畢業(yè)論文---無線通信技術(shù)熱點(diǎn)及其發(fā)展趨勢

1、<p>　　無線通信技術(shù)熱點(diǎn)及其發(fā)展趨勢</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　我國的無線通信產(chǎn)業(yè)通過短短幾十年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展到第三代和第四代移動通信技術(shù)，多種無線通信技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用。目前，無線通信領(lǐng)域主要包括3G、TD-LTE-Advanced、UWB、Wi-Fi、RFID等幾大技術(shù)熱點(diǎn)。本文首先介紹了無線通信技術(shù)的發(fā)展歷

2、程和特點(diǎn)，然后主要針對我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-LTE-Advanced技術(shù)的產(chǎn)生及其特點(diǎn)進(jìn)行了簡要的分析。</p><p>　　TD-LTE-Advanced作為TD-SCDMA技術(shù)的演進(jìn)，是下一代移動通信系統(tǒng)IMT-Advanced 的兩大技術(shù)之一。與第三代移動通信系統(tǒng)采用CDMA技術(shù)不同，TD-LTE采用OFDM和MIMO作為基本技術(shù)，大量采用了目前移動通信領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)理念。</p>

3、<p>　　關(guān)鍵詞：無線通信，3G，LTE，TD-LTE-Advanced</p><p>　　Hot Spots in Wireless Communication Technology and its Tendency of Development</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　By

4、 only a few decades of development,the wireless industry in China has grown to the third and the fourth generation mobile communication technology and a variety of wireless communication technology have been widely used.

5、 At present, the hot spots in wireless communication technology is mainly include 3G, TD-LTE-Advanced, UWB, Wi-Fi, RFID,etc.This paper first introduces the development history of wireless communication technology and it

6、s characteristics,then it briefly analyse the development </p><p>　　As the evolution of TD-SCDMA Technology, TD-LTE-Advanced is one of the two candidates for next generation mobile communication system (IMT-

7、Advanced). Compared with CDMA technology which is widely adopted by 3G system, TD-LTE introduces OFDM and MIMO as technical basis,together with many state of art advanced technologies and designs.</p><p>　　K

8、ey Words: Wireless Communication, 3G, LTE,TD-LTE-Advanced</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目錄III&

9、lt;/b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 技術(shù)背景概述1</p><p>　　第二章 無線通信技術(shù)的發(fā)展3</p><p>　　2.1 無線通信的概念3

10、</p><p>　　2.2 無線移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程3</p><p>　　2.3 無線通信技術(shù)與業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢4</p><p>　　2.4 各個技術(shù)熱點(diǎn)的簡單介紹5</p><p>　　2.4.1 3G6</p><p>　　2.4.2 UWB8</p><p>　　2.4.3

11、 RFID8</p><p>　　2.3.4 Wi-Fi9</p><p>　　2.4.5 TD-LTE-Advanced10</p><p>　　第三章 TD-LTE-Advanced的產(chǎn)生歷程及特點(diǎn)11</p><p>　　3.1 TD-LTE-Advanced的概念11</p><p>　　3.2 T

12、D-LTE-Advanced的產(chǎn)生過程12</p><p>　　3.3 TD-LTE-Advanced的技術(shù)特點(diǎn)13</p><p>　　3.3.1 多址方式13</p><p>　　3.3.2 幀結(jié)構(gòu)14</p><p>　　3.3.3 多入多出MIMO方案16</p><p>　　3.3.4 快速的分組調(diào)

13、度18</p><p>　　3.3.5 無線中繼技術(shù)——Relay18</p><p>　　3.3.6 CoMP技術(shù)19</p><p>　　3.4 TD-LTE-Advanced的測試工作21</p><p>　　3.4.1 TD-LTE-Advanced技術(shù)的測試進(jìn)程21</p><p>　　3.4.2

14、TD-LTE-Advanced技術(shù)的性能評估21</p><p><b>　　3.5 小結(jié)22</b></p><p>　　第四章 TD-LTE-Advanced技術(shù)的現(xiàn)狀和前景分析23</p><p><b>　　4.1 現(xiàn)狀23</b></p><p>　　4.2 前景和今后的工作2

15、4</p><p>　　第五章 結(jié)束語26</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　謝辭28</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言&l

16、t;/b></p><p>　　最近幾年隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，全球無線通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，呈現(xiàn)出了兩個突出的特點(diǎn)：一是公眾移動通信保持較快增長態(tài)勢，一些國家和地區(qū)增勢比較強(qiáng)勁，但存在發(fā)展不均衡的現(xiàn)象；二是寬帶無線通信技術(shù)熱點(diǎn)不斷，研究和應(yīng)用十分活躍。</p><p>　　根據(jù)愛立信的研究顯示，截止到2010年7月份，全球移動用戶數(shù)量已突破50億，并且仍在以每日約200萬用戶的

17、數(shù)量增加。而這其中，移動寬帶用戶數(shù)量也正在快速增長，預(yù)計(jì)到2015年將會超過34億（2009年這一數(shù)字僅為3.6億）。在國內(nèi)方面，根據(jù)工業(yè)和信息化部在最近發(fā)布的中國通信業(yè)運(yùn)行狀況報(bào)告顯示，首先是在用戶規(guī)模上，截止到2011年4月份，我國全國移動電話用戶數(shù)量已達(dá)到了8.9億戶，其中3G用戶數(shù)量為6757.2萬戶；然后是業(yè)務(wù)收入方面，移動通信收入在電信主營業(yè)務(wù)收入中所占的比重為70.63%，而固定通信收入所占的比重僅為29.37%，并且在逐

18、年下降。</p><p>　　這些數(shù)據(jù)無不清楚的表明，無論是在國內(nèi)還是國際上，無線通信都已經(jīng)毫無疑問的成為通信領(lǐng)域的主流，也早在2002年，全球的移動用戶數(shù)量已經(jīng)超過固定電話用戶數(shù)量，移動通信成為用戶最大、使用最廣泛的通信手段。也正是因?yàn)槿绱耍┠陙頍o線通信技術(shù)的發(fā)展才能日新月異，熱點(diǎn)前沿技術(shù)才能層出不窮，顯現(xiàn)出無限的生命力。</p><p>　　1.2 技術(shù)背景概述</p>

19、<p>　　目前，無線通信領(lǐng)域主要包括3G、TD-LTE-Advanced、WiMax、UWB、Wi-Fi以及RFID等幾大技術(shù)熱點(diǎn)。其中，UWB（超寬帶）和RFID（射頻識別）技術(shù)主要運(yùn)用于短距離無線通信領(lǐng)域，并且RFID還是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，日后會發(fā)揮越來越重要的作用；Wi-Fi技術(shù)主要用于解決無線局域網(wǎng)的相關(guān)問題，可以在公共場所提供方便的“熱點(diǎn)”接入；3G則是如今蜂窩通信技術(shù)的主流，在全球范圍內(nèi)也已經(jīng)大規(guī)模的商用，技

