDMA的技術(shù)，下行最高的速率可以達(dá)到 100 Mb/s，完全足夠滿(mǎn)足一些高速數(shù)據(jù)傳輸要求；上行則采用 SC-FDMA的技術(shù)，上行最大的速率能達(dá)到 500 Mb/s，這在不僅保證了系統(tǒng)性能，還非常有效地降低了PAPR（峰均比），延長(zhǎng)了使用壽命。尤其是上行和下行速率也是其他的無(wú)線(xiàn)蜂窩技術(shù)與之無(wú)法相比的[1]。

而且TD-LTE還能夠靈活地支持很多種波動(dòng)頻率寬帶；這非常充分地利用了 TDD信道的對(duì)成性的關(guān)鍵技術(shù)，并且簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)性能；采取了智能的天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)TD-LTE，降低了干擾，提升了邊緣用戶(hù)使用的質(zhì)量；而且智能天線(xiàn)和MIMO的技術(shù)融合，能有效提升系統(tǒng)在各個(gè)不同場(chǎng)景應(yīng)用的性能。TD-LTE是下一代的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)主流的技術(shù)。

2 TD-LTE的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)

在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，TD-LTE和TD-SCDMA的技術(shù)均采用的是 TDD的模式，這在一定程度上有著相當(dāng)高的相似度，當(dāng)然兩種技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上存在著差異。這里就以TD-SCDMA的技術(shù)作為參考，與TD-LTE的技術(shù)進(jìn)行比較，并對(duì)TD-LTE系統(tǒng)覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行實(shí)際分析。

2.1 TD-LTE的系統(tǒng)與TD-SCDMA的系統(tǒng)

TD-LTE的系統(tǒng)和TD-SCDMA的系統(tǒng)，主要在于幀結(jié)構(gòu)和天線(xiàn)技術(shù)以及各信道對(duì)SNR需求上有差別。

2.1.1 幀結(jié)構(gòu)

在幀結(jié)構(gòu)上面，TD-SCDMA的系統(tǒng)采用的智能天線(xiàn)和聯(lián)合檢測(cè)以及接力切換技術(shù)，其中無(wú)線(xiàn)幀分為2個(gè)5ms的子幀，最大覆蓋的半徑，一般都被理解為11.25km。

TD-LTE的系統(tǒng)采取的還是OFDM的技術(shù)與MIMO的技術(shù)，其中幀結(jié)構(gòu)和TD-SCDMA的系統(tǒng)比較相似，都分別是兩個(gè)5ms半幀，但是系統(tǒng)最大覆蓋的面積在理論上是由GP的長(zhǎng)短來(lái)決定的，由于時(shí)隙配置的方法更加靈活，從理論上來(lái)分析，其系統(tǒng)覆蓋的半徑要遠(yuǎn)比TD-SCDMA系統(tǒng)大[2]。

圖2示，2014年黑龍江省腫瘤登記地區(qū)惡性腫瘤死亡率在≤30歲緩慢上升，>30歲快速上升，男性死亡率高于女性，并且男性和女性死亡高峰都在85歲；城市地區(qū)，≤10歲女性死亡率高于男性，>10歲男性死亡率高于女性；農(nóng)村地區(qū)，≤35歲男女死亡病率交替升高，>35歲男性死亡率高于女性。

2.1.2 天線(xiàn)的技術(shù)

由于TD-SCDMA系統(tǒng)采用了波束賦行與接力切換技術(shù)，當(dāng)我們對(duì)鏈路來(lái)進(jìn)行預(yù)算的時(shí)候，不僅要考慮波束賦行給接收端的天線(xiàn)增益，還需考慮到切換的時(shí)候接力切換所帶來(lái)的增益。

TD-LTE的系統(tǒng)所采用的是MIMO技術(shù)，可以讓信道容量隨著天線(xiàn)的數(shù)量增大而線(xiàn)性的增長(zhǎng)，并且能成倍提升無(wú)線(xiàn)信道容量，而且在寬帶與天線(xiàn)發(fā)送的功率等同的情況之下，還可以成倍提升頻譜的利用率，而且在發(fā)送端以及接收端都要分別考慮發(fā)射天線(xiàn)的數(shù)量和發(fā)射分集，以及波束賦行的采用與接收天線(xiàn)的數(shù)量。

2.1.3 各信道SNR的需求

TD-SCDMA的系統(tǒng)采用了CDMA（碼分多址）的技術(shù)，其中系統(tǒng)的接收靈敏度等同于背景的噪聲，干擾的余量與C/I（載干比）三者之和。

TD-LTE的系統(tǒng)還提出了一個(gè) RB（Rradio Block）資源塊的概念，其中系統(tǒng)信道的業(yè)務(wù)信道與控制信道SNR的值是不同的。在系統(tǒng)中，每一個(gè)用戶(hù)所占用 RB的資源數(shù)也是隨機(jī)變化的，RB數(shù)目的不同也會(huì)對(duì)應(yīng)不同的SNR值。

通過(guò)對(duì)TD-LTE系統(tǒng)和TD-SCDMA系統(tǒng)的比較分析，我們可以知道，TD-LTE覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.2.1 覆蓋的目標(biāo)業(yè)務(wù)

