td-lte_的宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　編 號(hào)： </p><p>　　審定成績(jī)： </p><p>　　填表時(shí)間：2014 年 6月</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的普及，使移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈

2、現(xiàn)爆炸性的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，而移動(dòng)通信頻譜資源的短缺性矛盾，也推動(dòng)著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新。隨著TD-LTE規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)的建設(shè)，未來(lái)幾年，我國(guó)移動(dòng)通信將進(jìn)入LTE時(shí)代。在此背景下，需要加強(qiáng)針對(duì)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)方面的研究，為即將到來(lái)的TD-LTE大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)做好技術(shù)準(zhǔn)備。本文對(duì)TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃進(jìn)行研究，并提出可行性方案。</p><p>　　本文首先系統(tǒng)闡述了TD-LTE的基本原理，介紹了OFDM、

3、MIMO、鏈路自適應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù)，及與2G/3G系統(tǒng)相比獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特點(diǎn)，為T(mén)D-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的具體研究提供了基礎(chǔ)。</p><p>　　接下來(lái)，論文根據(jù)TD-LTE系統(tǒng)特性，提出了一個(gè)詳細(xì)的TD-LTE宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程，并給出了相應(yīng)的需求分析方法，對(duì)覆蓋、容量、干擾等方面的特點(diǎn)、主要影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析和提出合理化建議。</p><p>　　在以上工作的基礎(chǔ)上，論文利用Atol

4、l軟件作為仿真平臺(tái)，對(duì)廣東省觀瀾鎮(zhèn)建設(shè)TD-LTE宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，通過(guò)仿真分析，并經(jīng)過(guò)調(diào)整優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)規(guī)劃總目標(biāo)，證明該方案是可行的。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 覆蓋優(yōu)化</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Popularized Mobile Internet a

5、nd intelligent terminals, MDS presents a huge growth trend. The contradiction of communication frequency resource shortage is promoting continuousmobile communication technology innovation. Along with the construction of

6、 the TD-LTE scale technology test network, the Chinese mobile telecommunication will be the era of LTE in the coming few years. With the background, we need to strengthen the research of TD-LTE network planning and desig

7、n, for base of the coming TD-LT</p><p>　　Firstly, the paper states basic principle of the TD-LTE, introduces the key technologys, such as OFDM, MIMO, link adaptive , and so on. Also, introduces unique charac

8、teristic of the network planning system comparing to 2G/3G system, provides a basis for the specific study of TD-LTE wireless network planning.</p><p>　　In addition, based on the characteristics of TD-LTE sy

9、stem, the paper puts forward a detailed TD-LTE macrocell network planning process, and provides the corresponding needs analysis method, and a detailed analysis of the coverage, capacity, interference characteristics of

10、the main factors and make reasonable suggestions.</p><p>　　On the basis of above work, the paper uses Atoll software as the simulation platform, planed TD-LTE network wireless for Guanlan Town of Guangdong P

11、rovince . Through the simulation analysis, optimization, achieve the general planning target finally, it is proved that the scheme is feasible.</p><p>　　【Key words】TD-LTE Network Planning Coverage optimiza

12、tion</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　第一章 LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)概述2</p><p>　　第一節(jié) 移動(dòng)通信的發(fā)展歷史及趨勢(shì)2</p><p>　　第二節(jié) LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介

13、2</p><p>　　一、LTE技術(shù)目標(biāo)2</p><p>　　二、LTE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展5</p><p>　　三、LTE國(guó)內(nèi)外商用情況6</p><p>　　第三節(jié) 本章小結(jié)7</p><p>　　第二章 TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)8</p><p>　　第一節(jié) TD-LTE基

14、本原理8</p><p>　　一、LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)8</p><p>　　二、TD-LTE幀結(jié)構(gòu)9</p><p>　　第二節(jié) TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)11</p><p><b>　　一、OFDM11</b></p><p><b>　　二、MIMO12</b>&l

15、t;/p><p>　　三、鏈路自適應(yīng)14</p><p>　　四、小區(qū)間干擾控制15</p><p>　　五、多媒體廣播業(yè)務(wù)16</p><p>　　第三節(jié) TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特點(diǎn)17</p><p><b>　　一、需求分析17</b></p><p><

16、b>　　二、頻率規(guī)劃18</b></p><p>　　三、覆蓋規(guī)劃及鏈路預(yù)算特點(diǎn)19</p><p>　　四、容量規(guī)劃特點(diǎn)20</p><p>　　五、參數(shù)規(guī)劃特點(diǎn)20</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)20</p><p>　　第三章 TD-LTE 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)分析21<

17、/p><p>　　第一節(jié) TD-LTE 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程21</p><p>　　第二節(jié) TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需求分析22</p><p>　　第三節(jié) TD-LTE 覆蓋性能分析24</p><p>　　一、TD-LTE 覆蓋特性24</p><p><b>　　二、覆蓋參數(shù)25</b&g

18、t;</p><p>　　三、TD-LTE 鏈路預(yù)算26</p><p>　　第四節(jié) TD-LTE 容量性能分析27</p><p>　　一、TD-LTE 容量特性27</p><p>　　二、TD-LTE 容量目標(biāo)28</p><p>　　三、TD-LTE 理論峰值速率計(jì)算28</p>&l

19、t;p>　　四、影響 TD-LTE 容量性能的主要因素29</p><p>　　五、TD-LTE 容量評(píng)估指標(biāo)29</p><p>　　六、容量規(guī)劃建議30</p><p>　　第五節(jié) 干擾協(xié)調(diào)及規(guī)避方法分析30</p><p>　　一、系統(tǒng)內(nèi)干擾30</p><p>　　二、系統(tǒng)間干擾31<

20、/p><p>　　三、系統(tǒng)間干擾隔離要求34</p><p>　　第六節(jié) 本章總結(jié)34</p><p>　　第四章 宏站規(guī)劃仿真及結(jié)果分析35</p><p>　　第一節(jié) 仿真環(huán)境與數(shù)據(jù)準(zhǔn)備35</p><p><b>　　一、項(xiàng)目概況35</b></p><p&g

21、t;<b>　　二、規(guī)劃原理36</b></p><p><b>　　三、規(guī)劃目標(biāo)36</b></p><p>　　四、仿真工具及參數(shù)設(shè)置36</p><p>　　第二節(jié) 仿真驗(yàn)證及分析38</p><p>　　一、仿真基本步驟38</p><p>　　二、仿真結(jié)

22、果及分析39</p><p><b>　　三、站點(diǎn)優(yōu)化41</b></p><p>　　第三節(jié) 本章小結(jié)43</p><p><b>　　結(jié) 論44</b></p><p><b>　　致 謝45</b></p><p><

23、b>　　參考文獻(xiàn)46</b></p><p><b>　　附 錄47</b></p><p>　　一、英文原文：47</p><p>　　二、英文翻譯：55</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　20世紀(jì)世界已經(jīng)進(jìn)入

24、一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)代，沒(méi)有信息的傳遞和交流，人們就無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化的快節(jié)奏的生活和工作。人們期望隨時(shí)隨地及時(shí)可靠不受時(shí)空限制地進(jìn)行信息交流，提高工作的效率和經(jīng)濟(jì)效益。然而隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)、新業(yè)務(wù)和新技術(shù)的出現(xiàn)。僅僅能夠及時(shí)可靠地進(jìn)行信息交流已經(jīng)不能夠滿足人們的要求了，人們的通信習(xí)慣也從以往的點(diǎn)到點(diǎn)演進(jìn)到人與人；人們的通信習(xí)慣也從以往的點(diǎn)到點(diǎn)演進(jìn)到人與人；第三代移動(dòng)通信（3G）的問(wèn)世，再到第三代的增強(qiáng)型移動(dòng)通信（B3G）,真正敞開(kāi)了高速數(shù)

