TD-LTE的原理及其发展.doc
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1、TD-LTE的原理及其发展 作者: 日期:19 个人收集整理 勿做商业用途兰州大学课程设计移动通信期中论文论文题目 TD-LTE的原理及其发展 姓 名 学 号 学 院 专业班级 TD-LTE的原理及其发展专业: 姓名:摘 要:TD-LTE作为一种未来4G储存技术,它具有很高的系统性能和鲜明的特点,在速率、时延和频谱利用等方面有众多的优势,基于TDD技术的网络部署可以聚合零散的频谱资源,提高资源的利用率,并且可以为用户提供丰富多彩的移动互联网业务,在许多国家相继开始开展商务试用,具有光明的前景。关键词:TDLTE,技术,前景 ABSTRACTTD-LTE as a future 4 G stor
2、age technology, it is of high performance and distinct characteristics, in the rate, time delay and spectrum and many advantages, based on the network can deploy technology TDD polymerization scattered spectrum resources, and improve the utilization of the resources, and can provide users with rich
3、and colorful mobile Internet business, in many countries have started to business trial, has the bright future。 Key Words: TD-LTE Technology Prospect 一、 TDLTE概述LTE f Long Term Evolution是3GPP在R帅提出的一种新的宽带无线空中接口技术可分为FDD和TDD两种模式。TDLTE是一种新一代亮带穆动通信技术+是我国拥有la主知识产权的TD SCDMA的后续演进技术在继承7TDD优点的同时R引了多云线MMO与频丹复用O
4、FDM技术。相比于3G,TDLTE在系统性能上有T跨越式提高能够为用户提供更加丰富多彩的移动互联网业务.早在2004年11月份3GPP魁北克的会议上,3GPP决定开始3G系统的长期演进(Long Term Evolution)的研究项目。世界主要的运营商和设备厂家通过会议、邮件讨论等方式,开始形成对LTE系统的初步需求:作为一种先进的技术,LTE需要系统在提高峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率,并着眼于降低运营和建网成本方面进行进一步改进,同时为使用户能够获得“Always Online”的体验,需要降低控制和用户平面的时延.该系统必须能够和现有系统(2G/2.5G/3G)共存。在无线接入
5、网(RAN)侧,将由CDMA技术改变为能够更有效对抗宽带系统多径干扰的 OFDM(正交频分调制)技术。OFDM技术源于20世纪60年代,其后不断完善和发展,90年代后随着信号处理技术的发展,在数字广播、DSL和无线局域网等领域得到广泛应用。OFDM技术具有抗多径干扰、实现简单、灵活支持不同带宽、频谱利用率高支持高效自适应调度等优点,是公认的未来4G储备技术.二TDLTE特点TD-LTE作为通信产业变革期的重要机遇,主要包含三大特点:1。包含大量中国的专利,由中国主导,同时得到了广泛国际支持,成为了国际标准;2.上网速度快,能够达到TDSCDMA技术的几十倍,使无处不在的高速上网成为可能;3.产
6、业发展速度快,与其他国际移动宽带技术基本实现了同步发展,代表着当今世界移动通信产业的最先进水平。三、LTE关键技术为进一步提高频谱效率,MIMO(多输入/多输出)技术也成为LTE的必选技术。MIMO技术利用多天线系统的空间信道特性,能同时传输多个数据流,从而有效提高数据速率和频谱效率.为了降低控制和用户平面的时延,满足低时延(控制面延迟小于100ms,用户面时延小于 5ms)的要求,目前的NodeB-RNC-CN的结构必须得到简化,RNC作为物理实体将不复存在,NodeB将具有RNC的部分功能,成为eNodeB,eNodeB间通过X2接口进行网状互联,接入到CN中。这种系统的变化必将影响到网络
7、架构的改变,SAE(系统架构的演进)也在进行中, 3GPP同时也在为RAN/CN的平滑演进进行规划。在传输较高速率的业务数据时通过在一定时隙使用较高调制方式(8PSK 16QAM甚至64QAM)来进行恃输是一种受到广泛关注的技术在TD-SCDMA RTT中,已经使用SPSK来侍输2Mbos的业务。高通公司提出HDR技术,在CDMA 2000 1中的某时陬使用16QAM传输高速数据在1 25MHz的带宽下可传输2Mbps的数据速率其实质就是将TDD技术应用到FDD系统中。3GPP也在研究类似的技术来解决FDD传辕上、下行不对称业务的问题,作为LTE的需求,TDD系统的演进与FDD系统的演进是同步
