《信息技术发展前沿讲座》结课论文.docx

学号：1100250213 姓名：何年清TD-LTE:第四代移动通信技术标准2011年GSMA世界移动通信大会上，下一代移动网络LTE的发展是各界关注的重中之重，特别是我国主导的新一代宽带移动通信技术TD-LTE更是风头正劲。中国移动联合多家国外主流运营商共同发起了全球TD-LTE发展倡议（GTI）。目前，TD-LTE技术已经得到了国际组织、运营商和设备商的广泛支持。截至到2011年2月11日，中国移动已经与9家运营商签署TD-LTE的合作协议，推动全球建成或即将建成26个TD-LTE试验网。随着印度和日本等重量级运营商明确TD-LTE部署，将使得TD-LTE全球化商用达到了第一个高潮。TD-LTE不在是仅有中国一家使用的技术，而真正成为了全球技术和全球标准。那么，到底什么是TD-LTE呢？TD-LTE 的英文全称是 Time Division Long Term Evolution（分时长期演进），是由阿尔卡特-朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动等业者，所共同开发的第四代（即4G）移动通信技术与标准。TDD即时分双工(Time Division Duplexing)，是移动通信技术使用的双工技术之一，与FDD相对应。TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系，TD-LTE是TDD版本的LTE的技术，FDD-LTE的技术是FDD版本的LTE技术。TD-SCDMA是CDMA（码分多址）技术，TD-LTE是OFDM（正交频分复用）技术。两者从编解码、帧格式、空口、信令，到网络架构，都不一样。 其实，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。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。 作为LTE的需求，TDD系统的演进与FDD系统的演进是同步进行的。 在2005年6月在法国召开的3GPP会议上，以大唐移动为龙头，联合多家国内厂家，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TD-SCDMA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，规范制定阶段正式开始启动。 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（TD-SCDMA LCR/HCR）模式。在RAN 38次全会上融合帧结构方案获得通过，被正式写入3GPP标准中TD-LTE有哪些优势呢？TD-LTE是一个中国主导的并具有“国际化”特征的标准。TD-LTE的技术优势体现在速率、时延和频谱利用率等多个领域，使得运营商能够在有限的频谱带宽资源上具备更强大的业务提供能力，而这正是全球移动通信产业孜孜以求的目标所在。上海世博会TD-LTE演示网的理论峰值速率在上、下行分别达到了50Mbps、100Mbps，这就使得移动宽带时代最吸引用户，但却最消耗带宽、对网络能力要求最高的移动高清视频类应用得到了完美呈现。基于TDD技术的网络部署不需要成对频谱，并且通过日益发展的宽带功放技术，可以把零散的频谱聚合起来提供业务，更增强了运营商的频谱资源利用效率和网络部署效率。可以预见，TD-LTE必将成为移动宽带时代的主力军，为运营商ARPU提升、用户体验提升、拓宽行业应用前景，提供重要的动力。除此之外，它还有以下的一些优点：1.频谱利用率高 TD一个载频 1.6M W一个载频 10M 2.对功控要求低 TD 0200MZ W 1500MZ 3.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,易于网络规划当然不可避免的，TD-LTE也有那么一些不足：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；TD-LTE的发展：在国内：相对于其他下一代移动通信技术，TD-LTE拥有着无可比拟的优势：政府发展的决心和全面有力的支持，以及全球最大规模移动通信运营商中国移动的积极推动。 TD-LTE，从诞生起就得到了政府的高度重视和大力支持。据科技部部长万钢介绍，TD-LTE不仅入选了中国国家16个重大科技专项之一，“新一代宽带无线移动通信网”也将TD-LTE作为十一五工作的重中之重；中国政府将在充分借鉴TD-SCDMA产业化经验的基础上，对TD-LTE的产业链各个环节进行体系化的规划与扶持，尽快促成TD-LTE端到端产业链的形成。工信部副部长娄勤俭也表示：“政府正在进一步完善发展规划、产业政策和技术标准，坚定不移地支持TD-LTE的快速发展，为TD-LTE营造良好的发展环境”。由此可见，在TD-LTE产业化中，政府发挥着至关重要的作用，积极引导和营造出了健康、快速、协调发展的外部环境。同时，继世博会之后，中国政府还将部署开更大规模的现网验证和发展推广工作。 中国移动，作为TD-LTE发展进程中的牵头人，发挥着最为直接的推动作用，驱动着产业价值链的形成与完善以及TD-LTE的国际化进程。在中国移动的积极努力下，TD-LTE演示网在上海世博会上惊艳亮相。据中国移动研究院院长黄晓庆介绍，中国移动TD-LTE规模试验多城市百站网规模测试将在下半年启动，3个国内重要城市每城市将至少建设100个连续覆盖的室外站，并考虑一定比例的室内站及分布系统建设，同时每城市不少于5000部终端。 在政府和中国移动的联手推动以及产业界的共同努力下，中国有望在LTE与4G时代与全球实现同步，因为TD-LTE与LTE FDD已然实现了同时起步、同步发展。在海外：众所周知，移动通信的频率资源正在全球变得越来越稀缺，同时移动通信的带宽需求却永无止境，TD-LTE恰好在这两个方面都有着得天独厚的优势。除了带宽优势以外，TD-LTE在频谱利用率上，相对于HSPA等3G升级型技术能够高出24倍；在频谱资源上，NGMN确定的在全世界推广TD-LTE的主要频段为2.3GHz和2.6GHz，而这两个频段在很多国家还没有被占用。 目前除了印度之外，近期在日本、欧洲、北美等多个区域也陆续传出了拍卖TDD频谱和运营商日益关注TD-LTE的消息，TD-LTE国际化进展顺利。事实上，自TD-LTE标准形成以来，为使TD-LTE实现国际化发展，中国移动早就已开始积极与NGMN、LSTI等国际组织以及全球顶尖运营商开展深入合作。2008年，中国移动即与Verizon Wireless、沃达丰联合起来，共同开展了TD-LTE的技术试验和测试，而其他包括T-Mobile、Orange等多家国际著名运营商也都以不同形式参与推动TD-LTE的商用化进程。TD-LTE，这一个新的技术，新的标准，将为中国通信业在移动宽带时代全球移动通信版图上的整体崛起，提供了非常难得的契机；同时，也为我国从“电信大国”走向“电信强国”注入了极其强劲的动力。工业和信息化部电信研究院副院长曹淑敏对此显然满怀信心的说：“TD-