25、據(jù)的移動(dòng)寬帶體驗(yàn)之門(mén)，為用戶提供了更加豐富多彩的通信和娛樂(lè)業(yè)務(wù)。</p><p>　　然而, 無(wú)論3G還是B3G都還存在著很多的局限性。市場(chǎng)的發(fā)展、業(yè)務(wù)的需求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的承載能力。因此，迫切需要尋找突破性的空中接口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在降低無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本、應(yīng)對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)和滿足用戶需求、擺脫知識(shí)產(chǎn)權(quán)限制等領(lǐng)域。WCDMA/HSDPA與WiFi、WiMAX等無(wú)線接入方案相比，空中接口和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，

26、雖在支持QoS和移動(dòng)性方面有較大優(yōu)勢(shì)，但在頻譜效率、比特成本和傳輸時(shí)延等能力方面卻明顯落后。知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制約、用戶的需求和市場(chǎng)的挑戰(zhàn)共同作用下，推動(dòng)了3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃)組織在4G出現(xiàn)之前加速制定新的空中接口和無(wú)線接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　中國(guó)工信部于2013年12月4日向中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司、中國(guó)電信集團(tuán)公司和中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司頒發(fā)“LTE/第四代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)（TD-LTE

27、）”經(jīng)營(yíng)許可。中國(guó)移動(dòng)獲得130MHz頻譜資源，分別為1880-1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz；中國(guó)聯(lián)通獲得40MHz頻譜資源，分別為2300-2320 MHz、2555-2575 MHz；中國(guó)電信獲得40MHz頻譜資源，分別為2370-2390 MHz、2635-2655 MHz。隨著中國(guó)移動(dòng)TD-LTE規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)部署,中國(guó)進(jìn)入了LTE時(shí)代。</p><p>　　LTE

28、移動(dòng)通信系統(tǒng)概述</p><p>　　移動(dòng)通信的發(fā)展歷史及趨勢(shì)</p><p>　　20世紀(jì)70年代末，美國(guó)AT&T公司通過(guò)使用電話技術(shù)和蜂窩無(wú)線電技術(shù)研制了第一套蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，取名為先進(jìn)的移動(dòng)電話系統(tǒng)，即AMPS(Advancede Mobile Phone Service)系統(tǒng)。第一代移動(dòng)通信的各種蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)有很多相似之處，但是也有很大的差異，它們只能提供基本的語(yǔ)音會(huì)話業(yè)務(wù)

29、，不能提供非語(yǔ)音業(yè)務(wù)，并且保密性差，容易并機(jī)盜打，它們之間還互不兼容，顯然移動(dòng)用戶無(wú)法在各種系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)漫游。為了解決由于采用不同模擬蜂窩系統(tǒng)造成互不兼容無(wú)法漫游服務(wù)的問(wèn)題，于是第二代移動(dòng)通信數(shù)字無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)世了。在第二代技術(shù)中還誕生了2.5G，也就是GSM系統(tǒng)的GPRS和CDMA系統(tǒng)的IS-95B技術(shù)，大大提高了數(shù)據(jù)傳送能力。第三代移動(dòng)通信技術(shù)也就是IMT-2000，簡(jiǎn)稱3G。它是一種真正意義上的寬帶移動(dòng)多媒體通信系統(tǒng)，它能提供高質(zhì)量的

30、寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)，并且實(shí)現(xiàn)了全球無(wú)縫覆蓋全球漫游它的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)2Mbit/S，其容量是第二代移動(dòng)通信技術(shù)的2-5倍。目前最具有代表性的有美國(guó)提出的MC-CDMA(CDMA2000)，歐洲和日本提出的W-CDMA和中國(guó)提出的TD-SCDMA。2004年1</p><p>　　LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p><b>　　LTE技術(shù)目標(biāo)</b></p&

31、gt;<p>　　為了應(yīng)對(duì)寬帶接入技術(shù)的挑戰(zhàn)，同時(shí)為了滿足新型業(yè)務(wù)需求，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP在2004年底啟動(dòng)了器長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。希望達(dá)到以下幾個(gè)主要目標(biāo)：</p><p>　　Peak data rate（峰值數(shù)據(jù)速率）：在20M帶寬下，下行數(shù)據(jù)速率大于100Mb/s，上行數(shù)據(jù)速率大于50Mb/s。</p><p>　　Control-plane la

32、tency（控制面延時(shí)）：空閑模式（如Release 6 Idle Mode）到激活模式（Release 6 CELL_DCH）的轉(zhuǎn)換時(shí)間不超過(guò)100ms；休眠模式（如Release 6CELL_PCH）到激活模式（Release 6 CELL_DCH）的轉(zhuǎn)換時(shí)間不超過(guò)50ms。</p><p>　　Control-plane capacity（控制面容量）：在5MHz帶寬內(nèi)每小區(qū)最少支持200個(gè)激活狀態(tài)的用戶。

33、</p><p>　　User-plane latency（用戶面延時(shí)）：在小IP分組和空載條件下（如單小區(qū)單用戶單數(shù)據(jù)流），用戶面延時(shí)不超過(guò)5ms。</p><p>　　User throughput（用戶吞吐量）：每MHz的下行平均用戶吞吐量是Release 6 HSDPA下行吞吐量的3到4倍；每MHz的上行平均用戶吞吐量是Release 6 HSDPA上行吞吐量的2到3倍</p

34、><p>　　Spectrum efficiency（頻譜效率）：滿負(fù)載網(wǎng)絡(luò)下,下行頻譜效率(bits/sec/Hz/site)希望達(dá)到Release 6 HSDPA下行的3到4倍；上行頻譜效率(bits/sec/Hz/site)希望達(dá)到增強(qiáng)的Release 6 HSDPA上行的2到3倍[3]。</p><p>　　Mobility（移動(dòng)性）：要求E-UTRAN在0 to 15 km/h的低速

35、移動(dòng)業(yè)務(wù)達(dá)到最優(yōu)，15 and 120 km/h的更高速度下應(yīng)該達(dá)到高性能[4]，同時(shí)支持120 km/h~350 km/h的高速移動(dòng)業(yè)務(wù)(甚至在某些頻段達(dá)到500 km/h）。</p><p>　　Coverage（覆蓋）：5 km的小區(qū)半徑下，頻譜效率、移動(dòng)性、系統(tǒng)吞吐量等指標(biāo)應(yīng)該達(dá)到最優(yōu)；達(dá)到30km小區(qū)半徑時(shí)，上述指標(biāo)只能有輕微下降；條件允許時(shí)也能支持100 km小區(qū)半徑。</p><

36、p>　　需要支持Multimedia Broadcast Multicast Service(MBMS)：降低終端復(fù)雜性，采用與Unicast同樣的調(diào)制、編碼、多址接入方式和頻段；同時(shí)支持專用話音和MBMS業(yè)務(wù)，支持成對(duì)或不成對(duì)的頻段。</p><p>　　Spectrum flexibility（頻譜靈活性）：E-UTRA可以使用不同的頻帶寬度包括，上下行的1.25 MHz，1.6 MHz，2.5 MHz

37、，5MHz，10 MHz，15 MHz and 20 MHz七種不同帶寬，需要支持工作在成對(duì)和不成對(duì)的頻段。需要支持資源的靈活使用，包括功率、調(diào)制方式、相同頻段、不同頻段、上下行，相鄰或不相鄰的頻點(diǎn)分配等。―Radio Band Resource（RBR）指一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的所有可以用的無(wú)線資源。</p><p>　　Co-existence and Inter-working with 3GPP Radio Acce

