目前，全球LTE商用网络正在加速推进，整个产业链也在逐步走向成熟，其在下一代移动通信市场中的主导地位已经确立。据GSA统计，截至2013年10月，全球已有474家运营商在138个国家进行LTE产业的投资。
其中包括已经在128个国家部署的421张LTE网络以及53个将在10个国家中展开试验的LTE网络。在已部署的421张LTE网络中，已有222个LTE商用网络在83个国家提供服务。预计2013年，全球LTE商用网络部署数量将达到260张，增速高达78%。而从区域分布来看，美国、加拿大、墨西哥、英国、日本、韩国等国家均已开始部署LTE网络，中国也计划在在2013年年底发放4G牌照。
多址技术快速发展
在移动通信系统演进过程中，包含着很多技术的发展，但最为基础、最为核心的技术就是多址技术。可以这样说，多址技术的发展引领了无线通信系统的发展与演进，多址技术的不同会使无线通信系统做出重大改变。
细数历代无线通信的网络和多址技术，可以很明显看出无线通信技术的衍变和进步，因为它包含了最核心的通信技术。在历代无线通信系统中：
GSM主要基于TDMA；
CDMA/WCDMA/TD-SCDMA主要基于CDMA ；
而LTE主要基于OFDMA。
在下行链路中使用OFDMA技术主要是出于基站作为信号的发射端，可以容忍较高的复杂度和功放成本以换取更高的性能，同时考虑到终端对下行MIMO检测性能和复杂度的要求，LTE选择了直观的OFDMA多址接入方案。
在上行链路中，由于终端设备作为信号发射端，直接采用信号功率峰均比较高的OFDMA会降低射频功率放大器效率，缩短电池工作时间，因此出于降低终端成本的考虑采用了SC-FDMA技术。成本往往也是通信系统建设的重要考量。
助力产业发展新动力
LTE系统分成LTE-TDD和LTE-FDD，LTE-TDD和LTE-FDD同样使用OFDM接入方案，共用一套信道带宽，是拥有同样的子帧时长定义的两种双工系统方式；其差别主要在于对频谱的利用上，LTE-TDD使用非对称频谱资源，LTE-FDD使用对称频谱资源。
由于LTE-TDD和LTE-FDD拥有OFDM技术、多天线技术、链路自适应技术、上行SC-FMDA技术等众多共性技术，在网络建设过程中，核心网、传输网方面没有过多差别，仅因双工方式的不同在基站系统中射频部分存在一些差异，而基带部分完全可以实现共有平台，有利于运营商混合组网。而FDD与TDD网络的融合带来的是在终端上的统一，由于LTE-FDD和LTE-TDD两者不存在本质上的区别，厂商进行芯片设计时能够采用融合式的设计方案，同时支持TDD和FDD两种制式，支持多模多频的LTE终端将更加符合用户的使用习惯及运营商的发展需求。
引爆市场商机
立足国内，LTE作为无线网络领域的下一代主要技术具有网络速度快、时延较低等特点，是“宽带中国”战略在无线端的重要建设内容，是运营商大力推广的前端技术。LTE无线通信网络将会快速铺开，成为宽带中国战略在无线端的重要支撑。另一方面，随着LTE网络部署的展开，其终端产品也将逐步增多，进而带动终端产品升级换代，终端产品的更新和基于移动宽带应用的增多将促进信息消费规模的提升。
放眼全球，随着LTE部署进程的加快以及LTE终端需求量的快速增长，本土设备生产企业和终端生产企业将面临新的发展机遇。
以LTE手机为例，2012年全球LTE手机销量为9000多万部，预计2018年全球LTE手机终端销量超过10亿部，以平均每部LTE手机2000元计算，2018年将实现超过2万亿元销售额。随着国内终端生产企业在全球竞争实力不断增强，产品在全球市场占有率逐年提升，届时中国厂商有望分享40%以上的市场商机。而对设备企业来说，华为、中兴均已中标海外运营商LTE网络建设项目，届时也将在海外大展抱负。
多个国家进行LTE产业布局
目前，全球LTE商用网络正在加速推进，整个产业链也在逐步走向成熟，其在下一代移动通信市场中的主导地位已经确立。在北美地区，美国已经成为全球LTE网络覆盖面最广、用户数最多的国家；加拿大、墨西哥也纷纷宣布全面商用LTE。在欧洲地区，英国、俄罗斯、荷兰等国家也部署了LTE网络。在亚太地区，日本、韩国是发展LTE最抢眼的国家，中国也计划在2013年年底发放4G牌照，新加坡、菲律宾、老挝等国家也已宣布商用LTE服务。
2013年全球LTE手机终端销量超过2亿部，是2012年9000万部终端销量的2倍多，预计2018年全球LTE手机终端销量超过10亿部。
迅猛增长的手机终端销量带动整个LTE系统的加速改进和完善。可以说，LTE生态系统加快完善，不但为国内企业带来巨大内需市场，更将为其出口创造广阔的海外市场，并同时助力国内企业实现产品销售区域国际化覆盖和销售额的快速的增长。
相关链接
LTE技术演进白皮书
LTE是第三代合作伙伴计划（3GPP）主导的通用移动通信系统技术的长期演进。随着无线通信技术的发展，LTE越来越被人们所关注。
为更加深入地分析LTE产业、技术现状及未来发展前景，推动LTE产业研究，赛迪顾问股份有限公司于2013年11月20日下午，在赛迪大厦成功召开“LTE技术演进白皮书会”。会上，赛迪顾问通信产业研究中心总经理陈畅对《LTE技术演进白皮书》的内容向与会者做了介绍，就LTE的历史及演进、关键技术、LTE-TDD和LTE-FDD以及LTE未来商机进行了深入的分析。
