浅谈+TD-LTE+技术的应用及其发展方向
浅谈TD-LTE技术的应用及其发展方向
李迪生
（中国移动通信集团设计院有限公司，北京100080）
摘要：以TD-LTE技术为研究对象，从TD-LTE关键技术的应用现状与未来期间发展与建设的方向这两个方面入手，对其进行了较为详细的分析与阐述，并据此论证了TD-LTE技术在丰富移动互联网业务乃至进一步深化整个信息产业优化升级的过程中所起到的至关重要的作用与意义。
关键词：TD-LTE；关键技术；应用；发展方向；分析
中图分类号：TN925文献标识码：A文章编号：1673-1131（2012）03-0059-02
LTE是指在3GPP移动通信带宽化发展趋势下，为抵抗来自非3GPP技术阵营的，以WiMAX为主的各种移动宽带无线接入技术对无线通信市场的终极，确保3GPP相关通信技术在整个信息产业构成体系中主体性地位而制定的项目标准，它从本质上来讲也是“准4G”技术的最典型代表。本文所研究的TD-LTE技术作为LET项目标准的最关键分支，为整个通信产业的优化升级注入了新鲜的动力。TD-LTE技术最大的特点在于它涵盖了大量的“中国制造”、“中国专利”，并兼有国际性特质。与此同时，它所具备的高速性、时延性以及充分的频谱利用率都让相关工作人员认识到：TD-LTE技术已成为信息通信产业的必然选择与发展趋势。
1TD-LTE关键技术的应用分析
正如上文所述，TD-LTE是一个具有浓厚中国主导特色的国际化项目标准。移动通信运营商能够在该项目标准及其关键技术的支持下，利用有效的频谱带宽资源为终端操作用户提供更加多元化的业务服务。就我国而言，在TD-SCDMA之后所广泛应用的TD-LTE标准不仅继承了传统意义上TDD的优势资源，同时也创新的引入了OFDM（频分复用）以及MIMO （多天线）应用技术。这也就意味着，TD-LTE所实现的系统性能已远远超过了传统模式下3G项目标准已开发的系统性能。那么，TD-LTE项目标准中这些技术是怎样应用，如何应用的呢？概括起来，可以归纳为以下两个方面。
（1）OFDM（频分复用）技术的应用分析。OFDM技术是一种以宽频带宽为载体，将其划分为多个相对较窄且相互重叠的正交性子载波的TD-LTE技术。在这种TD-LTE技术支持下，通信系统不仅能够实现各种信息数据的传输，并且还能够抵抗信道衰落，提升频谱效率。在OFDM技术当中，经由IFFT所传递来的时域信号能够在该技术引导下自动插入相应的循环前缀，从而有效避免符号间干扰给无线通信带来的不利影响。时域信号在经过信道传输之后能够在FFT变形下生成相应的频域信号，进而通过系统检测得到传输系统终端所需的原始信号。大量的实践研究结果向我们证实了：在现代无线通信终端用户均衡器不断增加的趋势下，这种高传输速率的OFDM技术所提供的子信号码元宽度已远远超过了传统单载波系统所提供的子信号码元宽度，进而也能够有效缓解用户均衡器需求不断增加所带来的符号间干扰问题。正因为如此，OFDM技术才具备了取代传统CDMA技术，成为B3G 无线通信网络应用技术主流的能力。
（2）MIMO（多天线）技术的应用分析。MIMO技术区别于传统意义上信息通信技术的最关键特点在于，MIMO在系统传递段与接收端均设置有多个天线，来完成信号数据的收取与发送，多个收发端口并存使得整个通信系统的传输效率与传输质量均得到了有效提升。一般来说，TD-LTE标准下MIMO 技术又可以分为空间复用技术与收发分集技术这两种。多天线在收发分集的控制下能够获取多个独立衰落的数据符号复制品，一方面，多元化的信号分集使得同一个信号能够以不同的信号传输路径为载体向外发散，进而获取较强的信道衰落抵抗能力；另一方面，这些信号复制品的传输又能够使终端装置的信号接收变得更加及时与可靠。从这一点上来看，智能天线技术无疑也是MIMO多天线技术的一种表现形式。特别值得一提的是，在当前MIMO技术的应用过程当中，比较有效的天线算法主要有空间分集与空间复用这两种。首先，空间分集式的天线算法能够有效提升无线通信系统所传输的信号质量，通过扩大信号接收端信噪比的方式进一步提升所传输数据信息的可靠性；其次，空间复用式的天线算法要想提升无线通信系统传输质量与传输效率，一般要通过在同一时频资源上发送并行数据流的方式来实现。
2TD-LTE技术的发展方向分析
当前整个信息通信行业领域在市场竞争不断激化的背景作用下，诸如频率分配、多标准模式并存、技术标准的多元化构建、手机运营平台的完善、4G通信技术的兴起以及现代经济社会对无线通信技术的高标准要求的因素会对整个TD-LTE 技术的发展产生深远的影响。TD-LTE技术在怎样的发展规划与方向推动下才能实现其无线移动通信优势，为整个信息通信产业的变革创造有利环境，提供坚实支持呢？笔者现从以下几个方面对TD-LTE技术的未来发展方向这一问题做出详细分析与说明。
（1）向下兼容是TD-LTE最基本的发展方向。虽然TD-L TE 从本质上来说可以归纳为3G技术向4G技术迈进的一个过渡期的标准，但其在网络体系架构、无线物理层应用技术等方面的创新及其在信息通信过程中所呈现出的优势，都使其更加偏向于4G技术。笔者认为，前期2G系统技术的发展经验告诉我们：通信网络覆盖在系统技术运行过程中由差到好，逐步优化的发展体系对于新时期的4G技术，乃至TD-LTE都是不适用的。TD-LTE要想获取高质量的市场份额，必须自投入运行开始就向用户提供高质量的无缝网络覆盖，并不断加大的新技术，新业务的研发力度。在这一工作中，我们不得不面对这样一个问题：高工频与高带宽的市场需求给TD-LTE应用与优化带来的问题是严峻的，巨额的投资要求TD-LTE将向下兼容作为整个技术最基本的发展方向。值得注意的是：TD-LTE需要与TD-SCDMA保持产品业务方面的向后兼容性，确保双模基站与应用终端的主体性地位；TD-LTE需要与WiMAX技术