38、ss Technology(RAT)不同系統(tǒng)間的共存：支持與GERAN/UTRAN系統(tǒng)的共存和切換，E-UTRAN終端支持到UTRAN和/或GERAN的切入和切出的功能。在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)情況下，E-UTRAN和UTRAN(or GERAN)之間的切換不能超過(guò)300毫秒。</p><p>　　Architecture and migration（網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和演進(jìn)）</p><p>　　單一的E-UT

39、RAN架構(gòu)；</p><p>　　E-UTRAN架構(gòu)應(yīng)該基于分組的，但是應(yīng)該支持實(shí)時(shí)和會(huì)話類(lèi)業(yè)務(wù)[5]；</p><p>　　E-UTRAN架構(gòu)應(yīng)該減小―single points of failure（單點(diǎn)失?。┑那闆r出現(xiàn)；</p><p>　　E-UTRAN架構(gòu)應(yīng)該支持end-to-end QoS；</p><p>　　骨干網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議應(yīng)該

40、具有很高的效率。</p><p>　　Radio Resource Management requirements（RRM需求）：增強(qiáng)的end to end QoS；更高的高層分組效率；支持在不同Radio Access Technologies(RAT)間的負(fù)荷分擔(dān)和政策管理。</p><p>　　Complexity（復(fù)雜性）：要求可選項(xiàng)最少，減小冗余。</p><

41、p>　　LTE技術(shù)目標(biāo)匯總見(jiàn)表1.1:</p><p>　　表1.1 LTE技術(shù)目標(biāo)匯總表</p><p>　　從上可以看出，與3G網(wǎng)絡(luò)相比，LTE在網(wǎng)絡(luò)性能的多個(gè)方面都有很大的提高。其主要特性表現(xiàn)在更高的數(shù)據(jù)速率和更低的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，加上更低的業(yè)務(wù)成本，共同為用戶帶來(lái)更加豐富的多媒體業(yè)務(wù)體驗(yàn)。</p><p><b>　　LTE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展</b&g

42、t;</p><p>　　為了應(yīng)對(duì)寬帶接入技術(shù)的挑戰(zhàn)，同時(shí)為了滿足新型業(yè)務(wù)需求，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織3Gpp在2004年底啟動(dòng)了器長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。希望能夠保持3GPP在移動(dòng)通信領(lǐng)域的技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)勢(shì)，填補(bǔ)第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)和第4代移動(dòng)通信系統(tǒng)之間存在的巨大技術(shù)差距；希望使用已分配給第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜，保持無(wú)線頻譜資源的優(yōu)勢(shì)，解決第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)存在的專利過(guò)分集中問(wèn)題。</p>&

43、lt;p>　　與3GPP在3G時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)制定上類(lèi)似，LTE也同時(shí)定義了LTE TDD和LTE FDD兩種方式，其中TDD方式又按演進(jìn)路線分為L(zhǎng)TE TDD1和LTR TDD2兩類(lèi)。FDD和TDD兩種方式在標(biāo)準(zhǔn)上具有共同的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)基本一致，兩種技術(shù)信號(hào)生成、編碼技術(shù)以及調(diào)制解調(diào)技術(shù)完全一樣。但是基于TDD方式的TD-LTE有其自身的特性和優(yōu)點(diǎn)，保持了TDD技術(shù)獨(dú)有的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，被確定為T(mén)D-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)演進(jìn)技術(shù)。&

44、lt;/p><p>　　3GPP LTE的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程安排如下：2004年12月份到2006年6月為研究階段；2006年6月到2007年6月為工作階段，完成3GPP LTE的標(biāo)準(zhǔn)化工作。但由于一些問(wèn)題沒(méi)有解決，研究階段推遲到2006年9月才結(jié)束。從3GPP LTE的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程來(lái)看，其初衷為第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)，但由于其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，業(yè)務(wù)的需求和運(yùn)營(yíng)商的壓力，其標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程實(shí)質(zhì)為一場(chǎng)技術(shù)革命過(guò)程。與第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)相

45、比，3GPP LTE物理層(層1)在傳輸技術(shù)[1]、空中接口協(xié)議結(jié)構(gòu)層(層2)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[2]等方面都發(fā)生了革命性的變化。</p><p>　　LTE國(guó)內(nèi)外商用情況</p><p>　　Teliasonera于2009年年底在斯德哥摩爾、奧斯陸部署的LTE網(wǎng)絡(luò)，是全球首個(gè)商用LTE網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)GSA最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2012年3月，全球95個(gè)國(guó)家共計(jì)301個(gè)運(yùn)營(yíng)商投資建設(shè)LTE網(wǎng)絡(luò)，32個(gè)國(guó)

46、家的57個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)商用，81個(gè)國(guó)家的242個(gè)運(yùn)營(yíng)商承諾部署LTE。其中，目前有4個(gè)國(guó)家的5個(gè)運(yùn)營(yíng)商的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)商用，主要有沙特STC和Mobily、波蘭Aero2(TDD+FDD)、巴西Sky和日本軟銀。GSA預(yù)計(jì)，到2012年年底，有56個(gè)國(guó)家128個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)商用。這些數(shù)據(jù)表明全球移動(dòng)通信的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)移到下一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時(shí)也說(shuō)明了全球LTE發(fā)展進(jìn)程不斷加速，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的布局演進(jìn)牽動(dòng)著越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商的注

47、意力。2009年年中至2010年年中，我國(guó)工業(yè)和信息化部組織、北京移動(dòng)承建，在北京懷柔和順義建設(shè)完成多廠家、多基站的TD-LTE技術(shù)驗(yàn)證外場(chǎng)，并進(jìn)行了較為完備的外場(chǎng)測(cè)試。2010年4月，中國(guó)移動(dòng)在上海世博園開(kāi)通了TD-LTE世博示范網(wǎng)，初步展示了TD-LTE端到端解決方案[7]。2010年11月，中國(guó)移動(dòng)在廣州亞運(yùn)會(huì)賽會(huì)區(qū)域建設(shè)了TD-LTE亞運(yùn)示范網(wǎng)</p><p><b>　　本章小結(jié)</b&

48、gt;</p><p>　　第一章首先介紹了移動(dòng)通信發(fā)展歷史及趨勢(shì)，隨后介紹LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)目標(biāo)、LTE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展以及LTE國(guó)內(nèi)外商用情況。</p><p>　　TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)</p><p>　　TD-LTE基本原理</p><p><b>　　LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)</b></p><

49、p>　　LTE系統(tǒng)同3GPP既有系統(tǒng)相似，核心網(wǎng)與無(wú)線接入網(wǎng)依然遵循著其發(fā)展原則，空中接口在無(wú)線接入網(wǎng)終止。因此，核心網(wǎng)與無(wú)線接入網(wǎng)的邏輯關(guān)系依然存在，核心網(wǎng)與無(wú)線接入網(wǎng)的接口也仍舊清楚。LTE系統(tǒng)從整體上說(shuō)與3GPP系統(tǒng)類(lèi)似，系統(tǒng)架構(gòu)也可分為兩部分，如圖所示，一個(gè)是演進(jìn)后的接入網(wǎng)E-UTRAN，一個(gè)是演進(jìn)后的核心網(wǎng)EPC（即途中的MME/S-GW）。</p><p>　　LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：</

50、p><p>　　LTE定義的是一個(gè)純分組交換網(wǎng)絡(luò)，為UE與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)之間提供無(wú)縫的動(dòng)IP連接。</p><p>　　一個(gè)EPS承載是分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)與UE之間滿足一定QoS要求的IP流。</p><p>　　所有網(wǎng)元都通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口連接，滿足多供應(yīng)商產(chǎn)品間的互操作性。</p><p>　　圖2.1 LTE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>