纵观LTE的历史及演进，在LTE规范制定过程中，高通、爱立信、诺西、三星、阿尔卡特朗讯、NTT Docomo、Vodafone、华为、中兴、大唐等来自美国、欧洲、日本和中国等多个国家和地区的众多企业提供了相关技术文稿。在经历了需求讨论、标准研究和标准制定三个阶段后，2008年底3GGP推出了首个商用协议版本。
【关键词】TD-LTE 室内分布体系 关键技术 指导作用
自2007年底TD-LTE网络标准实行以来，TD-LTE完成了多项系统概念测验，测验显示TD-LTE系统能够有效运用于大规模商业用途之中。2013年底4G时代的到来，工信部给中国移动、中国联通与中国电信均获得TD-LTE牌照。现阶段，各大运营商都在积极建设TD-LTE系统。而TD-LTE时代的来临会进一步推动其发展。所以，TD-LTE技术必须要重视其在室内分布体系的发展，研究其关键技术，形成良好的室内网络覆盖。
1 TD-LTE室内分布系统关键技术的研究思路
1.1 TD-LTE室内分布系统的简介
TD-LTE室内分布系统是在传统分布基站的基础上发展而来的。TD-LTE系统引进了MIMO技术，使得TD-LTE系统包含两种运营方案，分别是双通道室分与单通道室分。单通道室分中，室内必须要有两根线路才能够传输信号，形成2乘2的MIMO网络覆盖形式，这种技术的工程量十分复杂。双通道室分中，室内只需要一根射频传输线路，就能够有效的进行网络覆盖，但是这种方法不能够有效获得MIMO条件下的系统性能，所以，这种方式仅仅适用于覆盖范围较小的数据使用范围，这种方法的工程技术要求低，建设投资较小。
1.2 TD-LTE室内分布系统的相关规划
2 单双通道室分系统的方案分析
2.1 单通道室分
在室内进行单通道室分可以在不改变天馈的条件下，将TD-LTE室分系统合路到已有的室分系统之中，但是仅实现单通道的TD-LTE网络信号覆盖，仍旧不能实现MIMO 功能，严重限制了TD-LTE终端的传输效率。依据室内场景是否存在其他系统的室分覆盖，TD-LTE室分改造的方案大概有两种：一种是TD-LTE室分系统的独立建设方式，另外一种是与已有的室分系统进行合路。
2.2 双通道室分
在室内进行双通道室分可以有效的实现MIMO技术功能。依据现有的异系统进行室分覆盖，目前实现这种状况大概有两种方式：一种是新建两路，另外一种是新建一路再改造一路。新建两路可以有效的应用于新建的室分场景之中，并且可以运用后期技术进行积极的改造，但是其建设的工程量太大，并且造价太高。新建一路，改造一路的办法主要应用于已有的场景之中，可以在不破坏原有的室分条件下，应用TD-LTE系统的MIMO技术，这种办法可以有效的减少工程量，并且可以降低造价，能够最大程度的节约资源，但是必须要注意多系统之间要通过合路器进行干扰，避免出现相互干扰的状况。
2.3 天线端改造办法
对于TD-LTE单通道室分系统来说，可以使用单极化天线进行改造。对于双通道室分系统，使用天线的改造方案有两种，一种是单极天线，另一种是双级天线。对于单极天线来说，必须要再增加一个天线点，将新建的馈线连线的在新建的天线点上面；对于双级天线来说，仅仅需要将已有的天线点的位置进行更换，将新旧两条馈线连接到天线上面就可以了。所以，使用双极化天线可以有效的降低室分工程的难度，减少资源、资金的投入。
3 TD-LTE与其它系统相互干扰情况
3.1 TD-LTE与WLAN系统之间的干扰解决办法
现阶段WLAN系统工作的频段范围在2400～2484.1MHz之间。TD-LTE室分系统的工作频段范围在2300～2400MHz之间。由此可以看出两个系统的频率段数非常接接近，相互干扰的情况十分严重。所以，当TD-LTE与WLAN覆盖的时候，必须要优先考虑TD-LTE与WLAN共同的室分系统网组，使WLAN的末端进行合路或者是将合路器的隔离程度进行提高，有效的降低分路之间的损耗干扰。
3.2 TD-LTE室分与WLAN系统之间的干扰
为了能够更加直观展现TD-LTE室分与WLAN系统之间的干扰。我们可以列出一个表格进行查看。在走廊环境下，WLAN系统对TD-LTE室分的性能大概有5%左右的影响，但是在会议环境下，影响升级到30%。
4 结束语
本文简单介绍了TD-LTE的一些关键技术，以及在室内分布系统之中的应用。根据相关工程经验，提出了有效使用的解决办法，希望能够进一步推动TD-LTE系统的建设脚步。
关键词：4G 快速发展 技术标准 竞争
现阶段，物联网的兴起及移动物联网的发展，促使全球移动运营商对无限数据传输宽带的要求越来越高，也就为4G技术奠定了基础。纵观全球，4G市场蓄意待发，主要的移动运营商竞相朝着4G的市场发展，并期望在最短时间内将自己的4G市场扩大化。目前，移动WiMAX运营商Clearwire公司在全球提供WiMAX服务的市场已经有一百多个。Verizon无限提供LTE商用服务的市场有四十个左右。同时，MetroPCS公司在13个城市提供4G LTE服务，AT&T也在向LTE迈进。T-Mobile也制定了4G发展的方向，要将HSPA+网络下的下载速度从21Mbit/s提高到42Mbit/s。同时一些新兴的移动运营商也计划听见LTE市场，这些都表明，4G正在逐渐变成现实。
一、多家WiMAX运营商向LTE进军，美国4G发展逐渐成为行业缩影
