图2 TD-LTE技术优势
在LTEFDD系统中,非对称业务的实现对上行信道资源存在一定的浪费,必须采用高速分组接入(HSPA)、EVDO和广播/组播等技术。相对于LTEFDD系统,TD-LTE系统能够更好地支持不同类型的业务,不会造成资源的浪费。
(3)智能天线的使用
智能天线技术是未来无线技术的发展方向,它能降低多址干扰,增加系统的吞吐量。在TD-LTE系统中,上下行链路使用相同频率,且间隔时间较短,小于信道相干时间,链路无线传播环境差异不大,在使用赋形算法时,上下行链路可以使用相同的权值。与之不同的是,FDD系统上下行链路信号传播的无线环境受频率选择性衰落影响不同,根据上行链路计算得到的权值不能直接应用于下行链路。因而,TD-LTE系统能有效地降低移动终端的处理复杂性。
另外,在TD-LTE系统中,由于上下行信道一致,基站的接收和发送可以共用部分射频单元,从而在一定程度上降低了基站的制造成本。
(4)与TD-SCDMA共存
TD-LTE系统还有一个LTEFDD无法比拟的优势,就是TD-LTE系统能够与TD-SCDMA系统共存。对现有通信系统来说,目前的数据传输速率已经无法满足用户日益增长的需求,运营商必须提前规划现有通信系统向B3G/4G系统的平滑演进。由于TD-LTE帧结构是基于我国TD-SCDMA的帧结构,能够方便地实现TD-LTE系统与TD-SCDMA系统的共存和融合。
2.关键技术
(1)OFDM
传输技术和多址技术是无线通信技术的基础。LTE中传输技术采用OFDM调制技术,其原理是将高速数据流通过串并变换,分配到传输速率相对较低的若干个相互正交的子信道中进行传输,由于每个子信道中的符号周期会相对增加,因此可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响。并且还可以在OFDM符号之间插入保护间隔,令保护间隔大于无线信道的最大时延扩展,这样就可以最大限度地消除由于多径带来的符号间干扰(ISI),而且一般都采用循环前缀作为保护间隔,从而可以避免由于多径带来的信道间干扰。
对于多址技术,LTE规定了下行采用OFDMA,上行采用SC(单载波)-FDMA。OFDMA中一个传输符号包括M个正交的子载波,实际传输中,这M个正交的子载波是以并行方式进行传输的,真正体现了多载波的概念,而对于SC-FDMA系统,其也使用M个不同的正交子载波,但这些子载波在传输中是以串行方式进行的,正是基于这种方式,传输过程中才降低了信号波形幅度上大的波动,避免带外辐射,降低PAPR(峰平功率比)。
根据LTE系统的上下行传输方式的特点,无论是下行OFDMA还是上行SC-FDMA都保证了使用不同频谱资源用户间的正交性。LTE系统频域资源的分配以正交子载波组RB(resourceblock)为基本单位的,一个RB由25个相互正交的子载波组成,由于可采用不同的映射方式,子载波可以来自整个频带,也可以取自部分连续的子载波。
(2)MIMO
LTE系统将采用可以适应宏小区、微小区、热点等各种环境的MIMO技术。基本的MIMO模型是下行2×2、上行1×2天线阵列。同时也正在考虑更多的天线配置(如4×4)。目前正在考虑的方法包括空间复用(SM)、空间多址(SDMA)、预编码(Precoding)、自适应波束形成(AdaptiveBeamforming)、智能天线以及开环分集(主要用于控制信令的传输,包括空时分组码(STBC)和循环位移分集(CSD))等。
TD-LTE测试要点分析
测试作为移动通信产业链中重要的一环,它位于产业链的上游。TD-LTE作为我国TD-SCDMA的长期演进技术,能否继续保持可持续发展,在测试领域,应吸取一些TD-SCDMA经验,更加强化这方面的投入,以下简要分析现阶段TD-LTE测试要点。
第一,LTE需要全面的测试
在LTE整个产业链中都需要相应的测试设备,这些测试设备包括:在LTE基站或终端的研发过程中需要仿真LTE的各种信号、分析LTE的各种信号、信令/协议的仿真测试设备等。生产制造阶段,主要需要满足大量基站及终端生产线需要的综合测试仪,用来保证和控制产品的质量。在网络安装和网络规划阶段,需要大量的现场安装用测试仪表和网络优化用测试仪表。更重要的是,在LTE基站或终端的型号标准上市之前,需要进行互操作性以及型号标准测试,这就需要LTE的协议一致性测试、射频一致性测试、无线资源管理的一致性测试和端到端的业务验证测试等等。
第二,LTE带来全新的测试平台
对于TD-LTE,由于引入了OFDM、MIMO等新技术,那么在测试仪表方面,包括LTE的协议一致性测试、射频一致性测试、无线资源管理的一致性测试以及端到端的业务验证测试系统都将是基于这些新技术开发的全新平台,这对LTE整个产业链来讲,所有这些所需的仪表都是全新的。
第三,技术指标不断改进带来的影响
目前,有关LTE技术标准大部分已经冻结,但是关于终端的技术要求和测试方法还在制订当中,除主要技术指标外,还有一些的指标在不断的改进当中,对测试仪表厂商来讲,加入LTE阵营就意味着要不断跟踪标准的每一细节的改变。对测试仪表来讲,尤其是一致性测试仪表,这些跟随标准的测试用例的变化,还要涉及大量的测试用例的验证以及有效性检验的过程,哪怕是一个小小的变化,这些过程都是需要的。
第四,终端多模化带来的挑战
LTE未来能够成功商用的一个前提条件是未来的LTE终端必须是多模的,即与GSM(全球移动通信系统)/EDGE(增强型数据速率GSM演进技术)、TD-SCDMA、WCDMA/HSPA、cdma2000、1×RTT/EVDO等相互之间能够漫游切换。这就必然要求测试仪表能够完全模拟和仿真这些网间漫游切换,来对终端或基站进行测试,这一测试会对测试仪表带来很大的挑战。
除了上述要点,LTE必将带来更丰富的业务应用,那么对于业务应用的测试,也势必较以前更加重要、更加复杂。
随着全球信息化步伐的加快,以及多媒体娱乐的兴起和网络游戏的发展,目前移动通信系统已经不能满足未来宽带通信的需求,因此,在无线宽带需求不断增加,以及移动通信技术不断进步的情况下,TD-LTE未来将会具有广阔的应用前景。LTE技术不但大大提升用户对移动通信业务的体验,为运营商带来更多的技术和成本优势,还巩固了传统蜂窝移动技术的主导地位。同时,对于TD-LTE这种新的通信制式,由于新技术OFDM、MIMO的引入,在测试领域,无论是终端还是网络侧设备,无论是射频测试还是协议测试,都需要全新的测试平台,所以TD-LTE能否取得成功,必须从初期就重视测试环节,只有具备了一定的测试条件,整个TD-LTE产业才能蓬勃发展。