20、術(shù)日趨成熟，可以說今后十年無疑將會是3G移動通信系統(tǒng)正興的時期，而到了十年以后則將會是第四代移動通信的天下3]。而LTE-Advanced和802.16m正是國際電信聯(lián)盟在最近才剛剛為新一代移動通信（即4G）確定的國際標(biāo)準(zhǔn)，而其中的LTE-Advanced就包含了我國提交的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)TD-LTE-Advanced，它是LTE-Advanced的TDD（時分雙工）分支。</p><p>　　針對目前

21、無線通信技術(shù)領(lǐng)域的情況，我們需要根據(jù)我國的具體國情，結(jié)合不同地區(qū)不同業(yè)務(wù)群體的不同需求，抓住這次無線通信技術(shù)的浪潮，結(jié)合我國的“十二五規(guī)劃”全面建設(shè)完善的符合我國需求的無線通信體系。</p><p>　　第二章 無線通信技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　前文對無線通信領(lǐng)域的發(fā)展情況作了概要性介紹，以下將簡單介紹無線通信技術(shù)的發(fā)展歷程和各個時期的不同特點(diǎn)。</p><p&

22、gt;　　2.1 無線通信的概念</p><p>　　無線通信(Wireless Communication)是指利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年來，在信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。在移動中實(shí)現(xiàn)的無線通信又通稱為移動通信，人們把二者合稱為無線移動通信。</p><p>　　2.2 無線移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程</p>

23、;<p>　　移動通信發(fā)展到今天大約經(jīng)歷了以下幾個階段：</p><p>　　20世紀(jì)20年代初，無線通信技術(shù)產(chǎn)生，起初主要用于艦船及軍有，采用短波頻及電子管技術(shù)，至該四十年代末期才出現(xiàn)150MHZ VHF（即甚高頻Very High Frequency）單工汽車公用移動電話系統(tǒng)MTS（Mobile Telephone Service）。到了五、六十年代，頻段擴(kuò)展至UHF（特高頻Ultra High

24、 Frequency）450MHZ，器件技術(shù)己向半導(dǎo)體過渡，大都為移動環(huán)境中的專用系統(tǒng)，并解決了移動電話與公用電話網(wǎng)的接續(xù)問題。隨后頻段擴(kuò)展至800MHZ，美國Bell研究所提出了蜂窩系統(tǒng)概念并進(jìn)行了試驗(yàn)。</p><p>　　第一代移動通信：最早的移動通信電話采用的是模擬蜂窩通信技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)，是最初的模擬的、僅限語音的蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn)。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進(jìn)行移動通信的長途漫游，只能是一種

25、區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。</p><p>　　第二代移動通信：包括GSM通信技術(shù)和GPRS通信技術(shù)等，采用了數(shù)字化，自此無線通信步入了純數(shù)字時代。具有保密性強(qiáng)，頻譜利用率高，能提供豐富的業(yè)務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，使得移動通信得到了空前的發(fā)展，從過去的補(bǔ)充地位躍居通信的主導(dǎo)地位。隨后，通信運(yùn)營商又推出了增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù)(Enhanced Data Rate for GSM Evolution即EDGE)，

26、這種通信技術(shù)是一種介于現(xiàn)有的第二代移動網(wǎng)絡(luò)與第三代移動網(wǎng)絡(luò)之間的過渡技術(shù)，因此有人稱它為2.5G 技術(shù)[3]。</p><p>　　第三代移動通信：目前的3G技術(shù)有4個標(biāo)準(zhǔn)，分別是WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000和WiMax。各個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都已經(jīng)非常成熟，并且都正在全球范圍內(nèi)迅速展開，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。</p><p>　　第四代移動通信：隨著國際電信聯(lián)盟有關(guān)4G標(biāo)準(zhǔn)的確定，L

27、TE-Advanced和802.16m獲得勝利，至此4G標(biāo)準(zhǔn)之爭基本落下帷幕。國際電信聯(lián)盟將于2011年底前完成4G國際標(biāo)準(zhǔn)建議書編制工作，2012年初正式批準(zhǔn)發(fā)布，今后有關(guān)4G的商用也會逐步展開。</p><p>　　2.3 無線通信技術(shù)與業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　無線通信技術(shù)與業(yè)務(wù)有以下幾個發(fā)展趨勢：</p><p>　　（1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋的無縫化，即用戶

28、在任何時間、任何地點(diǎn)都能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入，也有人把這稱作網(wǎng)絡(luò)的泛在化。</p><p>　?。?）寬帶化是未來通信發(fā)展的一個必然趨勢，窄帶的、低速的網(wǎng)絡(luò)會逐漸被寬帶網(wǎng)絡(luò)所取代。</p><p>　?。?）融合趨勢明顯加快，包括：技術(shù)融合、網(wǎng)絡(luò)融合、業(yè)務(wù)融合、接入融合。從IP網(wǎng)絡(luò)兼容性來看，3G系統(tǒng)不是基于IP的，而4G則支持下一代的Internet（IPv6）和所有的信息設(shè)備，將能在IP I

29、Pv6網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)話音和多媒體業(yè)務(wù)[3]。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)速率越來越高，無論是上行還是下行速度都在不斷提高，頻譜帶寬越來越寬，頻段也越來越高，數(shù)據(jù)傳輸能力已從早期的kb/s 逐步發(fā)展到如今的Gb/s。</p><p>　?。?）業(yè)務(wù)內(nèi)容更加多樣化，這是離不開速率和帶寬的提高的，無線通信經(jīng)歷了，從僅支持單一語音業(yè)務(wù)逐漸發(fā)展到支持語音、數(shù)據(jù)、圖像等多種媒體流業(yè)務(wù)的歷程6]。<

30、;/p><p>　　圖2-1 無線通信技術(shù)演進(jìn)路徑</p><p>　　上圖中有兩條主線，第一條是蜂窩通信的發(fā)展主線，蜂窩通信技術(shù)從1G、2G向WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000等3G技術(shù)再經(jīng)過LTE并最終向4G發(fā)展；第二條線涵蓋了WLAN、Wi-Fi、WiMax等技術(shù)的發(fā)展。這些技術(shù)都是朝向?qū)拵Щ?、移動化、全I(xiàn)P化和高速率的方向發(fā)展。</p><p>　　

31、2.4 各個技術(shù)熱點(diǎn)的簡單介紹</p><p>　　下面對于目前比較熱門的幾大無線通信技術(shù)做一下簡單的介紹。</p><p><b>　　2.4.1 3G</b></p><p>　　“3G”（英語 3rd-generation）或“三代”是第三代移動通信技術(shù)的簡稱，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音(通話)及數(shù)據(jù)

32、信息(電子郵件、即時通信等)，其代表特征是，能提供高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，速率一般在幾百kbps以上。目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA以及WiMax。</p><p>　　先說下我國的3G。2009年1月7日14:30，工業(yè)和信息化部為中國移動、中國電信和中國聯(lián)通，分別發(fā)放了一張第三代移動通信(3G)牌照，此舉標(biāo)志著我國正式進(jìn)入3G時代。其中，批準(zhǔn)：中國移動增加基于TD-SCDMA技術(shù)