LTE、WiMAX是4G技术演进的两个方面，WiMAX的发展早于LTE，但是近些年来，LTE发展速度远远超过了WiMAX。特别是美国WiMAX运营商Sprint和俄罗斯Yota电信两大移动运营商相继支持LTE之后，更加促进了LTE的发展同时对WiMAX的质疑声也越来越大。除此之外，英特尔公司作为WiMAX更多话语权的公司也已经解散了用来推广WiMAX技术开发的项目办公室，毫无疑问这对WiMAX是个致命的打击。同时英特尔的这种行为促使了更多的运营商和厂商将4G技术标准投向LTE。
2011年，LTE在全球的部署展开之后，WiMAX的生存空间更加缩小，4G技术标准的争夺也从技术标准转向了产业布局。目前有一部分的运营商已经开始推行了4G服务，特别是美国已经形成了初步的竞争格局。
4G网络发展最快的是美国，其在全球拥有最多的4G运营商，所以可以说美国4G的发展可以代表全球4G发展的一个片面的缩影。其中，Verizon首先在网络建设和网络服务方面率先推出4G服务。10年12月，Verizon在美国三十八个城市超过60个的商用机场提供了大规模的4G LTE网络服务。其在11年的时候扩展了LTE网络服务并在今年的时候讲4G市场扩大了一倍。Verizon计划在13年年底时用4G技术覆盖目前的整个3G市场。
AT&T在这种背景下采取了LTE标准，进行了商用部署，推出LTE的4G商用服务。美国的第五大移动运营商WmtroPCS同样建立了LTE网络，推行LTE网络服务。在4G网络收费方面，Verizon采用的包月制，50美元的数据限量是5GB，80美元的是10GB，如果每月超出计划的数据量，每1GB加收10美元的费用，合同期限是两年，与其推行的3G服务费用相当，也与Clearwire的WiMAX 4G费用相抗衡。Verizon这样定价4G的目的是为了最大限度的锁定用户使用他们的4G网络服务，并赶在对手之前同客户签订好合同。但是随着美国4G运营商商用的大幅度展开，LTE的费用标准很有可能进一步降低。
二、其他国家加快发展4G网络步伐
以美国为背景，全球都加快了4G网络发展的步伐。例如欧洲、日本、澳大利亚等国家也开始了4G网络的发展，韩国等也在进行4G的实验测试等。
日本的NTT DoCoMo移动营运商10年时展开了LTE服务，可以进行75Mbit/s 的高速数据通信及语音通话服务。资费套餐分为普通月套餐和两年套餐。两年套餐需要签订两年的在网协议，资费相对来说比较实惠。5GB以下的月份用是1000-6510日元，超出的的话每2GB为2625日元。
2010 年 12 月，沃达丰在德国开始推行LTE服务，不过仅支持企业用户、消费者在热点区域使用它们的LTE服务。其提供的套餐包括：39.99欧元，使用7.2Mbit/s 无线宽带接入，49.99 欧元可升级至21.6Mbit/s无线宽带接入，69.99可使用50Mbit/s无线宽带接入。
澳大利亚的最大移动运营商Telstra也推出了本国的第一个LTE网络服务。在Telstra Next G网络优势不断消失的情况下，Telstra与其竞争对手相比在4G市场中占得先机。不仅仅是运营商，终端商业在积极的进行4G的推广。目前，全球已经有超过63款的LTE可用终端设备，摩托罗拉、HTC、三星等厂商都了支持4G标准的智能手机。同时美国的MetroPCS也推出了LTE智能手机—三星 Galaxy Indulge。
三、LTE日渐普及，LTE—A蓄势待发
为了确保LTE技术及后续先进技术长久的生命力和满足未来通信的更高要求，对LTE的平滑演进的LTE-Advanced（建成LTE-A）技术进行了研究，并且LTE-A将会是4G的首选技术。LTE-A以400MHz～4GHz频谱20MHz带宽多重载波技术，并结合多天线MIMO通道技术，大幅提升了下载/上传速度。
由上文的讨论中可知当前很多发达国家的电信运营商已经提供了LTE服务，但真正能使4G更加完美的技术将是目前正在制定中的LTE-A技术。在ITU国际电信联盟的相关规范中，在2007年WRC-07确认了LTE-A频谱，2008年制定确认了IMT-A的相关规范并在2011年对IMT-A的规格进行了定案，在2007年3GPP批准了LTE-A相关规范，2009年有关LTE-A出其技术草案完成了评估，2010年底通过了Rel10规范。目前的情况是，LTE规格是IMT/3GPP的Rel-8和Rel-9，而LTE-A是位于Rel-10与未来Rel-11的技术等级。
LTE-A是LTE技术的改良强化版，既具备Rel-8的通信、机台设备相容等特点，在技术上也已经超过ITU IMT-A而达到了ITU-R无限电通信的要求。Rel-10将载波带宽设置为100MHz是为了达到提升传输速率的目的，但是可连续性使用100MHz带宽的频谱在全球并不多见，而LTE-A从400MHz～4GHz的频谱段，并使用多个20MHz带宽的多重载波聚合，但所占用的频谱带宽约为50MHz。与LTE 4×4通道技术相比，LTE-A采用MIMO多重天线收发技术，最多可以提供8×8 MIMODL、4×4 MIMO UL的能力，上传下载速率能够达到1Gbps、500Mbps。
由于LTE-A具有这些优点，作为3GPP在更长远的IMT-A时代保持相对其他无线通信标准的竞争优势的关键技术，必定在未来相当长一段时间内成为无线通信技术的高技术标准。预计在无线宽带通信领域快速发展的时期，LIE-A关键技术的基站将会出现在世界各地，使人们进入一个更加丰富多彩的宽带世界。