51、;　　E-UTRAN與UMTS網(wǎng)絡(luò)不同的是，它的網(wǎng)元設(shè)備僅由eNB構(gòu)成，從而形成了更扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。eNB提供終止于UE的控制面和用戶面協(xié)議。用戶面協(xié)議包括無(wú)線鏈路控制（RLC）協(xié)議、分組數(shù)據(jù)匯聚（PDCH）協(xié)議、物理層（PHY）協(xié)議、媒體接入控制（MAC）協(xié)議等；控制面主要包括無(wú)線資源控制協(xié)議等。eNB與EPC之間通過(guò)S1接口相連，eNB之間則通過(guò)X2接口互聯(lián)。</p><p><b>　　TD-L

52、TE幀結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　對(duì)于TDD系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，因?yàn)樯舷滦惺峭还ぷ黝l率，所以幀結(jié)構(gòu)需要同時(shí)給出上下行占用資源的時(shí)間和位置等信息。一個(gè)無(wú)線幀至少包括下行傳輸、上行傳輸和保護(hù)間隔（GP，Guard Period）三部分。GP位于下行轉(zhuǎn)換為上行的時(shí)刻，主要作用是保護(hù)下行信號(hào)對(duì)上行信號(hào)的干擾。</p><p>　　TD-LTE物理層幀結(jié)構(gòu)如圖2.2所示：10ms的無(wú)線幀包

53、含兩個(gè)半幀，長(zhǎng)度各為T(mén)=5ms。每個(gè)半幀包含5個(gè)子幀，長(zhǎng)度為1ms。</p><p>　　圖2.2 TD-LTE物理層幀結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　對(duì)于TDD，上下行在時(shí)間上分開(kāi)，載波頻率相同，即在每10ms周期內(nèi)，上下行總共有10個(gè)子幀可用，每個(gè)子幀或者上行或者下行。TDD幀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)無(wú)線幀首先分割為2個(gè)5ms的半幀，可以分為5ms周期和10ms周期兩類(lèi)，便于靈活地支持不同配比的上下

54、行業(yè)務(wù)。在5ms周期中，子幀1和子幀6固定配置為特殊子幀；10ms周期中，子幀1固定配置為特殊子幀。沒(méi)一個(gè)子幀由DwPTS、GP和UpPTS3個(gè)特殊時(shí)隙組成，其幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：</p><p>　　上下行時(shí)序配置中，支持5ms和10ms的下行到上行的切換周期；</p><p>　　對(duì)于5ms的下行到上行切換周期，每個(gè)5ms的半幀中配置一個(gè)特殊子幀；</p><p>

55、　　對(duì)于10ms的下行到上行切換點(diǎn)周期，在第一個(gè)5ms子幀中配置特殊子幀；</p><p>　　子幀0、5和DwPTS時(shí)隙總是用于下行數(shù)據(jù)傳輸。UpPTS及其相連的第一個(gè)子幀總是用于上行傳輸。</p><p>　　特殊子幀的配置見(jiàn)表2.1：</p><p>　　表2.1 特殊子幀配置表</p><p>　　相對(duì)于FDD系統(tǒng)，TDD系統(tǒng)可以更靈

56、活地配置具體的上下行資源比例。對(duì)于5ms周期的幀結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)半幀時(shí)隙比例一致，包括以下4種配置：</p><p>　　配置0： 1DL+DwPTS+3UL;</p><p>　　配置1： 2DL+DwPTS+2UL;</p><p>　　配置2： 3DL+DwPTS+1UL;</p><p>　　配置6： 3DL+2 X DwPTS+5UL;

57、</p><p>　　對(duì)于10ms周期的幀結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)半幀時(shí)隙比例不一致，包括以下3種配置：</p><p>　　配置3： 6DL+DwPTS+3UL;</p><p>　　配置4： 7DL+DwPTS+2UL;</p><p>　　配置5： 8DL+DwPTS+1UL;</p><p><b>　　配置7：

58、 保留;</b></p><p>　　具體時(shí)隙配置見(jiàn)表2.2：</p><p>　　表2.2 上下行時(shí)隙比例配置表</p><p>　　TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)</p><p><b>　　OFDM</b></p><p>　　OFDM是MCM Multi-Carrier Modulati

59、on，多載波調(diào)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(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)可以通過(guò)在接收端采用相關(guān)技術(shù)來(lái)分開(kāi)，這樣可以減少子信道間相互干擾ISI。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相干帶寬，因此每個(gè)子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)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(duì)容易[8]。</p><p>

60、　　在向B3G/4G演進(jìn)的過(guò)程中，OFDM是關(guān)鍵的技術(shù)之一，可以結(jié)合分集，時(shí)空編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術(shù)，最大限度的提高了系統(tǒng)性能。包括以下類(lèi)型：V-OFDM，W-OFDM，F(xiàn)-OFDM，MIMO-OFDM，多帶-OFDM。OFDM中的各個(gè)載波是相互正交的，每個(gè)載波在一個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)有整數(shù)個(gè)載波周期，每個(gè)載波的頻譜零點(diǎn)和相鄰載波的零點(diǎn)重疊，這樣便減小了載波間的干擾。由于載波間有部分重疊，所以它比傳統(tǒng)的FDMA提高了頻帶利用

61、率。</p><p>　　在OFDM傳播過(guò)程中，高速信息數(shù)據(jù)流通過(guò)串并變換，分配到速率相對(duì)較低的若干子信道中傳輸，每個(gè)子信道中的符號(hào)周期相對(duì)增加，這樣可減少因無(wú)線信道多徑時(shí)延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性對(duì)系統(tǒng)造成的碼間干擾。另外，由于引入保護(hù)間隔，在保護(hù)間隔大于最大多徑時(shí)延擴(kuò)展的情況下，可以最大限度地消除多徑帶來(lái)的符號(hào)間干擾。如果用循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔，還可避免多徑帶來(lái)的信道間干擾。</p><p&

62、gt;　　在過(guò)去的頻分復(fù)用(FDMA)系統(tǒng)中，整個(gè)帶寬分成N個(gè)子頻帶，子頻帶之間不重疊，為了避免子頻帶間相互干擾，頻帶間通常加保護(hù)帶寬，但這會(huì)使頻譜利用率下降。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，OFDM采用N個(gè)重疊的子頻帶，子頻帶間正交，因而在接收端無(wú)需分離頻譜就可將信號(hào)接收下來(lái)。OFDM系統(tǒng)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是正交的子載波可以利用快速傅利葉變換（FFT/IFFT）實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)。對(duì)于N點(diǎn)的IFFT運(yùn)算，需要實(shí)施N2次復(fù)數(shù)乘法，而采用常見(jiàn)的基于2的IFFT

63、算法，其復(fù)數(shù)乘法僅為（N/2）log2N，可顯著降低運(yùn)算復(fù)雜度。</p><p>　　在OFDM系統(tǒng)的發(fā)射端加入保護(hù)間隔，主要是為了消除多徑所造成的ISI。其方法是在OFDM符號(hào)保護(hù)間隔內(nèi)填入循環(huán)前綴，以保證在FFT周期內(nèi)OFDM符號(hào)的時(shí)延副本內(nèi)包含的波形周期個(gè)數(shù)也是整數(shù)。這樣，時(shí)延小于保護(hù)間隔的信號(hào)就不會(huì)在解調(diào)過(guò)程中產(chǎn)生ISI。</p><p>　　由于OFDM技術(shù)有較強(qiáng)的抗ISI能力以

64、及高頻譜效率，2001年開(kāi)始應(yīng)用于光通信中，相當(dāng)多的研究表明了該技術(shù)在光通信中的可行性。</p><p><b>　　MIMO</b></p><p>　　MIMO(多入多出)是多天線技術(shù)的一種,其基本特征是在通信的發(fā)射端和接收端均使用多個(gè)天線。MIMO是單純的空間分集與空間復(fù)用技術(shù)的進(jìn)一步演進(jìn)形式,其理論支撐是空時(shí)信號(hào)處理技術(shù)?？臻g分集是指發(fā)射端使用多天線重復(fù)發(fā)送或

