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近来，我们实验室在大鼠附睾头部先后克隆了两个基因。其中，Bin1b的全长cDNA为385，编码一个68个氨基酸的多肽。它是一个单拷贝基因，有一个大小约为1.3kb的内含子。在18种不同的组织中，Bin1b只在大鼠附睾头部有表达，表达的组织专一性很高。并且它只表达在附睾头部中段的上皮细胞中。另外，Bin1b在大鼠发育到性成熟时，表达水平最高，并在整个性成熟期维持较高的表达水平。同源性分析表明，它很有可能是哺乳动物体内的一种先天性免疫效应分子b-defein家族中的一员，在灵长类中也有同源分子存在。与香港中文大学合作，利用附睾上皮细胞的体外培养及反义核酸技术证明了它的抗菌性。同时，Bin1b的表达可以被附睾炎症上调。
Bin2a的全长cDNA为2606,编码637个氨基酸。Bin2a的氨基酸序列中包括Glycosylhydrolasesfamily35家族中的9段相对保守的序列,其中包括210位的活性中心Glu（protondonor）,但是缺少另外一个活性中心，279位的Glu（nucleophile）。并且，Bin2a与大鼠附睾中报道的酸性b-半乳糖苷酶显然不同。所以，Bin2a可能是b-半乳糖苷酶家族的新成员。Bin2a表达受雄激素上调，其表达的组织专一性也很高，只在大鼠附睾有表达，并主要在附睾头部。与Bin1b不同的是，Bin2amRNA的水平在45天时，有一个表达高峰。
Bin1b和Bin2a的克隆，为研究附睾中的粘膜免疫过程以及成熟提供了线索。
关键词：附睾，成熟，男性避孕，b-defein，b-半乳糖苷酶
Atract
Epididymisisreoibleforermmaturation,storageandprotection.ermatozoathatemergefromthetesteshadtotraversetheepididymistoacquiremotilityandfertility.Theacquisitionresultsfromtheinteractionbetweenermandtheoptimalmicroenvironmentcreatedbygeneswhichareregionallyexpreedandregulatedalongtheepididymaltubule.Additionally,sexuallytramitteddisease,maleinfertilityandmalecontraceptionremaiworld-widehealthproblem.Somoreattentioarepaidontheresearchofmalereproductivetract.
Ourlabhaveclonedtwogenesinthecaputofratepididymisrecently.Thefull-lengthcDNAofBin1bis385,encoding68aminoacid.Itisasingle-copygeneandhasa1.3kbintron.Of18organtiues,Bin1bmRNAwasonlyfoundintheepididymisandconfinedtoepithelialcellsinthemiddlepartofthecaputregion.Itwasdevelopmentallyregulatedanditsexpreionstartedat30daysofageandreachedamaximumduringthesexuallyactiveperiod,andthen,decreasedintheagedrats.Bysimilarityanalysis,Bin1bisprobablyanewmemberofmamalianb-defeinfamilywhichisinvolvedinhostiateimmunity.Andithashomologsinprimate.ItsantimicrobialactivitywasprovedusingprimaryculturesofepididymalepitheliaandantiseetechniqueunderthecooperationofTheChineseUniversityofHongKong.