33、制式的3G牌照（TD-SCDMA為我國擁有自主產(chǎn)權(quán)的3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）；中國電信增加基于CDMA2000技術(shù)制式的3G牌照；中國聯(lián)通增加了基于WCDMA技術(shù)制式的3G牌照。</p><p>　?。?）TD-SCDMA</p><p>　　全稱為Time Division-Synchronous CDMA(時分同步CDMA)，該標(biāo)準(zhǔn)是由中國獨(dú)自制定的3G標(biāo)準(zhǔn)，于1999年6月29日，中國原郵電部

34、電信科學(xué)技術(shù)研究院（即現(xiàn)在的大唐電信）向國際電信聯(lián)盟ITU提出，但該技術(shù)的發(fā)明始于西門子公司。TD-SCDMA具有輻射低的特點(diǎn)，被譽(yù)為綠色3G。該標(biāo)準(zhǔn)將智能無線、同步CDMA和軟件無線電等當(dāng)今國際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對業(yè)務(wù)支持、頻率靈活性及成本等方面的獨(dú)特優(yōu)勢。另外，由于中國內(nèi)地龐大的市場，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過2.5代的中間環(huán)節(jié)，直接

35、向3G過渡，非常適用于GSM系統(tǒng)向3G升級。軍用通信網(wǎng)也是TD-SCDMA的核心任務(wù)。</p><p><b>　?。?）W-CDMA</b></p><p>　　也稱為WCDMA，全稱為Wideband CDMA，也稱為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)，它與日本提出的寬帶

36、CDMA技術(shù)基本相同，目前正在進(jìn)一步融合。W-CDMA的支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。該標(biāo)準(zhǔn)提出了GSM(2G)——GPRS——EDGE——WCDMA(3G)的演進(jìn)策略。這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過渡。預(yù)計(jì)在GSM系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲，對這套新技術(shù)的接受度會相當(dāng)高，因此W-C

37、DMA具有先天的市場優(yōu)勢。</p><p>　?。?）CDMA2000</p><p>　　CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA技術(shù)，也稱為CDMA Multi-Carrier，它是由美國高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、Lucent和后來加入的韓國三星都有參與，韓國現(xiàn)在成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，可以從

38、原有的CDMAOne結(jié)構(gòu)直接升級到3G，建設(shè)成本低廉。但目前使用CDMA的地區(qū)只有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不過CDMA2000的研發(fā)技術(shù)卻是目前各標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)度最快的，許多3G手機(jī)已經(jīng)率先面世。該標(biāo)準(zhǔn)提出了從CDMA IS95(2G)——CDMA20001x——CDMA20003x(3G)的演進(jìn)策略。CDMA20001x被稱為2.5代移動通信技術(shù)。CDMA20003x與CDMA20001x的主要區(qū)別在于

39、應(yīng)用了多路載波技術(shù)，通過采用三載波使帶寬提高。目前中國電信正在采用這一方案向3G過渡，并已建成了CDMA IS95網(wǎng)絡(luò)。</p><p><b>　　（4）WiMax</b></p><p>　　WiMax的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，又稱為802.16無線城域網(wǎng)，是一種為企

40、業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案。將此技術(shù)與需要授權(quán)或免授權(quán)的微波設(shè)備相結(jié)合之后，由于成本較低，將擴(kuò)大寬帶無線市場，改善企業(yè)與服務(wù)供應(yīng)商的認(rèn)知度。2007年10月19日，在國際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行的無線通信全體會議上，經(jīng)過多數(shù)國家投票通過，WiMax正式被批準(zhǔn)成為繼WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四個全球3G標(biāo)準(zhǔn)。WiMax構(gòu)建于高級無線技術(shù)，正交頻分多訪問(OFDMA)和多個輸入/多個輸出(MIM

41、O)智能天線技術(shù)這兩個關(guān)鍵高級無線技術(shù)加入WiMax標(biāo)準(zhǔn)后，有效地提高了吞吐量和覆蓋范圍。尤其是MIMO技術(shù)在高干擾環(huán)境中的應(yīng)用，如中心城市等。</p><p><b>　　2.4.2 UWB</b></p><p>　　UWB(Ultra-Wideband)超寬帶，此技術(shù)可追溯至19世紀(jì)，一開始使用的是脈沖無線電技術(shù)。后來由Intel等大公司提出了應(yīng)用了UWB的MB

42、-OFDM技術(shù)方案，由于兩種方案的截然不同，而且各自都有強(qiáng)大的陣營支持，制定UWB標(biāo)準(zhǔn)的802.15.3a工作組沒能在兩者中決出最終的標(biāo)準(zhǔn)方案，于是將其交由市場解決。至今UWB還在爭論之中。</p><p>　　UWB具有以下特點(diǎn)： </p><p>　　抗干擾性能強(qiáng)。UWB采用跳時擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備

43、產(chǎn)生的噪聲。接收時將信號能量還原出來，在解擴(kuò)過程中產(chǎn)生擴(kuò)頻增益。因此，在同等碼速條件下，UWB具有更強(qiáng)的抗干擾性。</p><p>　　傳輸速率高。UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit／s到幾百M(fèi)bit／s，有望高于藍(lán)牙100倍，也可以高于IEEE802．11a和IEEE802．11b。</p><p>　　帶寬極寬。UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達(dá)幾個GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可

44、以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時工作而互不干擾。這在頻率資源日益緊張的今天，開辟了一種新的時域無線電資源。 </p><p>　　消耗電能小。通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能小。</p><p>　　保密性好。UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳

45、時擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時，才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。</p><p>　　2.4.3 RFID</p><p>　　RFID(Radio Frequency Identification)，即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽。這是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種

46、惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。</p><p>　　最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：</p><p>　　（1）標(biāo)簽（Tag，即射頻卡）：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。 </p><p>　?。?）閱讀器：讀?。ㄔ谧x寫卡中還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備。 </p><

47、p>　?。?）天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。</p><p>　　目前，RFID在中國的很多領(lǐng)域都得到實(shí)際應(yīng)用，包括物流、煙草、醫(yī)藥、身份證、奧運(yùn)門票、寵物管理等等，但就我們?nèi)粘Ｉ罡惺芏?，好像RFID還是離我們很遠(yuǎn)。除了二代身份證，我們還很難經(jīng)常感受到RFID在我們生活中的存在。其實(shí)原因很簡單，盡管RFID正快速在各個領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用，但相對于我們國家的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，其應(yīng)用范圍還遠(yuǎn)未達(dá)到廣泛的程度，即

