盧正偉??

【摘要】隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，用戶對移動多媒體、各種APP應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)游戲等業(yè)務(wù)的需求不斷攀升，移動數(shù)據(jù)流量增長迅猛。在這樣的背景下，中國移動公司在2012年提出了“四網(wǎng)協(xié)同”戰(zhàn)略，開啟GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN四張網(wǎng)絡(luò)長期共存的局面。

【關(guān)鍵詞】四網(wǎng)協(xié)同；4G時代；TD-LTE；關(guān)鍵技術(shù)

Four network synergy and LTE key technology

Lu Zheng-wei

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】With the rapid development of mobile Internet， users of mobile multimedia， a variety of APP applications， online games and other business needs continue to rise， rapid growth in mobile data traffic. In this context， China Mobile in 2012 put forward the "four network collaboration" strategy， open GSM / TD-SCDMA / TD-LTE / WLAN four long-term coexistence of the situation.

【Key words】Four network synergy；4G era；TD-LTE；Key technology

1. 背景

隨著2013年12月，工業(yè)和信息化部向三家電信運營商發(fā)放了第四代移動通信TD-LTE牌照，標(biāo)志著我國4G時代的到來。4G牌照的發(fā)放對電信運營商來說又提供了一個重新競爭的舞臺，中國移動如何扭轉(zhuǎn)在3G時代的掣肘，如何將LTE的優(yōu)勢和四網(wǎng)協(xié)同戰(zhàn)略有機(jī)結(jié)合起來，最大限度發(fā)揮各種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，達(dá)到“1+1>2”的效果，成為擺在中國移動面前的首要問題。

2. 四網(wǎng)協(xié)同

2.1四網(wǎng)協(xié)同概述。

（1）四網(wǎng)協(xié)同是指在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN四張網(wǎng)絡(luò)協(xié)同規(guī)劃、協(xié)同建設(shè)、協(xié)同經(jīng)營、協(xié)同維護(hù)和協(xié)同優(yōu)化?！八木W(wǎng)協(xié)同”戰(zhàn)略的提出，其根本出發(fā)點和基本思路是，通過協(xié)調(diào)2G/3G/4G/WLAN四張網(wǎng)絡(luò)的職責(zé)和分工，實現(xiàn)未來電信運營商在不同應(yīng)用場景下，語音/數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的合理分工和優(yōu)化配置，從而實現(xiàn)在確保語音收入的情況下，使未來電信運營商的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速突破，并進(jìn)而實現(xiàn)趕超。

（2）GSM主要承載語音、短信等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)。

TD-SCDMA主要承載移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并承載部分話音業(yè)務(wù)。

TD-LTE主要承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并具備承載話音業(yè)務(wù)功能。

WLAN主要承載PC、手機(jī)及第三方WiFi終端的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

2.2四網(wǎng)協(xié)同建設(shè)思路。

（1）GSM網(wǎng)絡(luò)：持續(xù)高價值持入，保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量絕對領(lǐng)先，主要滿足語音業(yè)務(wù)和小流量高價值手機(jī)業(yè)務(wù)，把GSM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成質(zhì)量第一，服務(wù)和應(yīng)用第一的人人喜歡的語音為主的品牌網(wǎng)絡(luò)。

（2）TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)：加強(qiáng)連續(xù)覆蓋、深度覆蓋。提供網(wǎng)絡(luò)和終端的性能，加快分流，提供網(wǎng)絡(luò)利用率，加強(qiáng)深度覆蓋和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，為TD-LTE產(chǎn)業(yè)奠定產(chǎn)業(yè)和市場基礎(chǔ)，堅持T-SCDMA和TD-LTE協(xié)調(diào)發(fā)展，兩手抓，兩手都要硬。

（3）TD-LTE網(wǎng)絡(luò)：打造面向未來的融合網(wǎng)絡(luò)，加快TD-LTE商業(yè)化和全球化進(jìn)程，承擔(dān)高帶寬、高質(zhì)量無線移動業(yè)務(wù)，以改進(jìn)TD-SCDMA在高速、帶寬方面的不利局面。

（4）WLAN網(wǎng)絡(luò)：加大覆蓋力度，逐步覆蓋絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點，發(fā)揮數(shù)據(jù)分流作用，與建設(shè)無線城市同步，充分發(fā)揮WLAN投資低、帶寬高、建設(shè)周期短的優(yōu)點。