随着人们对无线业务的需求越来越高，无线通信技术的发展也变得更加日新月异。未来无线通信正朝着低碳、健康、高效的绿色通信方向演进。在这种背景下，我们介绍了目前三类较为重要的绿色无线新技术，即LTE、Femtocell和WiGig，并从技术层面逐一分析了其相关的特点。
LTE技术
LTE (Long Term Evolution)是3GPP长期演进技术，代表着未来移动通信技术的发展方向，通常被看作未来的准4G技术。在3GPP技术规范中，LTE系统的主要性能目标包括[1-2]：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，改善小区边缘用户的性能，小区容量的提高以及系统延迟的降低，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，小区从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms，可满足100Km半径的小区覆盖，并为350Km/h高速移动用户提供大于100kbps的接入服务。在频谱利用率上，支持成对或非成对频谱，可自适应配置1.25 MHz到20MHz的多种带宽。硕士论文，Femtocell。
从传输技术上看，LTE系统在空中接口方面采用了正交频分多址（OFDMA）技术，这一技术可将宽带信号转换成多路在平坦信道中传输的窄带信号，有效适应未来的多媒体业务。为了降低实际系统的复杂程度，LTE在下行链路采用多载波的OFDMA技术，而在上行链路则采用单载波的频分多址（SC-FDMA）接入技术[3]。
此外，多输入多输出（MIMO）技术和自适应技术也被LTE系统广泛采用，以提高数据率和系统性能。LTE系统在下行链路通常采用多址MIMO技术，以扩大小区覆盖，增大小区容量。与此同时，LTE系统还支持波束赋形技术，使得信号可进行空间复用，进一步提高传输效率。
在网络架构上，LTE系统采用了扁平化的网络架构，摒弃了3G网络中的无线控制器RNC节点，这样不仅简化了整个网络的结构，而且降低了传输的延迟，使得用户可在尽可能短的时间内入核心网，极大地提高了传输速率。硕士论文，Femtocell。
目前LTE正朝着增强型的方向不断演进，出现了LTE-Advanced技术，在网络架构，传输效率方面提出了更高的要求。
Femtocell技术
为了实现室内的无缝覆盖，业界推出了Femtocell的技术概念。Femtocell也称为毫微微蜂窝基站或家庭基站，具有即插即用、功耗低、有限覆盖、灵活方便等优点，并且可与宏蜂窝基站兼容，改善边缘用户信号质量，是未来有效解决室内热点覆盖的有效技术之一。Femtocell在实际应用中所面临的主要问题主要有以下几方面[4-6]：
首先是Femtocell与宏蜂窝之间的干扰问题。由于Femtocell与宏蜂窝在覆盖的区域上存在一定程度上的重叠，使得相互间同频干扰受到广泛的关注。硕士论文，Femtocell。就技术而言，可通过规划宏蜂窝基站的位置，对Femtocell的功率进行控制，以及将同频信号的传输时隙相互错开等策略有效解决Femtocell的干扰问题。
其次当用户在Femtocell与宏蜂窝基站间进行切换时，如何保证无缝切换，最大限度的降低切换延迟也是一个亟待解决的问题。Femtocell设备因制式的差异以及分布的不确定性，使得其在宏蜂窝基站邻小区列表中难以配置，进而造成用户在Femtocell和宏蜂窝基站间越区切换较困难，具体表现为切换时延和目标基站搜索时间的增大、业务质量QoS指标的下降等。硕士论文，Femtocell。
WiGig技术
为了推动在全球范围内采用和使用60GHz无线技术，近来国际上成立了吉比特联盟(WiGig, Wireless Gigabit)。WiGig联盟主要任务是负责制定并统一的60GHz无线规范，开发和提供Multi-Gigabit传输速率的无线产品。很多国际知名的ICT制造商纷纷加入WiGig联盟，如思科、三星等公司。WiGig的三个重要技术目标包括：
①融合（Convergence）：快捷的文件传输，降低无线延迟，高质量流媒体业务。
②普适（Universal）：引领众多厂商共同创造满足无线设备应用的60Ghz传输规范。
③速度（Speed）：下一代的娱乐，计算以及通信设备传输速率高于当前的WLAN 技术10倍以上。
WiGig技术要求支持高达7Gbps的数据传输速率，该目标速率高于802.11n的最高传输速率十倍之多，并且WiGig技术向后兼容IEEE802.11标准，在一定程度上可视作为802.11系列标准（如Wi-Fi）介质访问控制层的补充和延伸[7]。WiGig技术为了实现低功耗高品质的绿色通信要求，对物理层的技术参数更加苛刻，以确保实现吉比特的传输速率。在WiGig的网络层，增加了协议适应层技术以支持各类多媒体业务的系统接口，如投影仪、HDTV等外围设备。硕士论文，Femtocell。与此同时，为了扩大服务的领域，WiGig技术可采用波束赋形技术，并可在中短距离上提供较高品质的业务。WiGig通过与Wi-Fi的互补以及多吉比特传输速率的实现，将娱乐、计算和通信设备无缝的连结在一起，成为未来无线局域网的重要发展方向。硕士论文，Femtocell。
结束语
在未来的无线通信新技术中，LTE、Femtocell以及WiGig代表了最新的发展方向。从设计理念、技术规范以及市场需求都体现了绿色通信的内涵。随着通信技术的不断推陈出新，上述系统将会在人们的生活中扮演着更加重要的角色。
参考文献
[1]3GPP TR25.814, Physical layer aspects forevolved UTRA, 2006.