结论
综上所述，4G系统的发展前景一片光明，但是发展道路也将会充满坎坷和挑战。但是随着新需求而诞生的新技术，4G取代3G不可避免，必将成为新的移动通信领域的主导技术。
参考文献
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[2] 潘桂波. 广东移动XXX分公司数据业务客户关系管理现状分析与对策研究[D]. 北京交通大学. 2010
[3] 张爽. 企业技术标准演化规律研究[D]. 浙江大学. 2010
【关键词】 3GPP LTE 核心技术 标准化
3GPP LTE的架构通常还可称之为演进型UTRAN结构；实际中利用演进型NodeB（eNB）和接入网关（AGW）共同组建了接入网系统。其中AGW属于一个边界节点，如果将其纳入到核心网中，那么，接入网就会在eNB基础上而形成；eNB除了具备本有的NodeB的功能外，还可实现之前RNC在的绝多数功能，涵盖了MAC层、RRC、接入移动性管理、物理层、接入控制等环节。
一、3GPP LTE核心技术
1.1 基本传输技术和多址技术
这两项技术在无线通信技术中占有基础性地位；3GPP相关人员讨论多址技术方案过程中，基本上出现了两种截然不同的观点：大部分公司觉得OFDM/FDMA技术相较于CDMA技术，能够实现更强的频谱效率；只有一小部分公司觉得OFDM 和CDMA这两项技术的优势作用不分上下，遵循后向兼容的原则，使用CDMA技术较为理想。认为OFDM/FDMA技术好的公司都指出在下行应使用OFDM技术，在明确上行多址技术时又有不同的观点：绝大多数厂商由于不放心OFDM的上行峰平，提出了使用PAPR低的单载波技术；还有部分公司（主动参与WiMAX标准化的公司）则认为在上行也应使用OFDM这一技术，同时，还要利用部分增强技术对PAPR中存在的问题进行处理。在不断的讨论协商下，3GPP采用了大部分公司所认可的技术方案，也就是下行以OFDM为首选，上行以SC（单载波）-FDMA为首选。
上行SC-FDMA信号可通过“频域” 和“时域”两种生成法，频域生成法还可称之为DFT扩展OFDM （DFT-S-OFDM），时域生成法又可称之为交织FDMA （IFDMA）。多数公司广泛使用频域生成法（见下图）。在OFDM的IFFT还未进行调制前，频域生成方法就将信号作了DFT扩展，从系统中最后所发出的属于时域信号，所以，能够有效防止从OFDM系统发出频域信号而造成PAPR问题。
1.2 帧结构和系统参数设计
关于数据传输延迟环节，LTE的要求极为严格，提出单项延迟不得超过5ms，所以，LTE系统实际必须使用最小交织长度（TTI）。大部分公司通常是进行FDD系统的设计，笔者认为应选择0.5ms的子帧长度（1帧包含20个子帧）。不过，专门研究TDD技术的3GPP工作人员发现该种类型的子帧长度与UMTS内存在的两种TDD技术的时隙长度间是相冲突的。简单举例说明，TD-SCDMA的时隙长度在0.675ms范围内，倘若LTE TDD系统的子帧长度在0.5ms范围内，那么，就会使得老系统与新系统间的时隙难以匹配，造成TD-SCDMA与LTE TDD两个系统无法共同和谐发展。随着各公司的要求越来越强烈，对于该问题，3GPP达成了一个决议，也就是0.5ms为最基本的子帧长度，不过，出于对与LCR-TDD系统兼容的考虑，使用子帧长度为0.675ms也比较适宜。
在DFT-S-OFDM基础上进行分析，明确OFDM 和SC-FDMA的子载波宽度为l5kHz，此值较为适中，对系统效率与移动性均很好的兼顾，要远大于WiMAX系统。关于下行OFDM 的CP长度有长、短两种形式，具体是4.69ms（以0.675ms子帧为主时达到7.29ms）及16.67ms。将短CP当做了基本选项，将长CP放置于面积大的小区或者多个小区广播中使用。短CP中的一个子帧涵盖了7个OFDM符号（以0.675ms子帧为主时是9个）；长CP中的一个子帧涵盖了6个OFDM符号（以0.675ms子帧为主时为8个）。上行使用的是单载波技术，形成的子帧结构不同于下行。DFT-S-OFDM 的一个子帧涵盖了6个“长块”（采用0.675ms子帧时为8个）与两个“短块”，其中长块在传送数据中使用较为理想，短块在传送导频信号中使用较为理想。
二、3GPP LTE核心技术的标准化进展
3GPP有着一套较为紧凑的工作计划，主要目的在于应付WiMAX在标准化上的“先发优势”。3GPP通过反复的会议后提出了加快LTE工作开展步伐，取得了较好的效果，并朝着标准化方向迈进。目前，LTE的进展速度并不快，这主要是因为其注重全面细致的分析研究每个技术点，最后构成大部分公司所认可的有效融合方案，对各公司的正当利益做到了全面兼顾，LTE标准化受到了大部分公司的欢迎。
LTE采用由NodeB构成的单层结构，简化了网络和缩短了延迟时间，实现了低时延，低复杂度和低成本的要求。LTE具有高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容的优势特征。
三、结论
综上所述可知，虽然LTE工作的研究目前已获得了很大的成效，但未来社会中还需要积极的探索。倘若3GPP无法在规定期限内顺利开展LTE的可行性研究工作，那么，就必须加强研究力度，推进工作的顺利进行。
参 考 文 献