8、进行的.在2005年6月在法国召开的3GPP会议上,以大唐移动为龙头,联合国内厂家,提出了基于OFDM的TDD演进模式的方案,在同年11月,在汉城举行的3GPP工作组会议通过了大唐移动主导的针对TDSCDMA后续演进的LTE TDD技术提案。到2006年6月,LTE的可行性研究阶段基本结束,规范制定阶段开始启动.在2007年9月,3GPP RAN37次会议上,几家国际运营商联合提出了支持TYPE2的TDD帧结构,同年11月在济州工作组会议上通过了LTE TDD融合技术提案,基于TD的帧结构统一了延续已有标准的两种TDD(TDSCDMA LCR/HCR)模式。在RAN 38次全会上融合帧结构方案
9、获得通过,被正式写入3GPP标准中。OFDM技求是将一十较宽的频带分成一些较窄的相互重叠且正交的子载波并行传送数据提高频谱效率抵抗信道衰落其主要思想是将信道丹或许多正变于信谨,在每个子信逋进行窄带调制和传输,由于每个于信道上的信号带宽小于信道的相关带宽因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的大大消除了符号间干扰.在各类无线通信系统中,ISI f nte r S ymboInterference符号问干扰)一直是影响通信质量的重要因素.目前的移动通信系统罘用自适应均衡器来解决这一问题。但是用户越多均衡器的抽头就越多这对硬件的处理速度提出了很高的要求并将太大提高设备的复杂程度和成本。因此,当同样能
10、够有效对抗lsl的OFDM技术推出时、就目其频谱利用率高、抗击径衰落性能好、成本偏低而被普遍看好。四、TDLTE的帧结构如下每个无线帧包括两个5ms的半帧,每个半帧由8个长度为0.5ms的时隙和3个特殊时隙(DwPTS/GP/UpPTS)组成.3个特殊时隙总长度为1ms。每两个时隙组成一个子帧。目前LTE TDD规范方面,物理层完成了95%,高层完成了80%,接口完成了80,08年应能完成射频、终端一致性方面及核心网方面的规范制定.五、TDD LTE系统具有如下特点1.灵活支持1。4,3,5,10,15,20MHz带宽;2。下行使用OFDMA,最高速率达到100Mbits/s,满足高速数据传输
11、的要求;3.上行使用OFDM衍生技术SCFDMA(单载波频分复用),在保证系统性能的同时能有效降低峰均比(PAPR),减小终端发射功率,延长使用时间,上行最大速率达到50Mbits/s;4.充分利用信道对称性等TDD的特性,在简化系统设计的同时提高系统性能;5.系统的高层总体上与FDD系统保持一致;6.将智能天线与MIMO技术相结合,提高系统在不同应用场景的性能;7。应用智能天线技术降低小区间干扰,提高小区边缘用户的服务质量;8.进行时间/空间/频率三维的快速无线资源调度,保证系统吞吐量和服务质量。TD-LTE与美、欧切换技术的优缺点优点:1) 频谱利用率高 TD一个载频 1.6M W一个载频
12、 10M2) 对功控要求低 TD 0200MZ W 1500MZ3) 采用了智能天线和联合测试引入了所谓的空中分级,但效果如何,还待验证4) 避免了呼吸效应 TD不同业务对覆盖区域的大小影响较小,易于网络规划缺点:1) 同步要求高 TD需要GPS同步,同步的准确程度影响整个系统是否正常工作2) 码资源受限 TD 只有16个码,远远少于业务需求所需要的码数量3) 干扰问题上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰4) 移动速度慢 TD 120KM/H W 500KM/H六、LTE 的目标有以下几点 实现比现有技术更高的数据率。在 20 MHz 带宽下, UE 下行采用 2 天线, UE 上行采用 1
13、天线发射的情况下, 其上行峰值速率应达到 50 Mbit/s , 下行峰值速率达到100 Mbit/s , 频谱利用率比 R6 版本提高 24 倍。全小区范围内, 数据速率应保持一致性, 在边缘区域, 速率不能有明显下跌。 提供比 R6 版本高 3 到 4 倍的小区容量, 在小区边缘容量比 R6 版本高 2 到 3 倍。 显著降低用户平面和控制平面的时延, 用户平面内部单向传输时延应低于 10 ms , 控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间应低于 100 ms , 从驻留状态到激活状态的迁移时间应小于 100 ms。 显著降低用户和运营商的成本.另外 LTE 要求在满足以上目标时尽可能平滑地实
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