48、便在RFID應(yīng)用比較多的交通物流產(chǎn)業(yè)，也還處于點(diǎn)分布的狀態(tài)，而沒能達(dá)到面的狀態(tài)。</p><p>　　另外，很重要的一點(diǎn)是RFID還是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，未來的發(fā)展應(yīng)用不可限量。物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things），指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別（RFID）、二維碼、全球定位系統(tǒng)等與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，方便識別和管理。</p><p>　　2.3.4 Wi-F

49、i</p><p>　　Wi-Fi是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。Wi-Fi是一個無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-Fi Alliance)所持有，目的是改善基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。Wi-Fi可以幫助用戶訪問電子郵件、Web和流式媒體，它為用戶提供了無線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問。同時，它也是在家里、辦公室或在旅途中上網(wǎng)的快速、

50、便捷的途徑。能夠訪問Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的地方被稱為熱點(diǎn)，Wi-Fi或802.11G在2.4Ghz頻段工作，所支持的速度最高達(dá)54Mbps。另外還有兩種802.11空間的協(xié)議，包括(a)和(b)。它們也是公開使用的，但802.11G在世界上最為常用。</p><p>　　Wi-Fi有如下突出優(yōu)勢：其一，無線電波的覆蓋范圍廣，Wi-Fi的半徑可達(dá)300英尺左右，約合100米，辦公室自不用說，就是在整棟大樓中也可使用。最近

51、，由Vivato公司推出的一款新型交換機(jī)。據(jù)悉，該款產(chǎn)品能夠把目前Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)300英尺(接近100米)的通信距離擴(kuò)大到4英里(約6.5公里)。其二，雖然由Wi-Fi技術(shù)傳輸?shù)臒o線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能也要比藍(lán)牙差一些，傳輸質(zhì)量也還有待改進(jìn)，但是，它傳輸速度非?？?，可以達(dá)到54Mbps，符合個人和社會信息化的需求。其三，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低。廠商只要在機(jī)場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過高

52、速線路將因特網(wǎng)接入上述場所。這樣，由于“熱點(diǎn)”所發(fā)射出的電波可以達(dá)到距接入點(diǎn)半徑幾十米至100米的地方，用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA等其他手持終端拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。也就是說，廠商不用耗費(fèi)資金來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線接入，從而節(jié)省了大量的成本。</p><p>　　2.4.5 TD-LTE-Advanced</p><p>　　TD-LTE-Advanced技術(shù)是我國具

53、有自主知識產(chǎn)權(quán)的國際4G標(biāo)準(zhǔn)之一，由TD-SCDMA技術(shù)經(jīng)過長期演進(jìn)而來，采用了OFDM 和MIMO 作為基本技術(shù)，還大量采用了目前移動通信領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)理念。相比于3G技術(shù)，TD-LTE-Advanced通信速率有了更大的提高，同時提高的還有頻譜效率，加上QoS的保證，還有TD-LTE-Advanced嚴(yán)格合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，來保證實(shí)時業(yè)務(wù)(如VoIP)的服務(wù)質(zhì)量的，降低了無線網(wǎng)絡(luò)時延，并且能向下兼容，支持已有的3G系統(tǒng)和非3GP

54、P規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。下一章我們將會有關(guān)于TD-LTE-Advanced的更加詳細(xì)的介紹。</p><p>　　第三章 TD-LTE-Advanced的產(chǎn)生歷程及特點(diǎn)</p><p>　　下面主要針對我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-LTE-Advanced技術(shù)的產(chǎn)生及其特點(diǎn)進(jìn)行簡要的分析。</p><p>　　3.1 TD-LTE-Advanced的概念</p&

55、gt;<p>　　TD-LTE-Advanced技術(shù)就是4G標(biāo)準(zhǔn)LTE-Advanced中的一種，TD-LTE-Advanced也被稱作LTE-Advanced的TDD（即時分雙工Time Division Duplexing，區(qū)別于FDD頻分雙工Frequency Division Duplexing）制式。它吸納了3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA的主要技術(shù)元素，體現(xiàn)了我國通信產(chǎn)業(yè)界在寬帶無線移動通信領(lǐng)域的最新自主創(chuàng)新成果。&l

56、t;/p><p>　　相比于之前的3G技術(shù)，TD-LTE-Advanced</p><p><b>　　（1）容量提升</b></p><p>　　峰值速率：在20MHz頻率上，下行100 Mbps，上行50 Mbps</p><p>　　頻譜效率：下行是HSDPA的3-4倍，上行是HSUPA的2-3倍</p>

57、<p><b>　?。?）覆蓋增強(qiáng)</b></p><p>　　提高“小區(qū)邊緣比特率”，5km滿足最優(yōu)容量，30km輕微下降，并支持100km的覆蓋半徑</p><p><b>　?。?）移動性提高</b></p><p>　　0~15km/h性能最優(yōu)，15~120 km/h高性能，支持120~350 km/h

58、，甚至在某些頻段支持500km/h</p><p><b>　?。?）質(zhì)量優(yōu)化</b></p><p>　　時延：用戶面小于5ms，控制面小于100 ms</p><p>　?。?）服務(wù)內(nèi)容綜合多樣化</p><p>　　高性能的廣播業(yè)務(wù)，提高實(shí)時業(yè)務(wù)支持能力</p><p><b>　

59、?。?）運(yùn)維成本降低</b></p><p>　　扁平、簡化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營維護(hù)成本</p><p>　　3.2 TD-LTE-Advanced的產(chǎn)生過程</p><p>　　說到TD-LTE-Advanced的產(chǎn)生，還得從我國的3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA還在日趨完善且未商用的時候說起。</p><p>　　20

60、04年，中國在標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP的會議上提議要開始研究第三代移動通信TD-SCDMA的后續(xù)演進(jìn)技術(shù)TD-LTE項(xiàng)目，提出以O(shè)FDM/SC-FDMA（Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，單載波分頻多工） 和MIMO 技術(shù)為核心、靈活支持1.4~20 MHz系統(tǒng)帶寬的、采用扁平網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的3G長期演進(jìn)系統(tǒng)，并命名為LTE（長期演進(jìn)）。之后世界各主要的運(yùn)營商和設(shè)備廠家通過多次會議、

61、郵件討論等方式，開始逐漸形成對LTE系統(tǒng)的初步需求。</p><p>　　2005年6月在法國召開的3GPP會議上，我國以大唐移動為龍頭，聯(lián)合國內(nèi)廠家，提出了基于OFDM的TDD演進(jìn)模式的方案。在同年11月，在漢城舉行的3GPP工作組會議上通過了大唐移動主導(dǎo)的針對TD-SCDMA后續(xù)演進(jìn)的LTE-TDD技術(shù)提案8]。</p><p>　　2006年6月，LTE的可行性研究階段基本結(jié)束，規(guī)范

62、制定階段開始啟動。</p><p>　　2007年，按照“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”重大專項(xiàng)的要求，中國政府面向國內(nèi)組織開展了4G技術(shù)方案征集遴選。國內(nèi)積極響應(yīng)，累計(jì)提交相關(guān)技術(shù)提案近600篇。10月，中國企業(yè)聯(lián)合主流的國內(nèi)外設(shè)備商、運(yùn)營商以及研究機(jī)構(gòu)，在3GPP RAN1第51次小組會上，提議并通過了統(tǒng)一的TDD制式的幀結(jié)構(gòu)，并將LTE TDD 正式命名為TD-LTE，為TD-SCDMA等TDD技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展