[2]沈嘉.3GPP长期演进(LTE)技术原理与系统设计, 人民邮电出版社, 2008.
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[4]V. Chandrasekhar, J. Andrews and A. Gatherer.Femtocell Networks: A Survey, IEEE Communications Magazine, 2008, 46(9): 59-67.
[5]徐霞艳.3GPP 3G家庭基站标准化进展. 电信科学, 2009(4): 1-5.
[6]Douglas N.Knisely, Takahito Yoshizawa,Frank Fevichia. Standardization of Femtocells in 3GPP. IEEE CommunicationsMagazine, 2009(9): 68-75.
一、引言
随着FDD-LTE无线网络的大规模建设和应用，4G通信用户已经数以亿计，其可以为通信用户提供了强大的数据传输、语音通信功能。FDD-LTE网络是一个应用场景复杂，信号穿透力较弱，高频段覆盖能力弱，组网存在的问题日益突出[1]。为了提高FDD-LTE通信性能，运营商组建了专业的无线网络优化部门和团队，采取了多种优化手段对网络进行优化分析，或引入多样化组网模式，比如利用皮基站、微基站和飞基站构建一个层次化、多样化、异构型的TD-LTE网络，优化网络覆盖范围和性能，进一步解决网络干扰、覆盖不足的问题[2]。
尽管FDD-LTE无线网络优化手段较多，但是许多优化人员依然保持传统GSM、WCDMA、CDMA2000等2/3G网络的优化思维，不能够适应FDD-LTE网络具体应用需求，造成网络数据、语言传输信号覆盖不足，亟需引入多维度评估分析方法，从快速邻区规划、网络结构评估和单站性能评估等方面进行优化，进一步改进FDD-LTE无线网络通信性能[3]。
二、常规FDD-LTE无线网络优化手段存在问题
FDD-LTE无线网络优化中，由于SINR较差、重叠覆盖度较高、覆盖分布不足，因此容易导致FDD-LTE无线网络信号弱，不能够满足移动通信用户需求。通过对网络优化工具和方法进行分析，发现网络优化效果不好的原因如下：
（1）FDD-LTE无线网络建设过程较为粗放，基站建设选址仓促，规划时间不足，站址选择不科学，因此FDDLTE无线覆盖信号存在漏洞[4]。
（2）FDD-LTE是最新的4G移动通信网络，使用时间较短，网络优化人员尚未彻底转变思路，依然采用传统2G/3G网络优化思路，侧重于信号覆盖强度优化内容，忽略了提升SINR质量[5]。
目前，FDD-LTE 4G网络与2G/3G网络并存，各个网元之间存在海量的规划数据和测试数据，因此仅仅依赖网优分析人员的力量进行分析，效率非常低下，难以满足多张网络并存优化需求，因此亟需采用多维度评估分析方法，改善网络优化效果，以便提高FDD-LTE通信传输性能[6]。
三、多维度评估分析法
FDD-LTE移动通信利用基站发射信号为用户提供数据、语音传输网络，由于这些网络应用环境较为复杂，比如高楼大厦的阻隔、远距离分布的用户等，都给移动通信网络造成了严重阻碍，因此为了保证移动通信网络的覆盖性能，需要根据用户通信需求实施动态的网络优化[7]。网络优化是一个非常系统的工程，无线网络优化时，网友技术员需要充分的了解无线网络组网结构、通信性能和存在的问题，这也是网络优化的第一步。因此，不同的无线网络存在的问题可以从不同的维度进行评估和分析，进一步改进网络优化结果，精准的对网络实施优化，保证网络拥有一个最优化的通信传输状态，论文结合笔者多年多年的网络优化工作实践，从快速邻区规划与优化、网络结构评估、单站性能评估等三个维护进行优化，进一步改进FDD-LTE网络通信性能。
四、多维度评估与优化
4.1 快速邻区规划与优化