[1] 于志明. 无线通信系统中的信号识别技术研究[D]. 哈尔滨工程大学，2010年
[2] 司中威. LTE上行链路自适应技术研究[D]. 北京邮电大学，2007年
[3] 林雁. LTE无线通信系统若干关键技术研究[D]. 北京邮电大学，2011年
关键词：LTE；船载终端；视频监控
中图分类号：U641.7 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01
一、引言
内河航运在我国的国民经济发展中发挥着日益重要的作用。以笔者所在单位京杭运河江苏省交通运输厅苏北航务管理处为例，2012年全年运河货物通过量达到2.4亿吨，货物周转量439亿吨，十五期间货物通过量年增长率超过10%[1]。与此相伴的是运河航行船舶的数量日益增加，船体大型化趋势日趋明显。因此航政船的船载移动视频监控系统对于保证航道的畅通、安全，实现航道高效管理的方面发挥着重要的作用。
二、LTE技术的简介
长期演进（又称 Long Term Evolution，以下简称 LTE）技术是为了提高数据传输速率，减少时延、降低成本、扩展兼容性和信号覆盖范围由3GPP组织提出的技术标准。
LTE系统引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多输入多输出）等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率。LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本[2]。
LTE系统有FDD（频分双工）、TDD（时分双工）两种方式，目前我国已发放牌照开展商业应用的正是后者。TDD LTE的帧长是Tf=307200×Ts=10ms，与FDD LTE相同，同时它分为2个半帧频，每个长度为 5ms，每个半帧又包含5个子帧，每个长度1ms，TDD LTE模式的上下行使用要分开来，它共有7种组合[3]。
三、基于TDD LTE技术的船载移动视频监控系统的必要性
传统移动视频监控系统传输质量受到移动传输技术的限制，以作者所在的苏北运河现有的航政艇移动视频监控平台为例：该平台基于3G标准之一的CDMA2000，此技术在一个无线信道传送高速数据报文数据的情况下，支持下行（向前链路）数据速率最高3.1Mbps，上行（反向链路）速率最高到1.8 Mbps，实际使用时受制于信道条件和系统噪声等因素影响很少能达到这一理论速率，很明显实际应用中，现有的基于3G技术的视频监控系统只能满足较低码率的低质量视频传输的需求。
与3G网络相比，TDD LTE技术在现有网络配置下，可获得下行约100Mbps，上行50Mbps的峰值速率，支持标清以上标准视频的传输，解决了视屏采集终端移动性与视频清晰度之间的通信速率瓶颈矛盾。
四、基于TDD LTE技术的移动视频监控系统的总体架构
基于TDD LTE技术的船载视频监控系统主要由以下三个部分组成：
（1）船载终端。船载终端由中心微处理器、数据编解码及存储设备、视频采集设备、GPS模块、无线传输模块等构成；
（2）无线传输网络。无线传输网络即利用沿线运营商的LTE TDD网络为船载终端和视频监控中心间的数据交互提供通信平台；
（3）视频监控中心。监控终端主要由中心微处理器、显示设备等组成，实时接收无线传输网络的各类数据。
船载视频监控系统将摄像头采集的视频数据，经编解码处理和硬盘录像机存储，视频监控中心通过无线传输网络调阅所需监控图像。
五、基于LTE技术移动视频传输相对于传统3G的技术优势
（1）通信速率更快。TDD LTE技术理论上可获得下行约100Mbps，上行50Mbps的峰值速率。FDD LTE技术理论下行速率150Mbps，上行速率40Mbps。实际应用中的速率也足以满足标清乃至高清视频的传输要求。
（2）传输技术与多址技术。LTE多址技术采用下行OFDM，上行SC-FDMA的方案。以OFDM为基础的多址技术OFDMA可以实现小区内各用户之间的正交性，从而有效地避免了用户间干扰[4]。
（3）MIMO技术。MIMO技术是利用空间中增加的传输信道，在发射端和接收端分别使用了多个发射天线和接收天线，利用收发之间空间信道的传播特性来提高数据速率、减少误码率，从而达到改善无线信号传送质量的目的[5]。
六、结束语
笔者介绍的TDD LTE技术在移动视频监控领域的应用是基于长期工作实践经验并结合当前无线移动通信技术领域应用的最新技术所提出的新的解决方案。该方案有能够解决当前移动视频监控领域存在的一些关键性瓶颈问题，提升移动视频监控的实际应用效果。对于京杭运河苏北段的航运事业而言，有助于提升航道管理的信息化水平，增强航道实时管理的效果，更好的为航道事业服务。
参考文献：
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关键词 LTE；3GPP；演进
中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）44-0219-01
3G技术的出现给移动通信带来了巨大的影响，给人们的生活带来了前所未有的体验，它使上网冲浪、联网游戏、远程办公等摆脱了场地和环境的束缚，实现了真正的无所不在。LTE的出现表明了话音业务逐渐由电路交换方式变为分组交换模式，这显然是科学技术的一大进步。LTE的作用极为广泛，除了能够让网络性能进行更新改进外，还可以使得每比特的成本大幅度降低,最终帮助运营商积极创新最新的商业结构。