63、演進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。又經(jīng)過2年多的攻關(guān)研究，國內(nèi)對多種技術(shù)方案進(jìn)行分析評估和試驗(yàn)驗(yàn)證，最終中國產(chǎn)業(yè)界達(dá)成共識，在TD-LTE基礎(chǔ)上形成了TD-LTE-Advanced技術(shù)方案9]。</p><p>　　2010年6月，完成核心規(guī)范第一個完整版本的我國自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-LTE入圍4G國際標(biāo)準(zhǔn)候選。</p><p>　　2010年11月2日，工信部產(chǎn)業(yè)政策司在官網(wǎng)上宣布，國際電信聯(lián)盟已確定了新一

64、代移動通信（4G）的國際標(biāo)準(zhǔn)，我國提交的TD-LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)成為了4G國際標(biāo)準(zhǔn)之一。國際電信聯(lián)盟將于2011年底前完成4G國際標(biāo)準(zhǔn)建議書編制工作，2012年初正式批準(zhǔn)發(fā)布，相信今后有關(guān)4G的商用也會逐步展開。</p><p>　　3.3 TD-LTE-Advanced的技術(shù)特點(diǎn)</p><p>　　3.3.1 多址方式</p><p>　　TD-LTE

65、采用OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)為基礎(chǔ)，該技術(shù)的主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多窄的正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸，因此可以大大消除信號波形間的干擾10]。根據(jù)上、下行鏈路各自的特點(diǎn)，分別采用單載波DFT-SOFDM（離散傅立葉變換擴(kuò)展正交頻分復(fù)用）和OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access正交頻分多址）作為兩個方向上多址方式的（

66、如下圖3-1所示）。</p><p>　　圖3-1 TD-LTE上行多址方式（DFT-SCDM）</p><p>　　具體實(shí)現(xiàn)根據(jù)OFDM技術(shù)采用子載波分配的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用15KHz的子載波帶寬，按照不同的子載波數(shù)目，可以支持1.4、3、5、10、15和20MHz各種不同的系統(tǒng)帶寬。在LTE-Advanced中，還可通過載波聚合的方式，聚合5個20MHz的單元載波，實(shí)現(xiàn)100MHz的全系統(tǒng)

67、帶寬（如下圖3-2所示）。</p><p>　　圖3-2 載波聚合方式</p><p><b>　　3.3.2 幀結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　LTE分兩種不同的雙工方式，這個不同最直接的就是對于空中接口無線幀結(jié)構(gòu)的影響，因?yàn)镕DD采用頻率來區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的；而TDD則采用時間來區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時間

68、上是不連續(xù)的，而且需要保護(hù)時間間隔，來避免兩個方向之間的收發(fā)干擾，所以LTE分別為FDD和TDD設(shè)計(jì)了各自的幀結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）TD-LTE針對TDD模式中上、下行時間轉(zhuǎn)換的需要，設(shè)計(jì)了如下專門的幀結(jié)構(gòu)。它采用無線幀結(jié)構(gòu)，無線幀長度是10ms，由兩個長度為5ms的半幀組成，每個半幀由5個長度為1ms的子幀組成，其中有4個普通的子幀和1個特殊子幀。所以整個幀也可理解為分成了10個長度為1ms的子幀作

69、為數(shù)據(jù)調(diào)度和傳輸?shù)膯挝?即TTI)。其中，子幀#1和#6可配置為特殊子幀，該子幀包含了3個特殊時隙，即DwPTS，GP和UpPTS（如下圖3-3中所示），它們的含義和功能與TD-SCDMA系統(tǒng)中的相類似。其中，DwPTS的長度可以配置為3～12個OFDM符號，用于正常的下行控制信道和下行共享信道的傳輸；UpPTS的長度可以配置為1～2個OFDM符號，可用于承載上行物理隨機(jī)接入信道和Sounding導(dǎo)頻信號；剩余的GP則用于上、下行之間的

70、保護(hù)間隔，相應(yīng)的時間長度約為71～714μs，對應(yīng)的小區(qū)半徑為7km～100km。</p><p>　　圖3-3 TD-LTE的幀結(jié)構(gòu)</p><p>　?。?）短RACH（RandomAccessCHannel）是LTE對TDD的另一項(xiàng)特殊設(shè)計(jì)。在LTE中，隨機(jī)接入序列可采用的長度分為1ms，2ms以及157μs三種選項(xiàng)，共5種隨機(jī)接入序列格式。其中，長度為157μs的隨機(jī)接入序列格式是

71、TDD所特有的，由于其長度明顯短于其它的4種格式，因此又稱為“短RACH”。采用短RACH的原因也是與TDD關(guān)于特殊時隙的設(shè)計(jì)相關(guān)的，短RACH在特殊時隙的最后部分（即UpPTS）進(jìn)行發(fā)送，這樣利用這一部分的資源完成上行隨機(jī)接入的操作，避免占用正常子幀的資源。采用短RACH時，需要注意的一個主要問題是其鏈路預(yù)算所能夠支持的覆蓋半徑，由于其長度要大大的小于其它格式的RACH序列（1ms，2ms），因此其鏈路預(yù)算相對較低（比長度為1ms的約

72、低7.8dB），相應(yīng)的適用于覆蓋半徑較小的場景（根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不同，約700m～2km）。</p><p>　?。?）由于TDD（時分雙工）系統(tǒng)具有可以靈活分配時間的特點(diǎn)，因此，TD-LTE可以支持7種不同的上、下行時間比例分配方式，可以根據(jù)當(dāng)時的網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量情況進(jìn)行實(shí)時的配置。分配的比例可以從將大部分資源分配給下行的‘下行：上行=9：1’，直到上行占用資源比例較多的‘下行：上行=2：3’。在實(shí)際使用時，網(wǎng)絡(luò)可自

73、動根據(jù)實(shí)時業(yè)務(wù)量的特性靈活地選擇系統(tǒng)配置11]（如下圖3-4中所示）。</p><p>　　圖3-4 TD-LTE上、下行時間比例分配方式</p><p>　　3.3.3 多入多出MIMO方案</p><p>　　MIMO(多入多出)技術(shù)是TD-LTE系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是指在發(fā)射端和接收端同時使用多個天線，可以有效地利用隨機(jī)衰落和可能存在的多徑傳播來成倍地提高業(yè)務(wù)

