创新电子系统设计(TD-LTE测试)唐剑峰

1课程设计报告题目南京TD-LTE试验网外场测试课程名称创新电子系统设计院部名称信息技术学院专业通信工程/电子信息工程班级M08电子信息工程Ⅱ学生姓名唐剑峰学号0821114225课程设计地点大唐移动南京TD-LTE试验基地课程设计学时60学时指导教师徐志国金陵科技学院教务处制成绩2一、课程设计目的与要求“创新电子系统设计”课程是专业教学计划中设置的独立实践环节，其主要目的为加强对学生创新意识、创新精神和创新能力的培养，鼓励和倡导学生积极参加学科竞赛、课外科技和科研活动、创造发明活动和各类社会实践活动，提高学生综合素质，促进学生个性发展。要求学生能在老师的指导下，自主完成一个较复杂综合电子系统设计与制作的全过程，或者通过参加各类各级和通信、电子相关课外科技活动及竞赛得到真正的实战训练。二、课程设计的题目及内容题目：南京TD-LTE试验网外场测试内容：本次“创新电子系统设计”的部分同学由学院统一安排参加大唐移动南京TD-LTE（4G）试验网外场测试，学生通过参与为期1月的外场测试了解TD-LTE，了解TD-LTE（4G）试验网测试的流程及方法。三、TD-LTE简介TD-LTE即TD-SCDMALongTermEvolution，宣传是是指TD-SCDMA的长期演进。实际上没有关系。TD-LTE是TDD版本的LTE的技术，FDD-LTE的技术是FDD版本的LTE技术。TDD和FDD的差别就是TD采用的是不对称频率是用时间进行双工的，而FDD是采用一对频率来进行双工。TD-SCDMA是CDMA技术，TD-LTE是OFDM技术，不能对接。TD-LTE与LTEFDD在标准化进程方面基本同步，LTE协议09年3月发布第一版（Rel8），10年3月发布第二版（Rel9），已先后冻结。TDD和FDD两种制式之间存在着高度一致性。TD-LTE作为通信产业变革期的重要机遇，主要包含三大特点：1.包含大量中国的专利，由中国主导，同时得到了广泛国际支持，成为了国际标准；2.上网速度快，能够达到TD-SCDMA技术的几十倍，使无处不在的高速上网成为可能；3.产业发展速度快，与其他国际移动宽带技术基本实现了同步发展，代表着当今世界移动通信产业的最先进水平。3需求早在2004年11月份3GPP魁北克的会议上，3GPP决定开始3G系统的长期演进（LongTermEvolution）的研究项目。世界主要的运营商和设备厂家通过会议、邮件讨论等方式，开始形成对LTE系统的初步需求：作为一种先进的技术，LTE需要系统在提高峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率，并着眼于降低运营和建网成本方面进行进一步改进，同时为使用户能够获得“AlwaysOnline”的体验，需要降低控制和用户平面的时延。该系统必须能够和现有系统（2G/2.5G/3G）共存。现有系统做出的相应改变在无线接入网（RAN）侧，将由CDMA技术改变为能够更有效对抗宽带系统多径干扰的OFDM（正交频分调制）技术。OFDM技术源于20世纪60年代，其后不断完善和发展，90年代后随着信号处理技术的发展，在数字广播、DSL和无线局域网等领域得到广泛应用。OFDM技术具有抗多径干扰、实现简单、灵活支持不同带宽、频谱利用率高支持高效自适应调度等优点，是公认的未来4G储备技术。LTE必选技术为进一步提高频谱效率，MIMO(多输入/多输出)技术也成为LTE的必选技术。MIMO技术利用多天线系统的空间信道特性，能同时传输多个数据流，从而有效提高数据速率和频谱效率。为了降低控制和用户平面的时延，满足低时延(控制面延迟小于100ms,用户面时延小于5ms)的要求，目前的NodeB-RNC-CN的结构必须得到简化，RNC作为物理实体将不复存在，NodeB将具有RNC的部分功能，成为eNodeB，eNodeB间通过X2接口进行网状互联，接入到CN中。这种系统的变化必将影响到网络架构的改变，SAE(系统架构的演进)也在进行中，3GPP同时也在为RAN/CN的平滑演进进行规划。