邻区规划与优化是无线网络优化的重要内容之一，优化技术员需要不定期的检查邻区，发现问题，删冗补缺。比如某一个基站新开通时，网络规划数据不能够及时的提供；基站拆除时，被拆除的站点与周边基站的邻区关系无法及时的更新；基站升级时，路由数据无法同步更新，这些都需要采取快速邻区规划与优化，保障邻区完整性。对于FDD-LTE网络来讲，邻区如果存在某些却吓你，则无线网络通信将会产生SINR信号质量差、通信路段存在若电平现象，因此不管是采用片区优化或簇优化，都需要保证基站邻区的完整性和准确性。快速邻区规划与优化措施包括很多，可以从基础邻区表的邻区检查和批量路测数据邻区查漏等维度进行优化。FDD-LTE网络全网邻区实施定期检查较好的办法时比对现网邻区和基础林区表，仔细查看存在缺漏的邻区，并且针对这个需求使用VBA创建一个无线网络通信传播模型，有效计算每一个基站周边的关联度，关联度高的可以作为一个候选邻区，不需要采用二维、三维地图，因此只需要输入相关的小区坐标、方向的工参表就可以快速生成规划区域的基础邻区表。邻区规划的方法包括人工规划、自动工具规划，这些工具方法均存在与FDD-LTE网络实际需求不相符的问题，因此需要根据路测数据补充邻区，以便能够更好的优化网络覆盖，批量路测数据邻区查漏可以针对Log日志文件进行批量分析，使用自动化分析工具进行处理，大大的提高邻区规划查漏效率。
4.2 网络结构评估
FDD-LTE无线网络组网结构是通信传输质量保证的即使，针对站间距进行有效的评估，可以提出采用多样化异构网络类型，进一步改进网络性能。站间距评估对于网络通信质量存在严重的营销，站间距增大导致信号覆盖较弱，站与站之间覆盖重叠度较小，保障小区准确切换，因此降低基站倾角，可以降低小区在切换点附近衰减降低。但是由于FDD-LTE网络基站在建设时受到地理分布区域的影响，比如山体、楼栋、公园、河流和湖泊等都会影响基站建设，直接影响站间距评估结果。为了能够有效的优化网络结构，可以使用规划最近站距平均值和测试点典型采样距离等评估方法。规划最近站平均值可以计算每一个基站与最近基站之间的距离，所有站距离可以使用平均值进行计算。测试点典型采样距离可以输出每一个采样点、基站间距离，取平均值计算网络评估值。针对网络结果进行评估之后，可以使用多样化异构网络优化通信性能。目前，FDD-LTE采用相同的基站类型、传输机制、相对规则等组网通信网络，因此不同的小区采用了相同的频率资源。同构网络虽然可以降低投资成本，实现网络快速组网，但是在某些局部区域连续覆盖能力不足，并且容易产生同频干扰、交叉覆盖等问题，并且同构网络的拓扑结构较为单一，造成相邻区信号无法控制，系统连续覆盖质量较差，为了解决FDD-LTE同构网络存在问题，需要在宏基站覆盖的边角部署一些轻型、微型基站，实现混合分层部署，以便实现多基站协同覆盖，形成一个异构网络，为移动通信提供中继能力。目前，FDD-LTE异构分层网络采用的基站主要包括皮基站、微基站、Relay站和飞基站。皮基站可以通过有线连接到核心网，通常部署于综合性体育场馆、购物广场、火车站等人群密集的地区，补充宏基站覆盖效果不佳、性能不足的问题。微基站利用八通道天线、双通道天线接受和发射信号，部署于城区密集大型住宅区域，可以强化室内深层覆盖。飞基站可以通过有线连接到核心网，部署于以家庭为单位的室内通信环境。Relay站可以通过无线介质回传到宿主基站，可以解码、转发数据信息，不需要光纤传输数据。
4.3 单站性能评估
FDD-LTE网络优化时优化人员需要充分的掌握每一个基站的覆盖情况，因此单站性能评估可以检测一个基站是否合格，评估维度包括远近比、场景采样。
（1）远近比评估。一般地，RSRP随着距离增大逐渐衰减，计算小区区间的RSRP平均值，可以获取基站近处[0m，120m]范围的RSRP平均值和远处（120m，300m]范围的RSRP平均值，进而评估远近比，根据远近比评估单站性能，优化网络。
（2）场景采样评估。单站验证可以测试某一个场景的速率，并且设置一定的门限值，如果测试单站速率达到这个值，就可以认为单站性能达到了标准，比如规定FDDLTE基站的上下行PDCP层的平均速率要求不能够低于45/85Mbit/s，但是如果基站的下载速率在一个SINR很高的环境下达到了85Mbit/s，这个基站依然不合格，需要进行优化。
五、结束语
FDD-LTE是目前最为先进的一种无线通信网络，其可以为移动用户提供数据通信、语音传输功能。随着FDDLTE网络基站的大规模建设，网络覆盖面积越来越大，很多城区、农村都已经开始使用FDD-LTE网络，但是也给网络优化带来了新的困扰。论文提出了一种基于多维度评估的网络优化方法，可以解决宏基站覆盖存在的死角、偏角问题，构建一个完整的、连续的、信号强的网络模型，合理规划站点布局，提高FDD-LTE网络传输性能。
参 考 文 献
[1] 杨永祯. FDD-LTE网络DT测试下载速率提升浅析[J]. 移动通信， 2015， 39（22）：14-18.