74、傳輸速率2]。比較準(zhǔn)確的解釋，應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)資料通過多重切割之后，經(jīng)過多重天線進(jìn)行同步傳送，由于無線訊號在傳送的過程當(dāng)中，為了避免發(fā)生干擾起見，會走不同的反射或穿透路徑，因此到達(dá)接收端的時間會不一致。為了避免資料不一致而無法重新組合，因此接收端會同時具備多重天線接收，然后利用DSP重新計(jì)算的方式，根據(jù)時間差的因素，將分開的資料重新作組合，然后傳送出正確且快速的資料流。 由于傳送的資料經(jīng)過分割傳送，不僅單一資料流量降低，可拉高傳送距離，又增加

75、天線接收范圍，因此MIMO技術(shù)不僅可以增加既有無線網(wǎng)絡(luò)頻譜的資料傳輸速度，而且又不用額外占用頻譜范圍，更重要的是，還能增加訊號接收距離。所以不少強(qiáng)調(diào)資料傳輸速度與傳輸距離的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，紛紛開始拋開對既有Wi-Fi聯(lián)盟的兼容性要求，而采用MIMO的技術(shù)，推出高傳輸率的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。</p><p>　　MIMO通信技術(shù)包括以下領(lǐng)域：</p><p>　?。?）空分復(fù)用（patial mul

76、tiplexing）：工作在MIMO天線配置下，能夠在不增加帶寬的條件下，成倍地提升信息傳輸速率，從而極大地提高了頻譜利用率。在發(fā)射端，高速率的數(shù)據(jù)流被分割為多個較低速率的子數(shù)據(jù)流，不同的子數(shù)據(jù)流在不同的發(fā)射天線上在相同頻段上發(fā)射出去。如果發(fā)射端與接收端的天線陣列之間構(gòu)成的空域子信道足夠不同，即能夠在時域和頻域之外額外提供空域的維度，使得在不同發(fā)射天線上傳送的信號之間能夠相互區(qū)別，因此接收機(jī)能夠區(qū)分出這些并行的子數(shù)據(jù)流，而不需付出額外的

77、頻率或者時間資源?？臻g復(fù)用技術(shù)在高信噪比條件下能夠極大提高信道容量。</p><p>　?。?）空間分集（spatial diversity）：利用發(fā)射或接收端的多根天線所提供的多重傳輸途徑發(fā)送相同的資料，以增強(qiáng)資料的傳輸品質(zhì)。</p><p>　?。?）波束成型（beamforming）：借由多根天線產(chǎn)生一個具有指向性的波束，將能量集中在欲傳輸?shù)姆较颍黾有盘柶焚|(zhì)，并減少與其他用戶間的干

78、擾。</p><p>　?。?）預(yù)編碼（precoding）技術(shù)。</p><p>　　以上MIMO相關(guān)技術(shù)并非相斥，而是可以相互配合應(yīng)用的，如一個MIMO系統(tǒng)即可以包含空分復(fù)用和分集的技術(shù)。</p><p>　　根據(jù)天線部署形態(tài)和實(shí)際應(yīng)用情況，具體應(yīng)用中可采用發(fā)射分集、空間復(fù)用和波束賦形三種實(shí)現(xiàn)方案。例如，對于大間距非相關(guān)天線陣列，可以采用空間復(fù)用方案，同時傳輸多

79、個數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)速率；對于小間距相關(guān)天線陣列，可以采用波束賦形技術(shù)，將天線波束指向用戶，減少用戶間干擾；對于控制信道等需要更好地保證接收正確性的場景，發(fā)射分集是一種合理的選擇。</p><p>　　在MIMO系統(tǒng)理論及性能研究方面已有一批文獻(xiàn)，這些文獻(xiàn)涉及相當(dāng)廣泛的內(nèi)容。但是由于無線移動通信MIMO信道是一個時變、非平穩(wěn)多入多出系統(tǒng)，尚有大量問題需要研究。比如說，各文獻(xiàn)大多假定信道為分段-恒定衰落信道。這

80、對于寬帶信號的4G系統(tǒng)及室外快速移動系統(tǒng)來說是不夠的，因此必須采用復(fù)雜的模型進(jìn)行研究。已有不少文獻(xiàn)在進(jìn)行這方面的工作，即對信道為頻率選擇性衰落和移動臺快速移動情況進(jìn)行研究。再有，在基本文獻(xiàn)中，均假定接收機(jī)精確已知多徑信道參數(shù)，為此，必須發(fā)送訓(xùn)練序列對接收機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練。但是若移動臺移動速度過快，就使得訓(xùn)練時間太短，這樣快速信道估計(jì)或盲處理就成為重要的研究內(nèi)容。 </p><p>　　另外實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是MIMO技術(shù)研究的重

81、要一步。實(shí)際系統(tǒng)研究的一個重要問題是在移動終端實(shí)現(xiàn)多天線和多路接收，學(xué)者們正大力進(jìn)行這方面的研究。由于移動終端設(shè)備要求體積小、重量輕、耗電小，因而還有大量工作要做。目前各大公司均在研制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。</p><p>　　在TD-LTE Release8版本中支持下行最多4天線的發(fā)送，最大可以空間復(fù)用4個數(shù)據(jù)流的并行傳輸，在20MHz帶寬情況下，可實(shí)現(xiàn)超過300Mbps的峰值速率。在TD-LTE Release10和T

82、D-LTE-Advanced中，下行支持的天線數(shù)目擴(kuò)展到了8個，相應(yīng)最大可以空間復(fù)用8個數(shù)據(jù)流的并行傳輸，峰值速率也提高了一倍[11]。</p><p>　　3.3.4 快速的分組調(diào)度</p><p>　　無線衰落信道，在時間和頻率上是變化的，在TD-LTE中采用1ms時間長度的TTI（傳輸時間間隔），結(jié)合12個子載波（180kHz）頻率寬度的PRB（物理資源塊），根據(jù)信道的變化情況，進(jìn)行

83、快速調(diào)度，給用戶分配最優(yōu)的物理資源。在所選擇的物理資源上，進(jìn)一步利用AMC（自適應(yīng)編碼調(diào)制）技術(shù)，形成資源的最佳利用。這樣的自適應(yīng)調(diào)度，從整個系統(tǒng)的角度實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化的分配和利用，提高全系統(tǒng)性能。同時，靈活的調(diào)度也可以根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)為單個用戶提供合理的QoS保證。QoS即Quality of Service服務(wù)質(zhì)量是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機(jī)制，用來解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問題的一種技術(shù)。在正常情況下，若網(wǎng)絡(luò)只用于特定的無時間限制的應(yīng)用系統(tǒng)，并不需要Qo

84、S，如web服務(wù)等。但是對關(guān)鍵應(yīng)用和多媒體應(yīng)用就十分必要，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時，QoS能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟棄，同時保證網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行。因此QoS等相關(guān)的機(jī)制已經(jīng)成為所有新一代移動通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基本技術(shù)。</p><p>　　3.3.5 無線中繼技術(shù)——Relay</p><p>　　Relay是一種無線中繼技術(shù)，RN（Routing Node路由節(jié)點(diǎn)）節(jié)點(diǎn)對來自基站或者從屬終端