1 LTE的演进历程
2004年11月份的3GPP魁北克会议上，3GPP在LTE(Long Term Evolution)的项目启动开始时，就以IMS实现多媒体业务的移动固定融合目标。2005年6月，在法国召开的3GPP会议上，联合国内厂家，提出了TDD演进模式的最终方案。2005年11月，在3GPP工作组会议上，通过了大唐移动主导的LTE TDD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。2007年9月，在3GPP RAN第37次会议上，很多国际运营商联合起来并提出支持TYPE2的TDD帧结构。2007年11月，在工作组会议上，通过了LTE TDD融合技术的提案。2010年，已有的CDMA2000网络将无法满足用户对高级业务快速增长的需求。预计许多传统的采用CDMA2000技术标准的运营商可能希望充分利用LTE的优越性，选择沿着3GPP标准道路实现网络演进。LTE作为一种比较先进的技术，需要系统在提高小区边缘的速率、峰值数据的速率、频谱的利用率，且时刻关注降低运营以及建网成本等方面进行进一步改进。
2 LTE的技术创新
2.1 LTE标准化进展
随着LTE技术的标准化逐渐接近完成，其研发已经进入到了关键时期。作为一个在无线通信产业具备巨大潜力的创新技术，LTE在传统通信市场的利润逐渐薄弱的今天，为移动互联网市场扩展提供了一次宝贵机遇，但LTE也给通信产业提出了多重挑战。从2004年11月开始启动LTE这个项目以来，3GPP召开频繁的会议来全力推进LTE的研究工作，不到半年就完成了需求的制定。在2008年底就基本完成工作阶段的标准制定工作，形成了LTE标准的第一个完成版本。到2009年3月，LTE的核心标准基本上就趋于稳定。3GPP已经在LTE升级网络的软件中增加了峰值数据速率，并将加强功率状态的切换速度和提高蜂窝网络边缘的性能。尽管不断还有细节性的更新，但是对设备开发的影响已经缩小了很多。
2.2 LTE技术的创新
2.2.1 LTE技术创新的实质
根据对LTE技术的运用，可以得知其技术创新的实质是对网络结构的进一步简化。LTE系统采用了OFDMA/FDMA大带宽解决方案，以增加子载波数量的方式直接向更大带宽扩展。通过这种扩展方式，可以用统一的框架来实现。根据空间复用和单天线发送各种模式之间转换，LTE系统采用了同一框架的自适应MIMO传输，可以最大限度地利用实际信道的容量。为了降低系统的传输延迟，LTE满足了用户永远在线的需要，从而最大限度地简化了纵向网络的层次。
2.2.2 LTE的技术创新
LTE系统抛弃了3G系统长期采用的CDMA技术，采用了以OFDMA为核心的技术。这种技术的关键是能使系统为特定用户在特定时间内分配一段独享的带宽，从而为实现更高峰值速率提供基础。LTE下行使用了OFDM技术，上行使用的是单载波频分多址技术，可以维持单载波传输的低峰平比特性，从而获得较好的终端功放效率和较低的功放成本。LTE还使用多入多出的技术在不同的信号通道上传输数据，能够有效提升可达到的数据速率。
3 LTE技术的优势
LTE技术能以更低的成本来为提供移动通信业务向视频业务转换所需要的巨大容量。LTE与其他技术之间连接的能力提供了简化的业务水平。它可以增加和移除IP服务，并在进行语音通话的时候，分享音乐和视频。在LTE网络系统中，高清视频流成为了可能，促进可视频博客的发展。在技术上，LTE将带来的好处是灵活的频谱使用；在经济上带来的好处是更高的频谱效率和更大的承载量。
4 结论
随着全球信息化步伐的加快，当期的移动通信系统已经远远不能满足未来宽带通信的需求。因此，在移动通信技术不断进步的情况下，LTE未来将会有广阔的应用前景。由于新技术OFDM、MIMO的引入， LTE这种新的通信制式需要全新的测试平台，所以LTE能否取得成功，必须从初期就重视测试环节。LTE技术不仅大大提升了用户对移动通信业务的体验，也为运营商带来了更多的技术和成本优势。LTE以其高速率低时延等优点，得到世界主流通信设备商和运营商的广泛关注。只有具备了一定的测试条件，整个LTE产业才能蓬勃发展。
参考文献
[1]G.Liu, J.Zhu, F.Jiang, et al.“Initial Performance Evaluation on TD-SCDMA Long Term Evolution System,”IEEE Vehicular Technology Conference, 2006,2：718-722.
[2]3GPP2 C.S0024-A.cdma2000 high rate packet data air interface specification，2006.
[3]3GPP2 C.S0024-B.cdma2000 high rate packet data air interface specification，2006.
[4]3GPP TS 36.201.Evolved universal terrestrial radio access(E-UTRA); long term evolution(LTE)physical layer; general descripation.