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[3] 文志成， 亓新峰. FDD LTE无线性能与影响因素分析[J]. 信息通信技术， 2013， 17（2）：70-74.
[4] 周东波. FDD-LTE网络优化关键问题的研究[J]. 信息化建设， 2015， 32（12）：114-115.
>> LTE—Advanced系统中的移动负载均衡算法研究 基于垂直切换的TD―LTE与LTE―FDD异系统负载均衡算法研究 基于异构服务器的动态负载均衡算法 基于任务流的自适应负载均衡算法 基于预测机制的自适应负载均衡算法 基于免疫遗传算法的负载均衡策略 基于改进蚁群算法的集群负载均衡研究 改进的动态反馈负载均衡算法 几种负载均衡算法 云计算环境中基于朴素贝叶斯算法的负载均衡技术 基于垂直频繁模式树带有负载均衡的分布关联规则挖掘算法 基于动态负载均衡算法的移动查勘GIS管理平台 一种基于服务窗口的视频点播负载均衡算法 基于OCTEON的多核平台上数据流量负载均衡算法比较 基于虚拟化技术的服务器负载均衡算法研究 基于JSESSION_ID算法的营业web服务器负载均衡方案 SOA中一种基于负载均衡的服务查找请求路由算法 基于二元目标优化的多链路负载均衡算法DBCTIA 一种基于负载均衡的无线传感器簇头重配置算法 基于概率触发的负载均衡区域竞选分簇算法 常见问题解答 当前所在位置：l.
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作者简介：
肖清华（1978），男，江西泰和人，教授级高级工程师，主要研究方向为移动通信网络规划、优化、工程设计。
LTE load balancing algorithm based on aggregative indicator
Xiao Qinghua
1 前言
当今，随着通信技术的飞速发展，移动通信的更新换代的速度越来越快。现有的2G，3G技术已经不能满足人们对于高速的数据业务的需要。而LTE（Long Term Evolution）是3GPP的长期演进，是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准。LTE采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准，在20MHz的频带内能够实现下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。同时，由于LTE采用MIMO和OFDM技术，可以有效的克服无线通信中的多径衰落的问题。
经过近几年的研究，LTE技术已经趋于成熟。国内外都在加紧部署商用的LTE网络。根据GSA的统计，今年年底将有87个国家部署248个LTE网络。在LTE终端方面，目前已经有97个设备商提供821款商品，全球用户已经达到1.07亿。
2 国内发展现状及问题
今年将是中国4G的开局之年。据悉，中国移动已于日前正式启动2013年度TD-LTE无线网勘察设计服务集采工作。根据中国移动之前的规划，今年将会在344个城市部署超过20万个TD-LTE基站。广东移动的TD-LTE基站数已经达到7000多个，在建TD-LTE基站近1000个，主要分布在深圳、广州等大城市，2013年规划增加TD-LTE基站2.4万个。
有组织对TD-LTE中国市场的发展进行两种预测，称中国TD-LTE用户发展取决于运营商格局，在一家TD-LTE运营商情况下，2016年中国TD-LTE用户（仅中国移动）将会超过1.1亿；而在乐观预期下，由于其他运营商（指中国联通和中国电信）在3G阶段已经有了巨大的投入，中国移动的TD-LTE市场策略将会促进其他运营商发展TD-LTE。