65、在接收端使用多天線接收相同數(shù)據(jù)的不同副本,其優(yōu)點(diǎn)是提高無(wú)線通信信號(hào)的信噪比,提升無(wú)線傳輸系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量?？臻g分集如圖1所示。在實(shí)際中,接收分集比發(fā)射分集應(yīng)用得更為廣泛?？臻g復(fù)用是指發(fā)射端使用多天線并行發(fā)送且在接收端使用多天線接收多路不同數(shù)據(jù),其優(yōu)點(diǎn)是提高無(wú)線通信的傳輸速率,大幅度提升無(wú)線傳輸系統(tǒng)的信道容量。</p><p>　　在LTE R8標(biāo)準(zhǔn)中下行支持1、2、4天線發(fā)射，終端側(cè)2、4天線接收，下行可支持最大4

66、層（Layer）傳輸。上行只支持終端側(cè)單天線發(fā)送，基站側(cè)最多4天線接收。LTER8的多天線發(fā)射模式包括開(kāi)環(huán)（Open loop）MIMO、閉環(huán)（Closed loop）MIMO、波束賦形（Beamforming，BF）以及發(fā)射分集</p><p>　　LTE中的下行MIMO技術(shù)</p><p>　　LTE系統(tǒng)下行鏈路可用的MIMO方式如下:</p><p>　　控制

67、信道的發(fā)射分集：采用開(kāi)環(huán)發(fā)射分集方案—SFBC，CDD，時(shí)間（頻率）變換發(fā)射分集、預(yù)編碼發(fā)射（或自適應(yīng)波束賦形）。</p><p>　　業(yè)務(wù)信道的MIMO波束賦形方式：支持的模式有多流的空間分集復(fù)用、波束賦形、單流的反射分集及MIMO波束賦形；使用心痛的時(shí)間一頻率（編碼）資源且不依賴CRC檢驗(yàn)的獨(dú)立信道編碼的多碼字傳輸；采用預(yù)編碼方式（歸一的或非歸一的、基于碼本或非碼本的）；支持秩的自適應(yīng)與天線子集的選擇，由于R

68、ank資源不足將影響多天線系統(tǒng)的性能，為了更好地和鏈路匹配，需要采用Rank自適應(yīng)技術(shù)。世紀(jì)三，Rank自適應(yīng)屬于鏈路自適應(yīng)技術(shù)，根據(jù)信道條件，使用高階Rank時(shí)，可以規(guī)避潛在的性能損失。</p><p>　　支持E—MBMS的MIMO，由于不便于實(shí)現(xiàn)UE靈活的反饋機(jī)制，通常會(huì)選擇性能接近的開(kāi)環(huán)發(fā)射分集空間復(fù)用（包括單碼字和多碼字）方式。</p><p>　　LTE中的上行MIMO技術(shù)&l

69、t;/p><p>　　MIMO技術(shù)在LTE中應(yīng)用時(shí)，其上行天線常配置為一根發(fā)送天線和兩根接收天線，即1×2配置。為了避免終端實(shí)現(xiàn)過(guò)于復(fù)雜，目前對(duì)于上行并不支持兩根天線同時(shí)使用在同一個(gè)終端進(jìn)行信號(hào)發(fā)送。因此，在現(xiàn)階段，上行僅僅支持上行天線選擇、多用戶MIMO兩種方案。</p><p>　　對(duì)于FDD LTE，存在開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種天線選擇方案。但是，在TDD模式下，由于上行與下行信道之間的

70、對(duì)稱性，這樣基于下行MIMO信道估計(jì)的上行天線選擇可以運(yùn)行。通常，存在兩種最優(yōu)天線選擇準(zhǔn)則：一種是通過(guò)最大化多天線提供的分集來(lái)提高傳輸質(zhì)量；另一種是通過(guò)最大化多天線提供的容量來(lái)提高傳輸效率。</p><p>　　上行多用戶MIMO是一個(gè)虛擬的MIMO系統(tǒng)，即每一個(gè)終端均發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)端，但至少有兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)流占用同一時(shí)頻資源，這樣從接收機(jī)來(lái)看，這些來(lái)自不同終端的數(shù)據(jù)流可以被看做來(lái)自同一個(gè)終端上不同天線的數(shù)據(jù)流，從

71、而構(gòu)成一個(gè)虛擬的MIMO系統(tǒng)。利用多天線所提供的多個(gè)信號(hào)的自由度來(lái)復(fù)用多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)就是虛擬MIMO技術(shù)的本質(zhì)所在。在LTE系統(tǒng)中，用戶之間不能相互通信，所以該方案必須由基站統(tǒng)一調(diào)度。</p><p>　　虛擬MIMO系統(tǒng)[11]為空間維度資源的開(kāi)發(fā)提供了可能。為了充分利用空間維度資源分配的自由度，增大系統(tǒng)的多用戶分集增益，需要挑選出適當(dāng)?shù)挠脩?，配?duì)成虛擬的MIMO鏈路。好的配對(duì)算法可以最大化虛擬MIMO的信道

72、容量，從而達(dá)到提高系統(tǒng)吞吐量的目的。目前已提出了若干相應(yīng)的配對(duì)算法，包括隨機(jī)配對(duì)、正交配對(duì)和基于路徑損耗和慢衰落排序的配對(duì)3種方案：</p><p><b>　　隨機(jī)配對(duì)</b></p><p>　　隨機(jī)配對(duì)即隨機(jī)挑出兩個(gè)用戶組成一對(duì)，這種配對(duì)計(jì)算復(fù)雜度低，但信道矩陣特性無(wú)法合理利用，信道容量也無(wú)法得到最大化。</p><p><b>

73、;　　正交配對(duì)</b></p><p>　　主要有以下三步：第一步，任意選擇用戶，通過(guò) Round Robin 或其他調(diào)度算法得到；第二步，計(jì)算該用戶與所有其他用戶配對(duì)后的正交因子；最后，把該用戶與正交因子最大的完成配對(duì)。此方法對(duì)用戶之間的配對(duì)干擾大量減少，但是由于選擇正交用戶計(jì)算量大，導(dǎo)致過(guò)于復(fù)雜。</p><p>　　基于路徑損耗和慢衰落排序的配對(duì)</p>&

74、lt;p>　　首先排序慢衰落值與用戶路徑損耗的和，然后對(duì)排序后的相鄰用戶進(jìn)行排序，這種配對(duì)方法簡(jiǎn)單易行。在路徑損耗和慢衰落變化較慢、用戶移動(dòng)緩慢的情況下，可使用戶重新配對(duì)的頻率大幅度降低。同時(shí)，由于配對(duì)用戶的路徑損耗加慢衰落的值相近，所以也降低了用戶產(chǎn)生“遠(yuǎn)近”效應(yīng)的可能性。該方案的缺點(diǎn)是，配對(duì)用戶信道相關(guān)性可能較大，配對(duì)用戶之間的干擾可能會(huì)比較大[12]。</p><p><b>　　鏈路自適應(yīng)

75、</b></p><p>　　鏈路自適應(yīng)（Link Adaptation，LA）能夠動(dòng)態(tài)跟蹤信道變化，根據(jù)信道信息確定當(dāng)前信道的容量，進(jìn)而確定傳輸?shù)男畔⒌陌l(fā)送功率、編碼速率、符號(hào)速率、和編碼方式調(diào)制的星座圖尺寸和調(diào)制方式等參數(shù)，因此可以在保持恒定發(fā)射功率下，最大限度地發(fā)送信息，實(shí)現(xiàn)更低的誤碼率，同時(shí)減輕對(duì)其他用戶的干擾，滿足不同業(yè)務(wù)的需求，提高系統(tǒng)的整體吞吐量[6]。</p><p