TD-LTE的覆蓋目標(biāo)業(yè)務(wù)就是一定速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在整個(gè)系統(tǒng)之中，只有PS域服務(wù)，沒(méi)有電路域業(yè)務(wù)，由于不同的PS數(shù)據(jù)速率的能力，在覆蓋在規(guī)劃時(shí)，就要以邊緣用戶(hù)的數(shù)據(jù)速率為主要參數(shù)，目標(biāo)數(shù)據(jù)速率不一樣，解調(diào)門(mén)限也不一樣，TD-LTE系統(tǒng)的覆蓋半徑也不同。

2.2.2 用戶(hù)分配RB的資源數(shù)

在TD-LTE系統(tǒng)中，RB資源用戶(hù)分配的數(shù)量會(huì)影響用戶(hù)的數(shù)據(jù)速率和覆蓋范圍。在20 MHz寬帶，RB調(diào)度可用TD-LTE的資源數(shù)100，每個(gè)RB包有12個(gè)15kHz的子載波，在使用的時(shí)候，更多的用戶(hù)資源分配RB數(shù)目，用戶(hù)的數(shù)據(jù)速率也就越來(lái)越高，對(duì)帶寬的總帶寬占用也就越高，系統(tǒng)接收機(jī)噪聲也會(huì)增大。

在下行方向，因?yàn)槠骄南滦邪l(fā)射功率，以及基站接收機(jī)的影響，R分配的RB資源個(gè)數(shù)對(duì)覆蓋的影響較小一些，當(dāng)用戶(hù)占用的RB資源數(shù)目變化時(shí)，系統(tǒng)的覆蓋距離變化較小。

2.2.3 多樣調(diào)制編碼的方式

由于在系統(tǒng)中增加了54 QAM高階調(diào)制的方式，這使得系統(tǒng)的編碼率更加豐富。當(dāng)用戶(hù)分配RB資源個(gè)數(shù)固定的時(shí)候，如果系統(tǒng)調(diào)制等級(jí)越低，那么編碼速率也就越低；如果解調(diào)門(mén)限越低，那么系統(tǒng)的覆蓋也就會(huì)越大，因此，在TD-LTE的系統(tǒng)中編制的解碼方式會(huì)對(duì)系統(tǒng)覆蓋產(chǎn)生更加復(fù)雜的影響[3]。

2.2.4 天線(xiàn)的類(lèi)型

由于在使用了MIMO技術(shù)以及波束賦行技術(shù)，所以在對(duì)鏈路開(kāi)展預(yù)算的時(shí)候，不僅要考慮到前者帶來(lái)發(fā)射分集的下行覆蓋的增益，而且還要考慮后者在上和下行方向上的接受分集的增益和賦行的增益與分集的增益，這也使天線(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的覆蓋產(chǎn)生更為復(fù)雜的影響。

2.2.5 呼吸的效應(yīng)

因?yàn)橄到y(tǒng)所采用的是 ofdma技術(shù)，所以不需要考慮同一個(gè)地區(qū)的不同用戶(hù)之間產(chǎn)生的干擾。但是小區(qū)間同頻的干擾依舊是存在的，這使系統(tǒng)仍舊存在著必然的呼吸效應(yīng)。

2.2.6 系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從幀結(jié)構(gòu)上看的話(huà)，TD-LTE比TD-SCDMA系統(tǒng)覆蓋的半徑還要大。

3 結(jié)束語(yǔ)

TD-LTE系統(tǒng)作為下一代移動(dòng)通信的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，TD-LTE的系統(tǒng)應(yīng)用更能夠?yàn)橐苿?dòng)通信用戶(hù)帶來(lái)了“永遠(yuǎn)在線(xiàn)的體驗(yàn)”。對(duì)TD-LTE系統(tǒng)的覆蓋性能進(jìn)行分析，就是分析網(wǎng)絡(luò)性能的其中一個(gè)部分。在整個(gè)分析研究過(guò)程中，一定要考慮實(shí)際的應(yīng)用中各種路徑的損耗、鏈路的平衡等對(duì)覆蓋的影響因素，這樣分析結(jié)果才能更加準(zhǔn)確，才能提升覆蓋規(guī)劃質(zhì)量，從而提升整個(gè)系統(tǒng)性能，并更好地來(lái)推動(dòng)這一技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。

[1]王烽.TD-LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋特性研究[J]. 中國(guó)信息化，2013（8）：12.

[2]蔡銘凱.淺談TD-LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋特性[J].中國(guó)新通信，2013（17）：36.

[3]王鵬.TD-LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)研究[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（28）：51.

Discussion on Key Technology of TD - LTE Wireless Network Coverage Planning

Lan Weixing
Guangzhou GCI Science & Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510310

TD-LTE technology is a new generation of mobile communication technology, as an advanced technology, in which the development and application of wireless communication industry has a very important role and significance.This paper briefly introduces the TD-LTE wireless network technology, and through the comparison with TD-SCDMA, TD-LTE wireless network coverage of key technologies were analyzed to provide a reference to the relevant research to promote the development and application of this technology.

TD-LTE wireless network; coverage of key technologies; OFDM technology

TN929.5

A

1009-6434（2017）3-0001-02