（5）在四網(wǎng)協(xié)同過程中，要以網(wǎng)格作為規(guī)劃的基本單位，根據(jù)整體規(guī)劃目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計及測試數(shù)據(jù)，輔以投訴信息，開展網(wǎng)格化的微觀規(guī)劃工作，開展區(qū)域化2G/3G/4G/WLAN動態(tài)規(guī)劃。

3. LTE關(guān)鍵技術(shù)

3.1正交頻分復(fù)用技術(shù)。

3.1.1OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正交頻分復(fù)用技術(shù)，是多載波調(diào)制的一種，將一個寬頻信道分成若干個正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到每個子信道上進(jìn)行傳輸。與傳統(tǒng)的多載波調(diào)制（MCM）相比，OFDM調(diào)制的各個子載波間可相互重疊，并且保持各個子載波之間的正交性（傳統(tǒng)頻分復(fù)用見圖1，正交頻分復(fù)用見圖2）。

3.1.2在一個OFDM符號中，任意兩個子載波是彼此正交的，正因為這種正交性，OFDM的解調(diào)也相對簡單，它由一系列相關(guān)器構(gòu)成，每一個相關(guān)器對應(yīng)一個子載波進(jìn)行解調(diào)。

3.1.3OFDM技術(shù)優(yōu)點：

（1）頻譜利用率高：OFDM系統(tǒng)中各個子載波之間是彼此重疊、相互正交的，從而極大提高了頻譜利用率。

（2）抗多徑干擾：為了最大限度地消除符號間干擾，在OFDM符號之間插入循環(huán)前綴CP 。當(dāng)CP長度大于無線信道的最大時延擴(kuò)展時，前一個符號的多徑分量不會對下一個符號造成干擾。

（3）抗頻率選擇性衰落：由于無線信道的頻率選擇性衰落，OFDM系統(tǒng)可以通過動態(tài)子載波分配，充分利用信噪比高的子載波，提高系統(tǒng)性能。

3.1.4同時，OFDM技術(shù)也存在一些缺點：endprint

（1）較高的峰均比（PAPR）：OFDM信號是由多個統(tǒng)計獨立的相互正交的子載波信號疊加而成。根據(jù)中心極限定理，當(dāng)子載波數(shù)較大時，信號的幅度將趨于高斯分布。因此，OFDM存在峰均比（PAPR）過高的問題。

（2）頻偏和相位敏感：頻偏和相位敏感會造成系統(tǒng)性能的下降。

3.2MIMO多入多出技術(shù)。

3.2.1MIMO（Multiple Input Multiple Output）：在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處設(shè)置兩根或多根天線進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的技術(shù)，基于發(fā)射、接收端的天線數(shù)目異同，可以分為SISO、SIMO、MISO、MIMO等四類（多入多出技術(shù)分類見圖3）。

3.2.2基于MIMO的用途，多天線可以分為三類：空間分集、空間復(fù)用、波束賦形三類。

（1）空間分集：利用較大間距的天線陣元之間的不相關(guān)性，發(fā)射或接收一個數(shù)據(jù)流或與該數(shù)據(jù)流有一定相關(guān)性的數(shù)據(jù)，避免單個信道衰落對整個鏈路的影響。

（2）空間復(fù)用：利用較大間距的天線陣元之間的不相關(guān)性，向一個終端/基站并行發(fā)射多個數(shù)據(jù)流，以提高鏈路容量（峰值速率）。

（3）波束賦形：利用較小間距的天線陣元之間的相關(guān)性，通過陣元發(fā)射的波之間形成干涉，集中能量于某個（或某些）特定方向上，形成波束，從而實現(xiàn)更大的覆蓋和干擾抑制效果。

3.3鏈路自適應(yīng)技術(shù)。

鏈路自適應(yīng)技術(shù)：系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前獲取的信道質(zhì)量信息，自適應(yīng)地調(diào)整系統(tǒng)傳輸參數(shù)（調(diào)制方式、編碼方式、冗余信息、發(fā)射功率、時頻資源等），用以克服或適應(yīng)當(dāng)前信道變化帶來的影響（鏈路自適應(yīng)技術(shù)見圖4）。

（1）資源調(diào)度技術(shù)：根據(jù)無線信道的測量結(jié)果，資源分配時選擇信道條件較好的空時頻資源進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。調(diào)度算法有Max CIR、RR、PF等。

（2）功率控制技術(shù)：根據(jù)無線信道的變化調(diào)整系統(tǒng)的發(fā)射功率。當(dāng)信道條件較好時，降低發(fā)射功率；當(dāng)信道條件較差時，提高發(fā)射功率。