76、>　　由于無(wú)線信道的不斷變化，需要通過(guò)調(diào)度、自適應(yīng)調(diào)制編碼（Adaptive Modulation and Coding，AMC）、功率控制、混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳（Hybrid Automatic Repeat Request，HARQ）等技術(shù)適應(yīng)信道的特性，靈活調(diào)整系統(tǒng)配置。對(duì)于移動(dòng)通信系統(tǒng)，由于信道和終端位置的不確定性，終端甚至要在多個(gè)基站之間至今進(jìn)行選擇，并和其他終端競(jìng)爭(zhēng)接入，這就大大增加了移動(dòng)通信的物理過(guò)程的復(fù)雜性。要實(shí)現(xiàn)新一

77、代無(wú)線通信的高速傳輸?shù)囊笠约岸喾N業(yè)務(wù)的支持能力，必須考慮LA技術(shù)。LA技術(shù)包括AMC、HARQ、動(dòng)態(tài)功率控制等技術(shù)。</p><p><b>　　AMC</b></p><p>　　AMC技術(shù)針對(duì)時(shí)刻變化的信道條件，能夠動(dòng)態(tài)地、選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)制編碼方式。AMC技術(shù)使系統(tǒng)適應(yīng)時(shí)刻變化信道條件的能力得以加強(qiáng)，在LTE FDD中，信道條件是根據(jù)接收機(jī)的反饋信息進(jìn)行評(píng)估的；而

78、在TD-LTE系統(tǒng)中，可根據(jù)信道的互易性，直接將上行估計(jì)結(jié)果用于下行鏈路。</p><p>　　為了優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)必須收集一系列隨時(shí)間變化的信道統(tǒng)計(jì)參數(shù)，如自動(dòng)增益的控制、調(diào)制和編碼格式、信道估值濾波器、信號(hào)功率以及信號(hào)帶寬等。如果信道變化太快，選擇的信道參數(shù)將不能匹配信道實(shí)際情況，所以信號(hào)變化緩慢是自適應(yīng)傳輸方案實(shí)施的前提。因此，該技術(shù)僅可用于多普勒擴(kuò)展不大的情況。</p><

79、p>　　AMC在OFMC這樣一個(gè)多載波系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，還需要考慮這樣一個(gè)重要的問(wèn)題，是否需要對(duì)一個(gè)用戶的不同頻率資源塊采用不同的AMC（RB-dependent AMC）理論上，考慮到頻率選擇性衰落的影響，相比在所有頻率資源上采用同等AMC配置，這種方法理論上能取得更好的性能。但在系統(tǒng)假設(shè)和實(shí)際的評(píng)估模型下，通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)，這種方法不僅沒(méi)有帶來(lái)的顯著增益，反而有額外的信令開(kāi)銷(xiāo)。因此，TD-LTE最終采RB-dependent AMC的

80、方式。也就是說(shuō)，在一個(gè)TTI(Transmission Time Interval)內(nèi)，對(duì)于某一用戶的某一數(shù)據(jù)流，一個(gè)層2的PDU應(yīng)只使用一種調(diào)制和編碼格式，當(dāng)然，在MIMO的不同流情況下，可以采用不同的AMC組合。</p><p>　　需要說(shuō)明的是，AMC的操作和頻率調(diào)度、功率控制、HARQ、MIMO預(yù)編碼等技術(shù)是密不可分的，它們都是為了適應(yīng)信道的變化、提高系統(tǒng)容量而采用的自適應(yīng)技術(shù)。它們可以共享一部分反饋信息

81、。例如，在AMC和頻域調(diào)度都可以基于信道質(zhì)量信息（CQI反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)）。</p><p><b>　　HARQ</b></p><p>　　通過(guò)采用基于自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ARQ）和前向糾錯(cuò)（FEC）等差錯(cuò)控制方法，可以降低系統(tǒng)的誤碼率，從而能夠克服無(wú)線移動(dòng)多徑衰落和信道時(shí)變對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，確保服務(wù)質(zhì)量。FEC方案相比于ARQ方案，其產(chǎn)生的時(shí)延較小，但降低了系統(tǒng)吞吐量；AR

82、Q方案相比于FEC方案，其編碼雖不冗余，但其產(chǎn)生的時(shí)延較大，不利于提供實(shí)時(shí)服務(wù)。通過(guò)比較分析，克服兩者的缺點(diǎn)，合并兩者的優(yōu)點(diǎn)，就產(chǎn)生了HARQ方案；HARQ方案使一個(gè)FEC子系統(tǒng)存在于一個(gè)ARQ系統(tǒng)中，如果FEC子系統(tǒng)的糾錯(cuò)能力可以實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)功能，則不需啟用ARQ系統(tǒng)；當(dāng)FEC子系統(tǒng)不能正常糾錯(cuò)時(shí)，ARQ系統(tǒng)反饋信道請(qǐng)求重發(fā)錯(cuò)誤碼組。HARQ方案具有更高的系統(tǒng)性和更高的系統(tǒng)吞吐量。</p><p><b>

83、;　　小區(qū)間干擾控制</b></p><p>　　LTE系統(tǒng)下行OFDMA多址方式使本小區(qū)內(nèi)的用戶信息均承載在相互正交的不同載波上，因此，大部分干擾都來(lái)自于其他小區(qū)。</p><p>　　對(duì)于小區(qū)中心的用戶來(lái)說(shuō)，其本身離基站的距離就比較近，而外小區(qū)的干擾信號(hào)距離又較遠(yuǎn)，則其信干比（SIR）相對(duì)較大；但是對(duì)于小區(qū)邊緣的用戶，由于相鄰小區(qū)占用同樣載波資源的用戶對(duì)其干擾比較大，加之本

84、身距離基站較遠(yuǎn)，其信干比相對(duì)就較小。這就導(dǎo)致了雖然小區(qū)整體的吞吐量較高，但是小區(qū)邊緣的用戶服務(wù)質(zhì)量卻較差，吞吐量較低。因此，在LTE系統(tǒng)中，十分重視小區(qū)間干擾問(wèn)題的解決。</p><p>　　3GPP討論的LTE系統(tǒng)小區(qū)間干擾抑制技術(shù)主要有3種解決方式，即小區(qū)間干擾隨機(jī)化、小區(qū)間干擾刪除和小區(qū)間的干擾協(xié)調(diào)與避免。</p><p>　　小區(qū)間干擾隨機(jī)化就是要將干擾信號(hào)隨機(jī)化，這種隨機(jī)化不能降

85、低干擾的能量，但是能夠通過(guò)加擾的方式將干擾信號(hào)隨機(jī)化為“白噪聲”，從而抑制小區(qū)間干擾。因此，又稱為“干擾白化”。干擾隨機(jī)化主要包括小區(qū)專屬加擾和小區(qū)專屬交織兩種方法。小區(qū)專屬加擾即在信道編碼后，對(duì)干擾信號(hào)隨機(jī)加擾。小區(qū)專屬交織，即在信道編碼后，對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行不同方式的交織，也稱為交織多址技術(shù)（IDMA）。對(duì)于干擾隨機(jī)化而言，小區(qū)專屬交織和小區(qū)專屬加擾可以達(dá)到相同的系統(tǒng)性能。此外，還可以考慮在不同小區(qū)采用不同的跳頻圖案來(lái)取得干擾隨機(jī)化的效

86、果。經(jīng)過(guò)多次討論，LTE系統(tǒng)最終決定采用504個(gè)小區(qū)擾碼進(jìn)行干擾隨機(jī)化。</p><p>　　小區(qū)間干擾刪除的原理是對(duì)小區(qū)內(nèi)的干擾信號(hào)進(jìn)行某種程度的解調(diào)甚至解碼，然后利用接收機(jī)處理增益從接收信號(hào)中消除干擾分量。LTE系統(tǒng)主要考慮了干擾抑制合并（IRC）和基于交織多址（IDMA）的迭代干擾刪除兩種干擾刪除方法。IDMA干擾技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于，對(duì)小區(qū)邊緣的頻率資源沒(méi)有限制，相鄰小區(qū)即使在小區(qū)邊緣也可以使用相同的頻率資

