TD—LTE无线网络覆盖特性研究

王烽

【摘要】TD-LTE技术是新一代的移动通信技术，作为一种先进的技术，其发展应用对无线通讯行业的发展有着十分重要的作用和意义。本文简单介绍了TD-LTE无线网络技术，并通过与TD-SCDMA的比较，对TD-LTE无线网络的覆盖特性进行了分析，以相关的研究提供参考，从而促进这一技术的发展和应用。

【关键字】TD-LTE无线网络；覆盖特性；OFDM技术

【中图分类号】TN929.5 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0191-01

TD-LTE即分时长期演进（Time Division Long Term），是由阿尔卡特一朗讯、中国移动、华为技术等业者共同开发的第四代移动通信技术与标准，是时分双工技术TDD（Time Division Duplexing）版本的LTE技术。

一、TD-LTE无线网络特点

比起2G和3G技术，TD-LTE下行采用了由OFDM（OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分复用技）技术演进的OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址）技术，下行的最高速率可达到100Mb/s，完全能够满足高速数据的传输要求；上行采用了SC-FDMA（Single-carrier Frequency-Division MultipleAccess，单载波频分多址）技术，上行的最大速率达到500Mb/s，在保证系统性能的同时，还能有效地降低PAPR（Peakt0AveragePowerRatio，峰均比），延长使用的寿命。其上行和下行的速率是其它无线蜂窝技术无法与之相比的。

TD-LTE还能灵活地支持多种波动频率的宽带；充分利用了TDD的信道对成性等特性，简化了系统的设计并提高了系统性能；采用的智能天线无线技术还能降低干扰，提高边缘用户的使用质量；而智能天线与MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put）技术的结合，还能提高系统在不同场景的应用性能，是下一代移动通信网络的主流技术之一。

二、TD-LTE无线网络的覆盖特性

在无线网络技术中，TD-LTE和TD-SCDMA（TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址）技术采用的都是TDD模式，在某种程度上有着一定的相似度，当在网络规划上有着不同，这里就以TD-SCDMA技术作为作为参照，与TD-LTE进行比较，对TD-LTE系统覆盖特性的进行分析。

1、TD-LTE系统与TD-SCDMA系统

TD-LTE系统和TD-SCDMA系统的差别表现在帧结构、天线技术和各信道对SNR（信噪比）的需求上。

（1）帧结构

在帧结构上，TD-SCDMA系统采用的是智能天线、联合检测和接力切换的技术，其无线帧为两个5ms的子帧，最大的覆盖半径，一般被理解为11.25Km。

TD-LTE系统采用的还是OFDM技术和MIMO技术，其帧结构与TD-SCDMA系统系统相似，都分为两个5ms的半帧，但系统的最大覆盖面积在理论上是由GP的长短决定的，而由于时隙的配置方法更为灵活，从理论上来看，其系统的覆盖半径远比TD-SCDMA系统的大。

（2）天线技术

由于TD-SCDMA系统采用的是波束赋行和接力切换的技术，在对链路进行预算时，既要考虑波束赋行给接收端带来的天线增益，也要考虑到切换时接力切换带来的切换增益。

TD-LTE系统采用的MIMO技术可以使信道的容量随着天线数量的增大而线性增长，能够成倍地提高无线信道的容量，且在宽带和天线的发送功率不变的情况下，也可以成倍地提高频谱的利用率，而在发送端和接收端要分别考虑发射天线的数目、发射分集及波束赋行的采用和接收天线的数目。

（3）各信道SNR需求

TD-SCDMA系统采用CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址）技术，其系统接收的灵敏度等于背景噪声，干扰余量和C/I（Carrier/Interference，载干比）三者之和。

TD-LTE系统提出了RB（Rradio Block）资源块的概念，其系统信道的业务信道和控制信道的SNR值是不一样的，系统中，每个用户占用的RB资源数是随机变化的，不同的RB数目对应不同的SNR值。

2、TD-LTE系统的覆盖特性

由对TD-LTE系统和TD-SCDMA系统的对比分析，可以得知TD-LTE的覆盖特性主要体现在以下几个方面：

（1）覆盖的目标业务

TD-LTE覆盖的目标业务是一定速率的数据业务，在系统中，只有Ps域业务，而没有电路域业务，而由于Ps数据速率的覆盖能力不同，在对覆盖进行规划时，要以边缘用户的数据速率目标作为首要参数，目标数据速率不同，解调门限也就不同，TD-LTE系统的覆盖半径也相应的有所不同。

（2）用户分配的RB资源数

TD-LTE系统中，用户分配的RB资源数对用户的数据速率以及覆盖都会有影响。在20Mhz的宽带中，TD-LTE系统中可供系统调度的RB数是100个，每一个RB有12个15kHz带宽的子载波，在使用使，分配给用户的RB资源数目越多，用户的数据速率也就越高，同时其占用的频带总带宽也就越高，系统接收机端的噪声也就随之增高。

在下行方向，由于下行的发射功率是均分的，加上基站接收机的影响，分配的RB资源个数对覆盖的影响较小一些，当用户占用的RB资源数目变化时，系统的覆盖距离变化较小。

（3）多样的调制编码方式

由于系统中增加了54QAM的高阶调制方式，使得系统编码率更加丰富，当用户分配的RB资源个数固定时，系统的调制等级越低，编码速率也就越低，解调门限也越低，系统的覆盖就会越大，因而，在TD-LTE系统中编制解码的方式对系统的覆盖影响更为复杂。

（4）天线类型

由于使用了MIMO技术和波束赋行技术，在对链路进行预算时，既要考虑前者带来的发射分集的下行覆盖增益，又要考虑到后者在上、下行方向上的接受分集增益、赋行增益和分集增益，使得天线对系统覆盖的影响也更为复杂。

（5）呼吸效应

由于系统采用的OFDMA技术，可以不需考虑同一地区不同用户之间的干扰，但在小区间的同频干扰依旧存在，使得系统仍存在着一定的呼吸效应。

（6）系统帧结构设计

从帧结构上来看，TD-LTE系统的覆盖半径更大。

结束语：作为下一代的移动通信技术与标准，TD-LTE系统的应用能够为用户带来“Always Online'的体现。对TD-LTE系统覆盖性能是分析是其网络性能分析的一部分，在分析研究的过程中，还要考虑到实际应用中的各种路径损耗、链路平衡等对覆盖有影响的因素，使分析的结果能够更为准确，从而提高覆盖规划的质量，提高整个系统的性能，从而更好地推动这一技术的发展和应用。