（3）HARQ（Hybrid Automatic Repeat-reQuest）：通過調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜哂嘈畔?，在接收端獲得重傳/合并增益，實現(xiàn)對信道的小動態(tài)范圍的、精確的、快速的自適應(yīng)。HARQ分為三種類型：Type I HARQ、Type II HARQ、Type III HARQ。

（4）AMC（Adaptive Modulation and Coding）：根據(jù)無線信道的變化調(diào)整傳輸系統(tǒng)的調(diào)制方式與編碼速率，LTE共定義29種MCS方案供選擇。當(dāng)信道質(zhì)量較好時，提高調(diào)制等級與編碼速率；當(dāng)信道質(zhì)量較差時，降低調(diào)制等級和信道編碼速率。

3.4小區(qū)間干擾控制技術(shù)。

小區(qū)間干擾控制技術(shù)主要分為干擾協(xié)調(diào)技術(shù)、干擾隨機(jī)化技術(shù)和干擾抑制技術(shù)三種。

3.4.1干擾協(xié)調(diào)技術(shù)：按照一定的規(guī)則和方法，協(xié)調(diào)資源（頻域、時域、空域、功率）的調(diào)度和分配，盡量降低小區(qū)間干擾。干擾協(xié)調(diào)分為三種：

（1）靜態(tài)干擾協(xié)調(diào)：通過預(yù)配置或網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃辦法固定限制各小區(qū)的資源調(diào)度和分配策略，避免小區(qū)間干擾。

（2）半靜態(tài)干擾協(xié)調(diào)：小區(qū)間通過X2口慢速交互小區(qū)間用戶功率信息、小區(qū)負(fù)載信息、資源分配信息、干擾信息等，協(xié)調(diào)資源分配和功率分配，達(dá)到干擾協(xié)調(diào)的目的。

（3）動態(tài)干擾協(xié)調(diào)：小區(qū)間實時地進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度，調(diào)度周期通常為毫秒級。

3.4.2干擾隨機(jī)化技術(shù)：將小區(qū)間的同頻干擾信號轉(zhuǎn)換為隨機(jī)的干擾，使窄帶的干擾等效為白噪聲干擾。干擾隨機(jī)化方法通常分為兩種：

（1）序列加擾：在時頻域?qū)?shù)據(jù)加入偽隨機(jī)序列達(dá)到干擾隨機(jī)化的目的，如PCI規(guī)劃。

（2）交織：通過一定的映射方法，擾亂數(shù)據(jù)在時、頻域的位置實現(xiàn)干擾隨機(jī)化。

3.4.3干擾抑制技術(shù)：分為發(fā)射端干擾抑制和接收端干擾抑制。

（1）發(fā)射端干擾抑制：發(fā)射端在獲取干擾用戶信道特征的基礎(chǔ)上，通過聯(lián)合信號發(fā)送，達(dá)到被干擾用戶干擾抑制的目的。例如：波束賦形。

（2）接收端干擾抑制：接收端在獲取干擾信號特征的基礎(chǔ)上，通過聯(lián)合檢測的方法抑制鄰區(qū)干擾。例如最大信干噪比合并。

4. 結(jié)束語

對于四網(wǎng)協(xié)同建設(shè)，要充分考慮各種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢和劣勢，根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需求，科學(xué)規(guī)劃、合理建設(shè)，隨著4G牌照的發(fā)放，TD-LTE建設(shè)將成為核心，而TD-LTE網(wǎng)絡(luò)需要在對GSM/TD-SCDMA/WLAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)，并且在四網(wǎng)協(xié)同建設(shè)中，不斷完善已有GSM/TD-SCDMA/WLAN網(wǎng)絡(luò)，使不同的網(wǎng)絡(luò)滿足不同的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]吳華榮. LTE關(guān)鍵技術(shù)的研究（J）. 中山大學(xué)研究生學(xué)刊（自然科學(xué)）， 2010（04）.

[2]蔣紹杰. TD-LTE組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及四網(wǎng)協(xié)同建設(shè). 通信設(shè)計及應(yīng)用， 2015（1月上）： 7-8.

[3]汪穎，程日濤，張海濤. TD-LTE 室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計思路和方法解析[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化， 2010，（11）.

[文章編號]1619-2737（2017）08-18-739

[作者簡介] 盧正偉（1982-），男，籍貫：陜西西安人，畢業(yè)于燕山大學(xué)，學(xué)歷：學(xué)士，工作單位：天元瑞信通信技術(shù)股份有限公司技術(shù)研發(fā)中心項目經(jīng)理，工程師。endprint