87、源。因此，系統(tǒng)可以獲得更高的小區(qū)邊緣頻譜效率和總頻譜效率。其局限性主要在于小區(qū)間必須保持同步，目標(biāo)小區(qū)必須知道干擾小區(qū)的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)，以完成干擾信號(hào)的信道估計(jì)。對(duì)于要進(jìn)行小區(qū)間干擾刪除的用戶，必須給其分配相同的頻率資源。因此，LTE標(biāo)準(zhǔn)最終沒(méi)有采用IDMA這種技術(shù)，而僅僅考慮了采用IRC接收這種不需要標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)以獲取基本的干擾刪除效果。</p><p>　　干擾協(xié)調(diào)又稱為“軟頻率復(fù)用”或“部分頻率復(fù)用”。這種方法是

88、將頻率資源分為若干個(gè)復(fù)用集，小區(qū)中心的用戶可以采用較低的功率發(fā)射和接收，即使占用相同的頻率也不會(huì)造成較強(qiáng)的小區(qū)間干擾（ICI），因此被分配在復(fù)用系數(shù)為1的復(fù)用集；而小區(qū)邊緣的用戶需要采用較高的功率發(fā)送和接收，有可能造成較強(qiáng)的ICI，因此被分配頻率復(fù)用系數(shù)為N的復(fù)用集。軟頻率復(fù)用技術(shù)能夠有效解決干擾協(xié)調(diào)與避免的問(wèn)題，但是這種技術(shù)的缺陷主要體現(xiàn)在小區(qū)邊緣的頻率資源的復(fù)用效率受到限制，難以支持大量用戶和很高的數(shù)據(jù)速率。</p>

89、<p>　　對(duì)比上面介紹的幾種對(duì)于LTE系統(tǒng)的干擾抑制方案進(jìn)行如下比較：（1）干擾隨機(jī)化技術(shù)繼續(xù)沿用CDMA系統(tǒng)成熟的加擾技術(shù)，比較簡(jiǎn)單可行。但面臨的問(wèn)題是將干擾視為白噪聲處理，可能會(huì)造成由于統(tǒng)計(jì)特性不同而帶來(lái)的測(cè)量誤差。</p><p>　?。?）干擾刪除技術(shù)可以顯著改善小區(qū)邊緣的系統(tǒng)性能，獲得較高的頻譜效率，但是對(duì)于帶寬較小的業(yè)務(wù)（如Volp）則不太適用。</p><p>　

90、?。?）干擾協(xié)調(diào)/避免則是目前研究的一項(xiàng)熱門(mén)技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可以應(yīng)用于各種帶寬的業(yè)務(wù)，并且對(duì)于干擾抑制有很好的效果，適合于OFDMA這種特定的接入方式，但是在提高小區(qū)邊緣用戶性能的同時(shí)會(huì)帶來(lái)一定的小區(qū)整體吞吐量損失。</p><p>　　上述3種小區(qū)間的干擾抑制方法可以相互結(jié)合，相互補(bǔ)充，以獲得更高的系統(tǒng)增益。</p><p><b>　　多媒體廣播業(yè)務(wù)</b>&l

91、t;/p><p>　　廣播和多播是從一個(gè)數(shù)據(jù)源向多個(gè)目標(biāo)傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。在傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，小區(qū)廣播業(yè)務(wù)（Cell Broadcast Service，CBS）將低比特率數(shù)據(jù)通過(guò)小區(qū)共享廣播信道發(fā)送給所有用戶，但越來(lái)越多的多媒體業(yè)務(wù)，如視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播、網(wǎng)上教育、電視點(diǎn)播等，要求多個(gè)用戶能同時(shí)接收相同數(shù)據(jù)。相比于一般數(shù)據(jù)，這些多媒體業(yè)務(wù)具有數(shù)據(jù)量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、時(shí)延敏感等特點(diǎn)，但由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)具有特定的功能實(shí)體、網(wǎng)絡(luò)結(jié)

92、構(gòu)以及無(wú)線接口，傳統(tǒng)的IP組播技術(shù)并不適用于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　為了有效地利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源，3GPP在3G標(biāo)準(zhǔn)的R6標(biāo)準(zhǔn)中引入了多媒體廣播多播業(yè)務(wù)（Multimedia Broadcast Multicast Service，MBMS），在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中提供一個(gè)數(shù)據(jù)源向多個(gè)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的點(diǎn)到多點(diǎn)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，尤其是空中接口資源。在R6/R7中，MBMS功能是通過(guò)在3G系統(tǒng)中

93、增加新的功能實(shí)體廣播組播業(yè)務(wù)中心（BM-SC）來(lái)提供與管理MBMS業(yè)務(wù)，并在已有的功能實(shí)體上（包括GGSN，SGSN，BSC/RNC和UE）增加對(duì)MBMS業(yè)務(wù)的支持，因此只是對(duì)3G系統(tǒng)的一種功能擴(kuò)展。</p><p>　　在3GPP的R9版本中，對(duì)增強(qiáng)型MBMS(eMBMS)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，定義了完整的邏輯架構(gòu)。完整的eMBMS架構(gòu)包括MBMS邏輯實(shí)體和動(dòng)態(tài)管理（MCE）功能實(shí)體，以及相關(guān)的控制面、用戶面接口，其中

94、MBMS邏輯實(shí)體在核心網(wǎng)中定義，動(dòng)態(tài)管理（MCE）功能實(shí)體在接入網(wǎng)中定義。這種完整而獨(dú)立的邏輯架構(gòu)，對(duì)于靈活部署MBMS各部分功能方便易行，對(duì)MBMS的性能提升及資源優(yōu)化有一定幫助。</p><p>　　TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特點(diǎn)</p><p>　　TD-LTE與2G/3G系統(tǒng)相比，無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、物理層技術(shù)、調(diào)度算法等都發(fā)生了巨大變化，這些變化也導(dǎo)致它和以往的3G系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有所不同。

95、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的流程與3G系統(tǒng)相似，但TD-LTE在網(wǎng)絡(luò)需求分析、頻率規(guī)劃、規(guī)模估算（包括覆蓋和容量估算）、網(wǎng)絡(luò)仿真和參數(shù)規(guī)劃方面與3G存在較大差異，TD-LTE的技術(shù)特點(diǎn)在小區(qū)邊界用戶頻率規(guī)劃、用戶和業(yè)務(wù)模型以及仿真上體現(xiàn)較為明顯。</p><p><b>　　需求分析</b></p><p>　　2014年是4G（既LTE）高速發(fā)展的時(shí)期，各個(gè)運(yùn)營(yíng)商都拿到了4G運(yùn)營(yíng)牌照

96、。都開(kāi)始建設(shè)4G網(wǎng)絡(luò)，以滿足市場(chǎng)對(duì)信息交換的需求。</p><p>　　在TD-LTE引入時(shí)，既有的2G/3G網(wǎng)絡(luò)正在為公眾提供成熟的移動(dòng)服務(wù)。與新建一張移動(dòng)通信網(wǎng)不同，TD-LTE不是對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)的替代，在規(guī)劃時(shí)就必須考慮與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同關(guān)系。在引入初期，TD-LTE的定位首先是解決熱點(diǎn)區(qū)域的高速、大流量的業(yè)務(wù)需求；另外，規(guī)劃TD-LTE的覆蓋區(qū)域不宜太零散，應(yīng)保證一定區(qū)域內(nèi)連續(xù)覆蓋，避免用戶使用業(yè)務(wù)時(shí)過(guò)多的系統(tǒng)