目前，国际上TD-LTE的商业部署采用与原有TDD系统共站的建设方式占大多数。国内已开展的TD-LTE规模测试也选择了基于TD-SCDMA组网的方式[1]。但是，对于即将开始的大规模TD-LTE建设，TD-SCDMA站址资源不足是个尤为突出的问题。本文介绍了TD-LTE/GSM共站建设方案，并对其建设思路、建设方式、注意事项进行了论证和分析，提出了行之有效的TD-LTE/GSM共址建设方案。
2 建设思路
TD-LTE是中国移动无线蜂窝网络发展的趋势，将成为中国移动高带宽、高质量无线宽带业务的主要承载网络。因此中国移动应该积极推动TD-LTE网络的快速部署，实现TD-LTE网络的全面覆盖，以确保中国移动在无线网络服务方面的优势。但是在TD-LTE建设过程中，将面临以下问题：
（1）用户希望在一开始使用TD-LTE网络时，即能在任何地区都能有优良的网络覆盖性能。
（2）大规模进行LTE建设需要极大的建设成本，在当今运营商面临着成本快速增长压力的时代，投入大量建设成本将会对企业造成巨大的成本压力。
因此为了快速形成网络覆盖，同时节省建设成本，需要采用GSM、TD-LTE共站址资源的建设方式进行建设。通过共建共享的方式建设TD-LTE网络有以下优点，如表1所示。
3 建设方案分析
TD-LTE同TD-SCDMA均采用F频段建网时，是以现有TD-SCDMA网络站址资源为基础，通过简单硬件改造及软件升级演进到TD-LTE网络的建设方式。建设方案简图如图1所示。
3.1 天线部分
中国移动建设TD-LTE系统，要满足覆盖需求，一般需要在现有的天馈上加3副天线[2]。然而有些基站的天馈已经是无法增加抱杆的情况，倘若采用TD-LTE与TD-SCDMA共天线的方案，那么就无需再增加抱杆，只需对原有TD-SCDMA天线进行整改即可，该方案更便于工程实施。但该建设方案是否会影响各自的数据传输性能，系统间的互干扰因素和干扰程度情况是需要考虑的问题。
对于TD-SCDMA基站，基站采用阵列天线，基带处理部分引入了智能天线信号处理技术。智能天线技术主要包括以下2点内容：一是上行多接入信号的空间滤波，即对同一时隙中发往基站的不同接入信号通过空间信道估计和均衡技术进行滤波;二是下行赋形发送，用户信号和干扰信号具有独特的空间方位特性，赋形发送根据这个特性对不同的用户采用不同的赋形波束来发送下行信号。所以在TD-SCDMA建设中，建议采用8阵元的双极化天线。
在TD-LTE系统中采用的是多天线技术，多天线技术是指在无线通信的发射端或接收端采用多副天线，然后再通过信号处理技术实现的一种综合技术。TD-LTE的多天线技术包括分集、空间复用、波束赋形等。对于多天线技术的选用，可以参考如下建议：
（1）分集可以分为时间、空间、频率分集。分集技术可以提高接收的可靠性和覆盖范围，适用于需要保证可靠性或重视覆盖的环境。
（2）空间复用的技术特点是可以实现多路信道同时传输不同信息，峰值速率从理论上得到了成倍提高。空间复用技术主要应用场景是密集城区信号散射多的地区，不适合有直射信号的环境。
（3）波束赋形技术是多路天线阵列赋形成单路信号进行传输，它可以准确估计信道，针对用户形成波束，降低用户间干扰，提高覆盖能力，同时降低小区内干扰，提升系统吞吐量。
8阵元的双极化天线也是目前TD-LTE系统所使用的天线。
通过覆盖测试（验证双系统采用双频天线合路对各个系统覆盖的影响）和峰值吞吐量测试（验证双系统采用双频天线合路对各个系统下终端的吞吐量的影响）发现： TD-SCDMA和TD-LTE这2个系统，采用双频天线并同时开启双系统工作时，覆盖范围均会受影响，但是影响不大。
综上所述，天线需要同时支持F、A频段，比如现网天线已经同时支持F、A频段，那么天线部分无需改造，假如现网天线不能同时支持F、A频段，那么就需要将现网天线替换为同时支持F、A频段的天线。
3.2 GPS部分
TD-SCDMA、TD-LTE共址基站，则共用GPS信号，无需改造。
3.3 RRU部分
常规情况下，TD-SCDMA原有的RRU设备按照1.6MHz带宽设计，并依据TD-SCDMA标准中规定的载波发射功率来设置RRU额定功率，对应的调制解调频率位置及带宽则参照TD-SCDMA所分配的频率资源位置及带宽设计。而TD-LTE系统由于采用灵活的带宽配置和发射功率，并运行于不同带宽，因此需要进行RRU替换来实现TD-SCDMA的RRU升级为支持TD-LTE的RRU[3]。
采用双模RRU设备，可作为TD-SCDMA基站接升级为TD-LTE基站使用。双模RRU设备输出功率需同时支持TD-SCDMA及TD-LTE的射频单元功耗，并且双模RRU基于原有的单模TD-SCDMA的RRU设备设计改造，因此略微降低了单模RRU设备对TD-SCDMA支持的载波数量，但具备了支持TD-LTE的双模能力。这种双模RRU的设计制造成本提升相对较小，是TD-SCDMA平滑过渡到TD-LTE的阶段性可选设备。
综上，如果现网TD-SCDMA RRU支持F、A频段，则RRU可利旧使用，只需为各RRU增加一根光纤连接至BBU完成双光纤链路即可。如果现网TD-SCDMA RRU不支持F、A频段，则替换为支持F、A频段的RRU，并增加一根光纤连接至BBU完成双光纤链路。
3.4 BBU部分