同时，众所周知，LTE可以提供高速的数据传输。不需要网线，一部几个G的高清电影，几分钟就能下载完成；公司可以利用视频开会，不仅高清，而且可以在移动中进行；乘车时可以随时打开网络社区，与好友进行视频聊天、传送有趣的文件；在地铁车厢里不仅能快速上传下载大容量资料，还能用互联网电视流畅观看高清大片。然而，在LTE的巨大光环之下，LTE网络的部署却遭遇到很多问题。
2.1 组网方案的选取问题
首先需要解决的一个问题就是组网方案的选择。据悉，在运营商内部和设备商中对于建网方案都没有形成一个统一的意见，分歧主要在于是新建网络还是升级原有的网络。
目前可供中移动建网的频段至少有F频段和D频段，其中，D频段是国际电信联盟确定的全球主流TD-LTE频段，中国工信部也已经明确该频段的共计190MHz频率（2500-2690MHz）用于TD-LTE。F频段则是此前中国移动TD-SCDMA的主频段。这样一来，中国移动的4G建网就有F频段、D频段，以及F/D混合组网等多种方案，而F频段又有基于原TD-SCDMA基站升级和共址新建两种方案。从技术指标、运营商长远利益等因素出发，新建方案更加理想。因为，首先F频段所处位置复杂，既有小灵通，又有TD-SCDMA，设备射频性能的先天不足，会让网络受到干扰，影响网络性能，只有通过大规模替换原有3G设备的RRU才能解决问题；其次，TD-LTE使用时分双工的方式，上下行时隙配比决定了两种方案的时间资源分配，F频段升级方案会造成下行容量下降约25%；第三，TD-LTE技术与现有2G、3G网络存在较大差异，对网络优化提出了不同的要求，升级方案会加大运营商后期的网络优化难度。然而，升级方案不仅可以实现快速部署，而且有助于运营商节省投资近50%。如果一个城市现有的3G网络符合LTE网络结构要求，采用F频段升级是最合理的方案。
2.2 选址问题
另一个重要的问题是LTE网络建设的选址问题。近年来，人们越来越意识到基站会对于人体造成辐射。当在小区楼顶安装基站时，附件的居民会不可避免的遭到电磁辐射的影响。LTE网络选取的频段更高，覆盖面积越小，所以基站的数量相对于GSM基站来说会更多。过多的基站不仅影响美观，增加选址的难度，增加建设的费用。据悉，上海的TD-LTE建设六期宏基站规划的2400个基站中，无法完成购足的近500个，占比约20%，其中有近一半源于业主阻挠，有30%为居民区及学校，均由于对电磁辐射等的担忧，对建设TD-LTE基站表示极度反感与不配合，难以协调。国际经验证明，信号的广泛覆盖是TD-LTE取得先机的重要保障。目前，TD-LTE在我国还处于扩大规模试验阶段，产业链还有待完善，很多问题都阻碍着TD-LTE进一步扩大规模试验覆盖范围乃至商用化的步伐。
一个基站的拆迁，不只是影响覆盖范围内的信号，更有可能改变整个网络的布局，可谓“迁”一发而动全身。对于我国来说，TD-LTE网络建设越快，覆盖越好，越早进入大规模商用阶段，就越能吸引全球产业链加入，从而实现全球漫游能力、规模化、低成本化，带动全社会进入4G时代。为此，需要国家在政策制定、频率规划等方面给予TD-LTE更多的指导，需要地方政府在基站选址和性能测试等方面给予更多的支持，需要产业链上下游在芯片研发、终端制造、应用开发等方面与运营商共同努力。
3 解决方案
3.1 F+D混合组网的确定