97、間交互。在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，需要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　?、俨渴饒?chǎng)景，覆蓋區(qū)域選擇應(yīng)結(jié)合室內(nèi)和室外熱點(diǎn)區(qū)域，綜合考慮確定TD-LTE覆蓋區(qū)域，優(yōu)先考慮室外熱點(diǎn)區(qū)域和室內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)域重合的區(qū)域。</p><p>　?、谛聵I(yè)務(wù)引入，TD-LTE的高速、高清、高帶寬和大容量等性能，使得諸多在3G時(shí)代不可能完成的任務(wù)也可以承載如高清視頻下載、3D高清游戲等，實(shí)現(xiàn)視頻傳送、集團(tuán)客戶應(yīng)用等

98、新業(yè)務(wù)的引入需要在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段予以考慮。</p><p>　　③新KPI要求，TD-LTE無(wú)線信號(hào)電平覆蓋指標(biāo)常采用參考信號(hào)接收功率來(lái)表征，除信號(hào)電平、信號(hào)質(zhì)量與數(shù)據(jù)速率外，由于同頻組網(wǎng)時(shí)小區(qū)間的干擾對(duì)處于小區(qū)邊緣的用戶影響較大，小區(qū)邊緣用戶速率也成為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)。</p><p>　　④用戶模型，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展以及智能終端的普及，寬帶業(yè)務(wù)呈現(xiàn)移動(dòng)

99、化趨勢(shì)。LTE網(wǎng)絡(luò)將承載更多的高帶寬業(yè)務(wù)，單用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量比現(xiàn)有2G/3G網(wǎng)絡(luò)中的單用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量會(huì)有明顯的提升。</p><p>　?、荻嗄＝K端，TD-LTE的顯著優(yōu)勢(shì)在于提供高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，然而對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的支持卻在發(fā)展初期時(shí)考慮不足。多模終端的成熟商用進(jìn)程會(huì)影響到TD-LTE用戶（尤其是手持終端用戶）的發(fā)展，在業(yè)務(wù)規(guī)劃中需要加以考慮。</p><p><b>　　頻率規(guī)劃

100、</b></p><p>　　3種主流的3G制式都是基于CDMA的的系統(tǒng)，CDMA技術(shù)通過(guò)碼字來(lái)區(qū)分用戶、讓用戶共享載頻資源；而TD-LTE系統(tǒng)則是基于OFDM/OFDMA多載波調(diào)制技術(shù)的系統(tǒng)，通過(guò)時(shí)間或頻率子帶來(lái)區(qū)分用戶。因此，TD-LTE系統(tǒng)要解決小區(qū)間的干擾，其頻率規(guī)劃就一定要考慮到如何將有限的頻段合理分配和復(fù)用。</p><p>　　協(xié)議規(guī)定TD-LTE系統(tǒng)可支持1.4

101、MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz帶寬的靈活配置。因此，與固定帶寬的3G網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃不同，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃首先要確定系統(tǒng)工作帶寬。使用較大的帶寬有利于優(yōu)化OFDM的多用戶頻選調(diào)度性能，因此在頻譜資源允許的情況下，首先考慮采用大帶寬進(jìn)行組網(wǎng)部署。另一方面，TD-LTE可選工作頻段較多，在建網(wǎng)初期即可能使用多個(gè)分離的頻段，部分頻段與TD-SCDMA共用，因此在頻率規(guī)劃中需要考慮與TD-SCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的

102、頻率協(xié)調(diào)與干擾問(wèn)題。截至2011年3月底，75個(gè)國(guó)家的196個(gè)運(yùn)營(yíng)商計(jì)劃部署LTE網(wǎng)絡(luò)，包括140個(gè)商用網(wǎng)絡(luò)和56個(gè)試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。已經(jīng)部署的LTE FDD商用網(wǎng)絡(luò)共有18個(gè)（位于12個(gè)國(guó)家），TD-LTE網(wǎng)絡(luò)共4個(gè)。FDD網(wǎng)絡(luò)主要集中在2.6GHz頻段（11個(gè)）、700/800MHz(4個(gè))，少數(shù)運(yùn)營(yíng)商使用了1800MHz（3個(gè)）。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)主要占用2.6GHz、2.5GHz、2.3GHz。國(guó)內(nèi)TD-LTE在應(yīng)用初期，使用2570~2

103、620MHz之間共50MHz的頻率。由于需在頻譜兩端各留出保護(hù)帶，實(shí)際可用頻譜僅40</p><p>　　覆蓋規(guī)劃及鏈路預(yù)算特點(diǎn)</p><p><b>　　頻段對(duì)覆蓋的影響</b></p><p>　　TD-LTE主要工作在2.3~2.6GHz頻段，該頻段頻率高，電波在空間傳輸過(guò)程中衰減大，穿透能力差，會(huì)顯著影響TD-LTE的覆蓋范圍與傳輸速

104、率。在2G/3G規(guī)劃中廣泛使用的經(jīng)驗(yàn)傳播模型Okumura-Hata與COST231-Hata僅適用于150~2000MHz，在2000MHz以上頻段使用時(shí)必須通過(guò)細(xì)致的測(cè)試修正才能用于對(duì)傳播損耗的估計(jì)。室內(nèi)覆蓋也是類(lèi)似的情況，2.3~2.6GHz經(jīng)過(guò)饋纜的損耗更大，單天線覆蓋半徑變小。共用原有分布系統(tǒng)的，為滿足TD-LTE信號(hào)的覆蓋要求，部分主干線纜需要更換為更粗的饋纜。</p><p>　　技術(shù)差異對(duì)覆蓋的影

105、響</p><p>　　TD-LTE中業(yè)務(wù)信道為共享信道，因而首先要確定小區(qū)邊緣用戶的最低速率要求，然后才能確定小區(qū)的有效覆蓋范圍。由于TD-LTE使用時(shí)域/頻域的兩維調(diào)度，還需要確定不同速率的業(yè)務(wù)在小區(qū)邊緣區(qū)域所占用的無(wú)限承載（RB）數(shù)或者信號(hào)與干擾加噪聲比（SINR）要求，才能確定滿足該小區(qū)邊緣最低速率要求下的小區(qū)覆蓋半徑。在邊緣業(yè)務(wù)速率性能要求一定的情況下，覆蓋距離與業(yè)務(wù)信道所占用的RB資源、子幀數(shù)目呈正相

106、關(guān)關(guān)系。</p><p><b>　　鏈路預(yù)算中的不同</b></p><p>　　TD-LTE鏈路預(yù)算的流程為：輸入系統(tǒng)帶寬和速率需求→確定天線配置和MIMO配置→確定DL/UL公共開(kāi)銷(xiāo)負(fù)荷→計(jì)算發(fā)送端功率增益和損耗→計(jì)算接收端功率增益和損耗→輸出鏈路總預(yù)算。在鏈路預(yù)算方面，需要注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　?、偬炀€類(lèi)型對(duì)覆蓋的影響，對(duì)于

107、上行鏈路來(lái)說(shuō)，基站側(cè)天線數(shù)增加，體現(xiàn)為接收分集增益能力的提升；對(duì)于下行鏈路來(lái)說(shuō)，SFBC發(fā)射分集時(shí)，4、8天線比2天線的增益稍高，但差別不大；采用波束賦形時(shí)，8天線比2天線高6dB左右的增益。</p><p>　?、诎l(fā)送功率對(duì)覆蓋的影響，基站發(fā)射功率增大，覆蓋能力增強(qiáng)，但干擾也將逐步增加，在一定功率值附近頻譜效率達(dá)到平穩(wěn)。實(shí)際設(shè)備功率取值會(huì)在覆蓋能力、頻譜效率、設(shè)備成本與體積方面進(jìn)行平衡。不同信道的下行功率可以依