TD-LTE重要技術(shù)：時分雙工、多址與多天線

在無線移動通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展演進(jìn)上，TD-SCDMA的一些特點(diǎn)越來越受到重視，LTE等后續(xù)各項標(biāo)準(zhǔn)也采納了這些技術(shù)，并且吸收了一些TD-SCDMA的設(shè)計思想。TDD的雙工技術(shù)、基于OFDM的多址接入技術(shù)、基于MIMO/SA的多天線技術(shù)是TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)的三個關(guān)鍵技術(shù)。

TD-SCDMA(中國自主第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn))的發(fā)展演進(jìn)有兩個大的階段:第一個階段是從3GPP(第三代伙伴計劃)的R4標(biāo)準(zhǔn)到R5/R6/R7標(biāo)準(zhǔn)，第二個階段是后續(xù)的TD-LTE(TD-SCDMA后續(xù)演進(jìn)技術(shù))演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。

通過TD-SCDMA產(chǎn)品的研究、開發(fā)，我們看到TD-SCDMA作為一個基于TDD(時分雙工)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，它的技術(shù)特點(diǎn)為系統(tǒng)性能提高帶來很多好處。同時也看到，在無線移動通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展演進(jìn)上，TD-SCDMA的一些特點(diǎn)越來越受到重視，后續(xù)各項標(biāo)準(zhǔn)也采納了這些技術(shù)，并且吸收了一些TD-SCDMA的設(shè)計思想。

TD-SCDMA具有許多優(yōu)勢

TD-SCDMA的技術(shù)特點(diǎn)：第一是基于時分雙工技術(shù)。第二是TD-SCDMA靈活的多址方式，為資源的管理和調(diào)度帶來了方便，為提高網(wǎng)絡(luò)性能提供了空間。第三是智能天線技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)覆蓋、干擾抑制、數(shù)據(jù)速率等方面帶來好處。第四是短碼CDMA(碼分多址)與低碼片速率，以及完備的時隙結(jié)構(gòu)。第五是優(yōu)化的空口過程，在TD-LTE中物理層其實(shí)借鑒了TD-SCDMA的運(yùn)用。第六是系統(tǒng)同步機(jī)制，TD-SCDMA技術(shù)是需要系統(tǒng)同步的，對于LTE-FDD性能的評估，也是建立在同步的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析。

移動通信系統(tǒng)有三大基本特性：一是信道的動態(tài)特性；二是移動用戶的動態(tài)特性；三是移動通信業(yè)務(wù)的動態(tài)特性。移動通信三大動態(tài)特性，實(shí)際上也決定了我們對移動通信系統(tǒng)研究、標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)發(fā)展的過程。

大唐移動基于TD-SCDMA考慮發(fā)展和演進(jìn)問題，把TD-LTE、IMT-Advanced(高級國際移動通信)TDD定位于TD-SCDMA的演進(jìn)版本，延續(xù)和發(fā)展我國在3G領(lǐng)域的成果。

TD-LTE三大關(guān)鍵技術(shù)

在TD-LTE中有幾個關(guān)鍵的技術(shù)：第一個就是基于TDD的雙工技術(shù)。在TDD方式里面，TDD時間切換的雙工方式是在一個幀結(jié)構(gòu)中定義了它的雙工過程。通過國內(nèi)各家企業(yè)的共同合作與努力，在2007年10月份，形成一個單獨(dú)完整的雙工幀結(jié)構(gòu)的LTE-TDD規(guī)范。

在討論TDD系統(tǒng)的同時要考慮FDD(頻分雙工)系統(tǒng)，在TDD/FDD雙模中，LTE規(guī)范提供了技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的共同性。我們還要注意到TDD和FDD的基本差異。首先是對頻譜的需求不同，收發(fā)射頻工作方式不同。TDD設(shè)備需要進(jìn)行頻繁的收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)，F(xiàn)DD則需隔離發(fā)送和接收通道的雙工濾波器；TDD模式分配是時間間隔，F(xiàn)DD模式分配是頻帶。其次，TDD與FDD的上下行信道對稱性不同，將來的P2P(對等網(wǎng)絡(luò)技術(shù))應(yīng)用中會明顯地感覺到這一差別。最后，兩種系統(tǒng)的同步要求不一樣。通過TDD和FDD系統(tǒng)的差異比較，使我們將來在系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計時要進(jìn)行整體考慮。

第二個關(guān)鍵技術(shù)是OFDM(正交頻分復(fù)用技術(shù))。其中有兩個關(guān)鍵點(diǎn)，一是OFDM技術(shù)和MIMO(多輸入多輸出)技術(shù)如何結(jié)合，使移動通信系統(tǒng)性能進(jìn)一步提升；二是OFDM技術(shù)在蜂窩移動通信組網(wǎng)的條件下，如何克服同頻組網(wǎng)帶來的問題。

OFDM有自身的優(yōu)勢，例如抗多徑傳播和頻率選擇性衰落能力強(qiáng)，動態(tài)信道分配技術(shù)使系統(tǒng)達(dá)到最大傳輸速率，對脈沖干擾的抵抗能力比單載波系統(tǒng)強(qiáng)，頻譜效率高于串行系統(tǒng)。

OFDM中小區(qū)內(nèi)的干擾問題，以現(xiàn)有無線接入、有線接入的成熟技術(shù)，小區(qū)內(nèi)的干擾可以比較輕松地消除或者避免。

第三個是基于MIMO/SA的多天線技術(shù)。智能天線技術(shù)是通過賦形，提供覆蓋和干擾協(xié)調(diào)能力的技術(shù)。MIMO技術(shù)通過多天線提供不同的傳輸能力，提供空間復(fù)用的增益，這兩種技術(shù)在LTE以及LTE的后續(xù)演進(jìn)系統(tǒng)中是非常重要的技術(shù)。我們同時也很關(guān)注MIMO技術(shù)和智能天線技術(shù)在后續(xù)演進(jìn)上的結(jié)合。

采用多天線技術(shù)，一方面是性能的需要，另一方面是后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的需要。多天線技術(shù)提出了一些指標(biāo)，在多天線運(yùn)用上可以提供空間復(fù)用和傳輸分級。

在LTE中多天線的配置，下行可以支持單天線、兩天線、四天線的發(fā)送，同時支持智能天線的應(yīng)用，可以超過四個天線，例如八天線的應(yīng)用。上行是單天線發(fā)送，后續(xù)不排除多天線應(yīng)用。在LTE里面多天線應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化過程中，經(jīng)過多方努力，在去年4月份，3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織最后接受智能天線的應(yīng)用作為TDD模式的特征之一。

目前3GPP已經(jīng)啟動LTE-Advanced項目，需要支持更高的峰值速率，更高的頻譜效率，還有更高的用戶吞吐量和用戶數(shù)目，還需要進(jìn)一步提高小區(qū)邊緣用戶的體驗(yàn)。