85、的信號基帶處理后再轉(zhuǎn)發(fā)給從屬終端或者基站。</p><p>　　Relay的技術(shù)優(yōu)勢：</p><p>　?。?）部署靈活，不需要光纖與機(jī)房；</p><p><b>　?。?）運(yùn)營成本低；</b></p><p>　　（3）可抑制網(wǎng)絡(luò)干擾；</p><p>　?。?）可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋；</p

86、><p>　　（5）可提升網(wǎng)絡(luò)容量。</p><p>　　Relay可解決室內(nèi)、外容量，覆蓋與回傳的相關(guān)問題。以下是Relay的幾種應(yīng)用場景：</p><p>　?。?）密集城區(qū)：部署中繼提高高速業(yè)務(wù)的覆蓋范圍；</p><p>　　（2）鄉(xiāng)村環(huán)境：通過中繼擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋，降低對光纖或微波的依賴；</p><p>　?。?）

87、室內(nèi)環(huán)境：克服穿透損耗，提升覆蓋與容量，擺脫光纖制約；</p><p>　　（4）城市盲點(diǎn)：解決覆蓋補(bǔ)盲，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本；</p><p>　　（5）高速鐵路：高速率接入，避免終端頻繁切換基站帶來的問題，降低資源開銷。</p><p>　　3.3.6 CoMP技術(shù)</p><p>　　CoMP技術(shù)可以進(jìn)一步提高頻譜利用率，有效提高小區(qū)邊緣用

88、戶服務(wù)性能。CoMP即Coordinated MultiPoint Transmission and Reception，被稱作協(xié)作多點(diǎn)傳輸技術(shù)。</p><p>　　目前，對CoMP技術(shù)的研究主要集中在以下幾個方面：</p><p>　　（1）CoMP的頻率分配，在頻率分配方面主要有以下幾個策略：靜態(tài)的頻率分配，動態(tài)的頻率分配以及半動態(tài)的頻率分配。靜態(tài)的頻率分配是在網(wǎng)絡(luò)部署時就對每個小區(qū)

89、的頻率資源進(jìn)行劃分，專門預(yù)留一部分頻率資源用于CoMP；動態(tài)的頻率分配是通過兩個方面實(shí)現(xiàn)的，首先每個小區(qū)為CoMP預(yù)留的頻率資源在什么頻段是不固定的，其次可供CoMP使用的頻率資源的多少，也是按照一定的準(zhǔn)則動態(tài)調(diào)整的；半動態(tài)的頻率分配方案，介于以上兩者之間，先是在網(wǎng)絡(luò)部署時劃出一塊頻率資源供CoMP使用，但是這塊頻率資源會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)的變化進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。</p><p>　?。?）CoMP的分類，目前對于其分

90、類，已經(jīng)形成一些結(jié)論。CoMP按照參與協(xié)作的節(jié)點(diǎn)是否共享UE（用戶終端設(shè)備）數(shù)據(jù)可以分為兩類：協(xié)作調(diào)度和聯(lián)合處理。協(xié)作調(diào)度是用戶的數(shù)據(jù)只存在于UE的隸屬節(jié)點(diǎn)，聯(lián)合處理是各個協(xié)作節(jié)點(diǎn)共享UE數(shù)據(jù)。其中協(xié)作調(diào)度又分為：干擾避免和聯(lián)合波束賦形；而聯(lián)合處理又分為聯(lián)合傳輸與動態(tài)小區(qū)選擇。</p><p>　?。?）CoMP中UE的反饋及信息交互，CoMP中UE的信息反饋是目前研究的一個重點(diǎn)，主要包括信息的反饋方式及反饋的內(nèi)

91、容。反饋的信息主要是下行的信道信息，UE的反饋方式主要有兩種：顯式反饋和隱式反饋。顯式反饋是直接反饋信道的狀態(tài)信息，隱式反饋是UE端經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚恚答佉粋€信道狀態(tài)指令CQI（channel quality indecator）。</p><p>　　在LTE系統(tǒng)中，相鄰小區(qū)通過傳輸流量負(fù)載指示和過載指示來協(xié)調(diào)相鄰小區(qū)之間的干擾水平，被認(rèn)為是一種簡單形式的CoMP技術(shù)。在LTE-Advanced系統(tǒng)中，這種簡單的

92、多點(diǎn)合作技術(shù)已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)性能的要求，為了進(jìn)一步提高小區(qū)邊緣的性能，系統(tǒng)必須傳輸更多的反饋，設(shè)計(jì)更為復(fù)雜的控制信令，并使更多的信息在小區(qū)間被交互使用3]。因此，CoMP技術(shù)不僅代表小區(qū)間多個基站之間的合作，也代表1個小區(qū)內(nèi)多個傳輸節(jié)點(diǎn)之間的合作。對于上行CoMP技術(shù)來說，1個用戶終端發(fā)送的上行信號被多個接收節(jié)點(diǎn)所接收。一般來說，用戶終端并不需要知道信號是如何被基站所接收和處理的，終端需要知道的是與上行信號有關(guān)的下行信令是如何被提供的4

93、]。這些信令可以像LTE系統(tǒng)那樣僅僅由服務(wù)小區(qū)的物理下行控制信道（PDCCH）提供給用戶終端，上行CoMP技術(shù)基本上不涉及標(biāo)準(zhǔn)化，3GPP 討論的CoMP 技術(shù)也基本上局限于下行CoMP技術(shù)5]。</p><p>　　現(xiàn)在在實(shí)際中的應(yīng)用主要有兩個方向：一是小區(qū)干擾協(xié)調(diào)技術(shù)，通過對系統(tǒng)資源的劃分和限制或者有效分配，減小相鄰小區(qū)邊緣區(qū)域使用的資源在時間、頻率和空間上的沖突；二是協(xié)作式MIMO技術(shù)，通過相鄰多點(diǎn)的協(xié)作通

94、信，對協(xié)作多點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的用戶進(jìn)行聯(lián)合MIMO發(fā)送和接收，從而降低小區(qū)間的干擾。</p><p>　　通過協(xié)調(diào)和合并多天線信號，多點(diǎn)協(xié)作傳輸(CoMP)可以確保移動用戶無論身處LTE蜂窩的中心還是邊緣，在網(wǎng)絡(luò)接入或分享視頻、照片及其他高帶寬業(yè)務(wù)時，都能夠享受到相同性能與品質(zhì)的服務(wù)。該技術(shù)可以降低無線網(wǎng)絡(luò)中的干擾，并通過緊密協(xié)調(diào)多接入點(diǎn)的信號傳輸與接收來提升效率。</p><p>　　3.4

95、 TD-LTE-Advanced的測試工作</p><p>　　3.4.1 TD-LTE-Advanced技術(shù)的測試進(jìn)程</p><p>　　2009年，主要完成概念的測試工作：對TD-LTE的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，包含1~2個站點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)室和外場測試；</p><p>　　2010年主要進(jìn)行技術(shù)方面的測試工作：</p><p>　　（1）在實(shí)驗(yàn)室