作为LTE的需求，TDD系统的演进与FDD系统的演进是同步进行的。在2005年6月在法国召开的3GPP会议上，以大唐移动为龙头，联合国内厂家，提出了基于OFDM的TDD演进模式的方案，在同年11月，在汉城举行的3GPP工作组会议通过了大唐移动主导的针对TD-SCDMA后续演进的LTETDD技术提案。到2006年6月，LTE的可行性研究阶段基本结束，规范制定阶段开始启动。在2007年9月，3GPPRAN37次会议上，几家国际运营商联合提出了支持TYPE2的TDD帧结构，同年11月在济州工作组会议上通过了LTETDD融合技术提案，基于TD的帧结构统一了延续已有标准的两种TDD（TD-SCDMALCR/HCR）模式。在RAN38次全会上4融合帧结构方案获得通过，被正式写入3GPP标准中。技术应用1）瑞典启动全球首个LTE商用站点2010年5月25日，爱立信和瑞典运营商TeliaSonera在斯德哥尔摩启动全球首个LTE商用站点，标志着在实现移动数字高速公路方面迈出了重要一步。作为瑞典的主要运营商，TeliaSonera近年来致力于升级网络，为用户提供更高的速率、更丰富的业务，让用户即使在移动状态中也能享受高速流畅的网络连接。为此，TeliaSonera于今年1月同爱立信签署LTE商用网络合同，网络覆盖地区为瑞典首都斯德哥尔摩，商用时间为2010年。根据协议，爱立信向TeliaSonera提供的LTE系统包括全新RBS6000系列的LTE无线基站、演进分组核心网、包含了Redback公司SmartEdge1200路由器和最新EDA多址接入聚集交换机的移动回程链路解决方案。此外，爱立信不仅负责网络实施及运行初期的网络管理工作，还将与TeliaSonera长期合作，以共同推动用户使用LTE移动宽带。就在全球经济尚未走出低谷的时候，TeliaSonera宣布部署全球首个LTE商用站点。作为2010年正式启动的商用网络中的一部分，该站点的启动毫无疑问为全球LTE的发展提供了良好的范本，该站点的揭幕表明LTE不再遥不可及，而是已经成为了现实。2）日本正式发放LTE牌照日本正式发放LTE牌照，计划2011年投入使用2009年5月7日日本总务省发放了4个LTE牌照。日本几大移动运营商NTTDocomo、软银移动、KDDI和e-Mobile公司没有悬念地都获得了LTE牌照。日本在以无线宽带为标志的4G时代将采用业界统一的LTE标准，这将有助于LTE的迅逐普及。正是基于这种考虑，日本总务省发布了4个LTE牌照，日本三大通信运营商NTTDocomo、软银、KDDI和新兴的通信运营商e-Mobile公司都可公平地获得开展LTE的频段。日本最大的移动运营商NTTDoCoMo计划在今后5年投资3000至40005亿日元，建设LTE基站和骨干通信网。其最早于明年开通业务。软银移动将投资1200亿日元于设备，计划于2011年至2012年提供业务。日本e-Mobile公司计划至2013年的设备投资总额为3000亿日元，其将于2011年开通业务。KDDI将于2012年提供业务。其投资额为1000多亿日元。有关专家指出，日本政府之所以及早发放LTE牌照，是着眼于在全球领先部署4G。按照日本政府的计划，5年后LTE将覆盖日本50%的人口。3）Verizon将率先在美国实现LTE商用由VerizonCommunications与沃达丰公司共同组建的VerizonWireless公司已经在今年选定爱立信与阿尔卡特朗讯作为首要网络供应商，支持其在美国启动LTE网络部署。此前，Verizon已与沃达丰携手在美国及欧洲进行业界领先的LTE网络试验。这两家入选的设备厂商将为VerizonWireless部署网络基础设施，使其能够自2010年起率先在美国推出商用LTE服务。此外，Verizon还宣布选定诺基亚西门子通信与阿尔卡特朗讯作为其IP多媒体子系统(IMS)网络的核心供应商。无论采用何种接入技术，该系统均可实现丰富的多媒体应用。