因TD-LTE与TD-SCDMA信号带宽及底层技术原理的差异，TD-SCDMA现有的BBU不能供TD-LTE直接使用，要实现TD-LTE相应功能，还需要额外增加TD-LTE所需的BBU基带处理单元。
对于BBU，除基带板卡以外，还包括主控、传输、机框、背板等其他辅助设备资源。因此，对于需要新增TD-LTE BBU基带处理单元的情况，BBU升级方式可以包括如下几种组合[4]：
（1）新增机架或利旧原有机架，新增一套TD-LTE的BBU设备
利旧原有机架，完全新增一套TD-LTE的BBU单元，全部设备为新增购置，所需的成本最高。而新增机架的方式则成本还要更高一些。
（2）共传输板卡升级BBU
该方案利旧TD-SCDMA BBU传输板卡，新增TD-LTE基带板。TD-LTE与TD-SCDMA共用一套传输板卡。对于已具有GE接口的TD-SCDMA BBU设备无需硬件升级。相对于第一种方案所需成本有所降低。
（3）双模BBU
双模BBU方案中，TD-LTE与TD-SCDMA共用主控、传输、机框、背板等辅助资源，仅基带处理单元分别由各自的基带板完成。相对于前2种升级方式，该方案所需成本最低。但该方案的实施，需要对已有的 TD-SCDMA BBU进行背板与机框等的改造和升级。
4 注意事项分析
（1）在工程实施过程中，双系统天线之间保持适当垂直或水平空间隔离，建议安装TD-LTE基站天线时采用如下间距标准：
1）GSM/DCS符合3GPP TS 45.005 V9.1.0（2009-11）规范要求时，TD-LTE线阵和GSM1800定向天线之间间距要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥0.2m。
2）TD-LTE线阵和CDMA2000定向天线之间间距要求：并排同向安装时，通常建议采用垂直隔离方式，并且保持垂直距离≥2.3m。
3）TD-LTE线阵和WCDMA定向天线之间间距要求：并排同向安装时，建议水平隔离距离≥0.5m，并且垂直距离≥0.2m。
4）TD-SCDMA符合《中国移动TD-SCDMA无线子系统硬件技术规范（2010年）》[5]时，TD-LTE与TD-SCDMA隔离要求：并排同向安装时，水平隔离距离≥0.5m，垂直距离≥0.2m。
（2）双模站点天线更换现网TD-SCDMA站点双模演化到TD-LTE过程中，部分宏站需要同时更换天线和RRU（支持FA频段），工程施工队更换天线时依据设计院提供的工参进行施工。如果存在设计工参与现网运行工参（小区编号、下倾角、方位角）不一致的情况，可能会导致天线更换后TD-SCDMA覆盖效果的变化。
（3）TD-SCDMA双模演进站点涉及到天线更换站点，应要求施工队进行现场测量（确认小区编号、方位角、俯仰角），如果发现设计工参与实际测试工参不一致，需及时请示网优中心确认后再进行施工。与此同时，机房应依据新天线型号进行TD-SCDMA权值更新，确保天线更换前后TD-SCDMA覆盖情况的一致性。
（4）TDS-TDL双模RF优化协同双模宏站的TD-SCDMA与TD-LTE共用天馈，整体覆盖效果基本一致，但如果存在部分小区TD-LTE与TD-SCDMA覆盖目标不一致（TD-LTE站点与TD-SCDMA站点不全是共址建设）带来的RF调整需求，将会导致对TD-SCDMA的覆盖效果造成影响。
（5）建议建立TD-SCDMA优化、TD-LTE优化、代维优化等三方共同参与的协商通报机制，当共天线的双模站点需要进行天线调整的时候，需求方（TD-LTE或TD-SCDMA）要召集三方人员共同讨论调整方案，在通过评估得到大家共同认可的方案后再进行实施，以确保将对网络造成的影响减小到最小，同时也有利于优化信息及时传递、提高工参维护准确性。
（6）F频段双模宏站RRU的功率配置。针对双模替换、升级场景，华为建议TDS-TDL功率配置方案采用均分原则进行配置，以保障整体TDS-TDL覆盖情况基本一致。TD-LTE功率采用映射TD-SCDMA功率得到，针对TD-SCDMA功率超出使用原则（大于33dBm）的现网部分小区，需要进行整体功率调整，以实现TDS-TDL覆盖同步。
（7）GSM 1800M的三阶互调产物落在TD-LTE频带内时，对TD-LTE会产生干扰（对上行影响尤为明显）。
5 宏站演进方案举例
针对本地基站的改造方案，用框图形式对室外宏站的演进方案进行演示。
在改造前，用如下框图描述BBU至RRU至天线、BBU至传输综合机柜和Ir光口的连接方式。具体连线方式如图2所示：
图2 室外宏站现网配置框图
因为原天面的天线支持fa频段，所以无需更换天线。针对BBU侧，可以增加光纤及光模块，或者可以增加BBU单板和GE传输接口。具体改造框图如图3所示：
图3 室外宏站升级LTE后设备配置框图
6 结论
通过上文可知，TD-SCDMA具备向TD-LTE平滑过渡的条件，对于BBU设备，无论是F、D频段，现阶段设备厂家都可以实现共用。对于RRU在F频段实现TD-SCDMA到TD-LTE的过渡升级，可以采用TDS/TDL双模RRU，利旧原有天线，这样可以大大的提高工程建设效率。
参考文献：
【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