96、里主要是對單系統(tǒng)、IOT（Interoperability Test，互操作測試，是多廠商運(yùn)營環(huán)境形成的技術(shù)基礎(chǔ)）以及終端進(jìn)行測試；</p><p>　?。?）在室外主要工作是對每家5個站點(diǎn)，終端、關(guān)鍵技術(shù)以及組網(wǎng)的測試。</p><p>　　2011年主要進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)：對有關(guān)規(guī)模組網(wǎng)的性能進(jìn)行測試，對即將面市商用的系統(tǒng)和終端進(jìn)行測試。</p><p>　　3.4

97、.2 TD-LTE-Advanced技術(shù)的性能評估</p><p>　　TD-LTE的Release8版本已經(jīng)完成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前正在進(jìn)行樣機(jī)設(shè)備的測試工作，積極準(zhǔn)備后續(xù)商用網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和產(chǎn)業(yè)推廣。TD-LTE Release10版本(即：LTE-Advanced)在Release8版本的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步的增強(qiáng)，并且TD-LTE-Advanced在作為4G候選提案的準(zhǔn)備過程中，已經(jīng)按照ITU規(guī)定的4G

98、評估場景對系統(tǒng)性能進(jìn)行了全面的評估，各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，均已達(dá)到或著超過了ITU的4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。</p><p>　　圖3-5 TD-LTE-Advanced技術(shù)的性能測試結(jié)果</p><p>　　以上圖3-5，是TD-LTE-Advanced自評估結(jié)果與ITU4G技術(shù)要求的比較的情況，在包括“室內(nèi)”、“微蜂窩”、“宏蜂窩”和“高速”4個評估的場景中，“平均頻譜效率”和“VoIP容量”兩項(xiàng)

99、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的關(guān)鍵指標(biāo)都大大超過了ITU的技術(shù)要求6]。</p><p><b>　　3.5 小結(jié)</b></p><p>　　TD-LTE-Advanced大量采用目前移動通信領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)理念：“全分組域的自適應(yīng)調(diào)度”、“簡化的扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”、“簡化的系統(tǒng)狀態(tài)”和“靈活可變的系統(tǒng)帶寬”等，實(shí)現(xiàn)了高效的無線資源利用，其性能大大高于目前傳統(tǒng)的3G移動通信系統(tǒng)。更為

100、重要的是，簡化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得“低成本、高性能”的設(shè)計(jì)目標(biāo)也在TD-LTE階段成為可能。</p><p>　　第四章 TD-LTE-Advanced技術(shù)的現(xiàn)狀和前景分析</p><p><b>　　4.1 現(xiàn)狀</b></p><p>　　2009年，全球首張LTE商用網(wǎng)推出，而2010年，LTE發(fā)展勢頭全球迅速蔓延，在美國、日本、新加坡、俄羅

101、斯、中國等國家與地區(qū)不斷擴(kuò)展。TD-LTE正在得到越來越多的電信運(yùn)營商的支持。到2010年底，全球已經(jīng)建設(shè)了15個TD-LTE試驗(yàn)網(wǎng)，還將有9個試驗(yàn)網(wǎng)將在2011年初建成。來自市場研究機(jī)構(gòu)的報(bào)告顯示：到2011年底，全球LTE網(wǎng)絡(luò)用戶將達(dá)到1040萬，到2012年，LTE網(wǎng)絡(luò)用戶量將達(dá)到WiMax網(wǎng)絡(luò)用戶量的兩倍，預(yù)計(jì)到2014年，LTE網(wǎng)絡(luò)用戶將超過3億。</p><p>　　這里介紹下我國在TD-LTE-Ad

102、vanced方面的產(chǎn)業(yè)化狀況：</p><p>　　（1）在試驗(yàn)網(wǎng)的建設(shè)方面：</p><p>　　2010年，中國移動在世博期間建成首個TD-LTE試驗(yàn)網(wǎng)；工信部正在開展TD-LTE外場試驗(yàn)，組織運(yùn)營商在北京參觀首個TD-LTE外場；舉辦瑞士、香港論壇及外場展示，TD-LTE的優(yōu)秀性能給國際運(yùn)營商留下深刻印象，極大提升國際產(chǎn)業(yè)信心及影響力；臺灣計(jì)劃在2011年開始建設(shè)TD-LTE試驗(yàn)網(wǎng)。

103、</p><p>　　（2）在商用網(wǎng)的建設(shè)方面：</p><p>　　工信部在2010年末開始開展TD-LTE規(guī)模試驗(yàn)；赴臺推動產(chǎn)業(yè)試驗(yàn)，世博示范網(wǎng)啟動，舉辦5.17 TD論壇等；TD-LTE國際化發(fā)展得到政府及業(yè)內(nèi)專家的高度認(rèn)可，初步具備端到端產(chǎn)品；臺灣計(jì)劃2012~2013年正式運(yùn)營TD-LTE。</p><p>　　雖然目前形勢一片大好，但是我們也應(yīng)該看到TD

104、-LTE-Advanced在技術(shù)上依然存在著一些問題：</p><p>　　首先，TDD頻譜資源數(shù)量少，并且缺少低頻段資源。頻譜資源的缺少，大大降低了TDD國際市場空間和產(chǎn)業(yè)信心。如：德國頻譜拍賣共360MHz，F(xiàn)DD占了310MHz，TDD只有50MHz，F(xiàn)DD是TDD的6倍。</p><p>　　然后，低頻點(diǎn)優(yōu)質(zhì)頻譜又比較缺少，這又將降低TDD在全球的競爭力。例如，在德國在800Mhz

105、每兆赫價格為2.6GHz的30倍，優(yōu)質(zhì)的低頻點(diǎn)價格非常的昂貴。</p><p>　　4.2 前景和今后的工作</p><p>　　LTE-Advanced和802.16m共同作為4G技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，未來的發(fā)展前景不可限量。從無線通信技術(shù)的發(fā)展歷程來看，我們不難發(fā)現(xiàn)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是向著融合、統(tǒng)一的方向發(fā)展的。因此，我們可以大膽猜測，今后這兩個標(biāo)準(zhǔn)也必將會是向著融合的方向進(jìn)行的。</p>

106、<p>　　當(dāng)然，我們這樣推測是有充分的技術(shù)基礎(chǔ)的，先分析TD-LTE與WiMax融合的可能性，兩者物理層都采用了相似的先進(jìn)技術(shù)，如OFDM、MIMO、自適應(yīng)鏈路層技術(shù)以及分等級的多種QoS保證機(jī)制。兩者都設(shè)計(jì)為基于全I(xiàn)P核心網(wǎng)的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在無線接入網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)方面都弱化基站控制器設(shè)備實(shí)體，采用公共無線資源管理控制基站等概念，這些都為網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)及融合機(jī)制的研究及設(shè)計(jì)提供了良好的條件，如負(fù)載均衡、動態(tài)頻譜分配、系統(tǒng)間無損