IMS将在Verizon服务架构的演进过程中扮演核心技术的角色。Verizon计划在其无线和固定宽带网络上提供基于IMS的IP融合应用和服务。LTE将成为采用IMS技术的重要无线接入网之一。VerizonWireless在进行LTE网络建设并提供商用服务的同时，也将扩展其FiOS光网络。这是持续一致和相互补充的发展战略，着眼于宽带市场的未来发展。4）WIMAX成为运营商发展宽带业务的选择之一在全球1700多家拥有WiMAX频谱资源的授权运营商中，约有470家拥有50MHz或更宽的带宽，考虑使用WiMAX提供长期能盈利的宽带服务，最近美国、日本、韩国、意大利、沙特、俄罗斯、台湾等地区的运营商都已经或者计划推出基于WiMAX的无线宽带服务。预计到09年年底，全球排名靠前的22家WiMAX运营商的用户数量将有望从现在的124万升到250万，到2010年年底，用户数量将接近400万。在这些用户中，有很大一部分将来自可能在2010年转换到WiMAX的一些大型专有网络用户，如Clearwire公司在美国的网络。但是，在Maravedis调查的22家6WiMAX运营商中，有42%的公司正在考虑部署LTE网络，这对WiMAX的发展很不利。在2009年到2010年期间，WiMAX阵营将面临经济压力，许多新兴移动运营商对WiMAX的资本投资将会放缓，其中包括3.5GHz频段的大多数运营商，他们会将其主要精力放在最有利可图的市场部分———寻找可靠性连接的企业客户。不过，尽管受到投资方面的困扰，新兴市场仍将是驱动WiMAX增长的核心，许多厂商认为拉丁美洲和亚洲是最具吸引力的地区。5）未来苹果会推LTE版iphone目前，FDD-LTE已有至少6款手机实现商用，但TD-LTE由于频谱及商用时间都未确定，基于市场导向的终端商们不太急于研发TD-LTE手机。传言称苹果公司未来会推LTE版[1]。苹果公司已经确定了一家公司来研发TD-LTE版的iPhone芯片，对此，王建宙说，他还不清楚苹果公司会采用哪家公司的TD-LTE版的iPhone芯片，他只是说，现在TD-LTE芯片厂商很多，不少实力强劲，例如高通，目前也在做iPhone4S版的芯片。中国移动与苹果公司是否有可能达成引进iPhone的协议，这一直是外界追踪的话题。不过，中国移动董事长王建宙近日向新浪科技明确了表态，他谈了三点：“一是中国移动与苹果还没有达成引进的iPhone协议。二是双方继续保持紧密接触，三是，苹果说了，如果它做LTE版的终端，就会做TD-LTE版的iPhone，而不会只是FDD-LTE版的iPhone”。对于苹果公司创始人乔布斯去世后的双方关系，王建宙说，“我们与苹果公司一直都还有密切联系，保持沟通”。之前，苹果公司CEO蒂姆·库克还在担任COO期间曾来中国移动办公室拜访过王建宙，双方达成的一些承诺应该就是那时侯做出来的。覆盖城市中国移动TD-LTE规模试验网部署项目采取“6+1”方案，将投资15亿人民币建网覆盖上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门6个城市，每个城市将部署约200个基站；并在北京建TD-LTE演示网。深圳TD-LTE试验网范围：7深圳TD-LTE规模试验网拟覆盖37.58平方公里区域。共覆盖以下四个区域区域1-南山中心区：科技园区、高校园区、大运会场馆；区域2-南山（沙河以东）：中心商业区；区域3-福田中心区：中心商业区、中心商务区、政务区；区域4-龙岗中心城：政务区、大运会场馆深圳TD-LTE规模试验网新建基站240个。多种制式理论峰值速率对比无线蜂窝技术：CDMA20001x/EVDo;GSMEDGE;TD-SCDMAHSPA;WCDMAHSPA;TD-LTE四、TD-LTE试验网测试的过程及方法TD-LTE测试所用的软件:8UFtp;DUMeter;iiconnect2.1.3;HiStudio（MobliePartner）；(1)8UFtp:用于上传、下载服务器数据；(2)DUMeter：用于记录实时网络速