2012年第3期（总第119期）
2012
（Sum.No119）信息通信
INFORMATION&COMMUNICATIONS
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基于FPGA的全数字锁相环设计与实现
赵秋明，闭宇铭
（桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004）
摘要：针对模拟锁相环抗干扰能力差、可靠性不高，生产成本过高的弱点，采用Verilog编程语言，通过Quartus ii软件仿真，设计了一款基于FPGA的全数字锁相环。该锁相环能对输入数字信号进行快速地位同步时钟提取,并已经应用于以Altera公司生产的Cyclone iii系列FPGA芯片[1]为核心的软件无线电硬件平台的时钟同步提取当中。
关键词：全数字锁相环；Verilog；曼彻斯特码；HDB3码
中图分类号：R318.0文献标识码：A文章编号：1673-1131（2012）03-0060-02
FPGA based on all digital phase-locked loop(DPLL)design and Implementation Abstract：The design for the analog phase locked loop poor anti-interference capability,reliability is not high,the production cost is exorbitant weakness,using Verilog programming language,through the Quartus II software simulation,design of a FPGA based on all digital phase-locked loop.The loop locked the input digital signal fast position synchronous clock extraction.And it has been applied to production company Altera Cyclone III series as the core of the hardware platform of software radio clock synchronization extraction.
Key words：All digital phase-locked loop;Verilog;Manchester code;HDB3
数字锁相环(DPLL)技术在数字通信、无线电电子学等众多领域得到了极为广泛的应用。与传统的模拟PLL相比，数字锁相环具有精度高、不受温度和电压影响、环路带宽和中心频率编程可调、易于构建高阶锁相环等优点，并在雷达通信，软件无线电以及移动通信等方面得到了大量的应用和实践。1全数字锁相环概述
数字锁相环主要由数字鉴相器，数字环路滤波器和数控振荡器等三部分构成。首先，输入数字信号通过数字鉴相器与本地时钟进行对比，产生一个表明是超前或滞后的控制信号，然后将其送入数字环路滤波器中，由其对噪声干扰产生的随机相位抖动进行消除。工程实践中，普遍采用K阶变模可逆计数器来滤除这种抖动干扰，因为它是一个既能加计数器又能减计数的可逆计数器。如果有一个超前脉冲(或滞后脉冲)输入时，初始值为K/2的可逆计数值相应地加1（或减1），当该计数值（即超前脉冲超过滞后脉冲的数目）加到阶数K时，就输出一个“借位脉冲”控制信号，控制分频器使位同步信号相位后移；反之，如果该计数值（即滞后脉冲超过超前脉冲的数目）减到0时，就输出一个“进位脉冲”控制信号，调整位同步信号相位前移。数字锁相环就是这样通过数字鉴相器不断得到反馈，逐步地调整本地时钟的相位，直到本地恢复时钟与输入信号完全同步[2]。
由以上论述的锁相环工作原理可得，使用该种方法提取同步时钟，当本地恢复时钟不断调整跳变引起的相位误差应与分频器的系数M有关，即其最大相位误差为：
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浅谈 TD-LTE 技术的应用及其发展方向
作者：李迪生
作者单位：中国移动通信集团设计院有限公司,北京100080
刊名：
信息通信
英文刊名：Informotion & Communications
年，卷(期)：2012(3)
参考文献(3条)
1.梁晋仲;韩博凯新网络新规划--TD-LTE网络规划简析 2009(12)
2.刘光毅;张勇;姜大洁;王启星智能天线及其在TD-LTE中的应用[期刊论文]-电信科学 2009(12)
3.施渊籍;张玉成;石晶林3GPP LTE无线链路控制协议研究与系统设计[期刊论文]-移动通信 2009(22)本文链接：https://www.wendangku.net/doc/b116426676.html,/Periodical_hbydjs201203035.aspx