TD—LTE無線網絡覆蓋特性研究

王烽

【摘要】TD-LTE技術是新一代的移動通信技術，作為一種先進的技術，其發展應用對無線通訊行業的發展有著十分重要的作用和意義。本文簡單介紹了TD-LTE無線網絡技術，并通過與TD-SCDMA的比較，對TD-LTE無線網絡的覆蓋特性進行了分析，以相關的研究提供參考，從而促進這一技術的發展和應用。

【關鍵字】TD-LTE無線網絡；覆蓋特性；OFDM技術

【中圖分類號】TN929.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0191-01

TD-LTE即分時長期演進（Time Division Long Term），是由阿爾卡特一朗訊、中國移動、華為技術等業者共同開發的第四代移動通信技術與標準，是時分雙工技術TDD（Time Division Duplexing）版本的LTE技術。

一、TD-LTE無線網絡特點

比起2G和3G技術，TD-LTE下行采用了由OFDM（OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交頻分復用技）技術演進的OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交頻分多址）技術，下行的最高速率可達到100Mb/s，完全能夠滿足高速數據的傳輸要求；上行采用了SC-FDMA（Single-carrier Frequency-Division MultipleAccess，單載波頻分多址）技術，上行的最大速率達到500Mb/s，在保證系統性能的同時，還能有效地降低PAPR（Peakt0AveragePowerRatio，峰均比），延長使用的壽命。其上行和下行的速率是其它無線蜂窩技術無法與之相比的。

TD-LTE還能靈活地支持多種波動頻率的寬帶；充分利用了TDD的信道對成性等特性，簡化了系統的設計并提高了系統性能；采用的智能天線無線技術還能降低干擾，提高邊緣用戶的使用質量；而智能天線與MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put）技術的結合，還能提高系統在不同場景的應用性能，是下一代移動通信網絡的主流技術之一。

二、TD-LTE無線網絡的覆蓋特性

在無線網絡技術中，TD-LTE和TD-SCDMA（TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，時分同步碼分多址）技術采用的都是TDD模式，在某種程度上有著一定的相似度，當在網絡規劃上有著不同，這里就以TD-SCDMA技術作為作為參照，與TD-LTE進行比較，對TD-LTE系統覆蓋特性的進行分析。

1、TD-LTE系統與TD-SCDMA系統

TD-LTE系統和TD-SCDMA系統的差別表現在幀結構、天線技術和各信道對SNR（信噪比）的需求上。

（1）幀結構

在幀結構上，TD-SCDMA系統采用的是智能天線、聯合檢測和接力切換的技術，其無線幀為兩個5ms的子幀，最大的覆蓋半徑，一般被理解為11.25Km。

TD-LTE系統采用的還是OFDM技術和MIMO技術，其幀結構與TD-SCDMA系統系統相似，都分為兩個5ms的半幀，但系統的最大覆蓋面積在理論上是由GP的長短決定的，而由于時隙的配置方法更為靈活，從理論上來看，其系統的覆蓋半徑遠比TD-SCDMA系統的大。

（2）天線技術

由于TD-SCDMA系統采用的是波束賦行和接力切換的技術，在對鏈路進行預算時，既要考慮波束賦行給接收端帶來的天線增益，也要考慮到切換時接力切換帶來的切換增益。

TD-LTE系統采用的MIMO技術可以使信道的容量隨著天線數量的增大而線性增長，能夠成倍地提高無線信道的容量，且在寬帶和天線的發送功率不變的情況下，也可以成倍地提高頻譜的利用率，而在發送端和接收端要分別考慮發射天線的數目、發射分集及波束賦行的采用和接收天線的數目。

（3）各信道SNR需求

TD-SCDMA系統采用CDMA（Code Division Multiple Access，碼分多址）技術，其系統接收的靈敏度等于背景噪聲，干擾余量和C/I（Carrier/Interference，載干比）三者之和。

TD-LTE系統提出了RB（Rradio Block）資源塊的概念，其系統信道的業務信道和控制信道的SNR值是不一樣的，系統中，每個用戶占用的RB資源數是隨機變化的，不同的RB數目對應不同的SNR值。

2、TD-LTE系統的覆蓋特性

由對TD-LTE系統和TD-SCDMA系統的對比分析，可以得知TD-LTE的覆蓋特性主要體現在以下幾個方面：

（1）覆蓋的目標業務

TD-LTE覆蓋的目標業務是一定速率的數據業務，在系統中，只有Ps域業務，而沒有電路域業務，而由于Ps數據速率的覆蓋能力不同，在對覆蓋進行規劃時，要以邊緣用戶的數據速率目標作為首要參數，目標數據速率不同，解調門限也就不同，TD-LTE系統的覆蓋半徑也相應的有所不同。

（2）用戶分配的RB資源數

TD-LTE系統中，用戶分配的RB資源數對用戶的數據速率以及覆蓋都會有影響。在20Mhz的寬帶中，TD-LTE系統中可供系統調度的RB數是100個，每一個RB有12個15kHz帶寬的子載波，在使用使，分配給用戶的RB資源數目越多，用戶的數據速率也就越高，同時其占用的頻帶總帶寬也就越高，系統接收機端的噪聲也就隨之增高。

在下行方向，由于下行的發射功率是均分的，加上基站接收機的影響，分配的RB資源個數對覆蓋的影響較小一些，當用戶占用的RB資源數目變化時，系統的覆蓋距離變化較小。

（3）多樣的調制編碼方式

由于系統中增加了54QAM的高階調制方式，使得系統編碼率更加豐富，當用戶分配的RB資源個數固定時，系統的調制等級越低，編碼速率也就越低，解調門限也越低，系統的覆蓋就會越大，因而，在TD-LTE系統中編制解碼的方式對系統的覆蓋影響更為復雜。

（4）天線類型

由于使用了MIMO技術和波束賦行技術，在對鏈路進行預算時，既要考慮前者帶來的發射分集的下行覆蓋增益，又要考慮到后者在上、下行方向上的接受分集增益、賦行增益和分集增益，使得天線對系統覆蓋的影響也更為復雜。

（5）呼吸效應

由于系統采用的OFDMA技術，可以不需考慮同一地區不同用戶之間的干擾，但在小區間的同頻干擾依舊存在，使得系統仍存在著一定的呼吸效應。

（6）系統幀結構設計

從幀結構上來看，TD-LTE系統的覆蓋半徑更大。

結束語：作為下一代的移動通信技術與標準，TD-LTE系統的應用能夠為用戶帶來“Always Online'的體現。對TD-LTE系統覆蓋性能是分析是其網絡性能分析的一部分，在分析研究的過程中，還要考慮到實際應用中的各種路徑損耗、鏈路平衡等對覆蓋有影響的因素，使分析的結果能夠更為準確，從而提高覆蓋規劃的質量，提高整個系統的性能，從而更好地推動這一技術的發展和應用。