通过建设和试用经验总结，已经明确未来的网络形态采用F+D混合组网，F频段的建设以升级为主，网络结构不合理站点采用新建方式，D频段全部新建。从成本上比较，利用F频段新建的设备投入成本比F频段升级高出近50%，而利用D频段建设的话，同一片区域相同的覆盖范围，单纯用F频段建设，与单纯用D频段建设相比，D频段要多建设约26%的基站量。由于中国移动整体规划2013年4G一期网络建设以快速实现覆盖为目标，频段侧重以F频段升级为主，对原F频段站址站高等网络结构不合理的站点则采用新建方式，D频段则在合适的区域进行辅助建设。那么一个城市的网络就会形成这样的结构：第一层网络是F频段的覆盖，里面有一个小圈是D频段的，D频段所覆盖的区域肯定是F+D频段的同覆盖，F频段用来解决广覆盖以及部分区域的深度覆盖，D频段用来解决热点区域以及主城区的容量吸纳。因为F频段只有一个载频，D频段可以做到两到三个载频，这样的话，F频段做第一层网络，D频段做容量的吸纳，会是一个比较科学合理的网络结构。
F频段的TD-LTE网络建设是以升级为主，还是以新建为主呢？如果一个城市现有的3G网络符合LTE网络结构要求，采用F频段升级是最合理的方案；如果部分3G站点结构不够合理，比如说站址、站高、站间距的不合理设计，采用F频段升级建设方案的话，LTE网络就难以达到优质网络的这个目标，而这部分站点需要进行新建。
3.2 减小基站数量和选择问题
而对于选址困难的问题，一方面需要增大宣传力度，向群众耐心说明。电磁辐射强度是与距离的平方成反比，也就是发射基站越高，对人体的影响就越小。通信基站产生的辐射值不如一台电磁炉甚至电视机对人体的影响大。由于TD基站采用智能天线，发射功率只需要8W左右，大大降低了对周围环境的影响，实际辐射更小。
另一方面，在部署网络时，应当尽量少建基站。因为，在我们的生活环境中，到处都布满了各种各样的天线。包括我们通话用的GSM网络、3G TD-SCDMA网络、用于数据业务的无线局域网WLAN以及即将商用的LTE网络。这些通信网络需要不同的天线，因为他们的工作频段不同，不能采用一种天线来实现所有网络的覆盖。如果采用单一的天线，同时覆盖GSM、TD-SCDMA、WLAN、TD-LTE这些网络所需要的频段，就可以大量的减少基站的数量。这样既可以大幅度的节省建设成本，还可以减少布网中选址的难度。同时，也可以美化我们的生活环境。根据当前的研究现状来说，实现LTE的1.71-2.69 GHz的频段范围的天线设计已经不再是一个难题，很多设备供应商都已近生产出多种LTE天线。但是，能同时将800～900MHz GSM频段和LTE频段同时实现的天线还很少。个别厂商采用在一个大的天线罩中同时安装两组不同的天线来达到全频段的覆盖。但是，这样使得天线的尺寸大大的增加，馈电变得复杂。如果采用单个天线阵子可以同时实现全频段的覆盖将是一个很大的进步。不仅可以减小天线的尺寸，还可以大大降低生产成本，据悉这方面的研究已经有了一定的成果，相信不久的将来会出现这种结构简单，覆盖全频段的天线。届时，将大大减小中国移动LTE网络建设的投入。
4 总结
LTE通信已经是当今通信的主流方向，中国也已经进入了LTE无线通讯投资和布网的关键时期，中国移动作为国内电信运营商的龙头，更需要把握好方向和发展进度。在组网方面的选择和无线通讯设备的选择上需要更加睿智，着眼于未来，把握好方向，以较低的成本实现更高的效益。
[参考文献]
[1]苏航.TD_LTE网络规划设计研究.北京邮电大学硕士论文.2012年6月.
路径损耗模型
产生信道冲激响应的模型。
主要简化的事信道冲击响应的模型。
信道冲激响应的产生基于一系列的参数：
时延信息（时延扩展的统计信息，例如时延扩展的概率分布）；
信道包络的多径衰落特性（例如多普勒谱，莱斯衰落或瑞利衰落），莱斯因子等；
AoA和AoD的分布（发射和接收端的角度扩展）；
XPR；
发射和接收端的天线阵列；
移动台移动速度；
阴影衰落；
物理结构，高度等。
上述各种参数使用包含一系列随机变量的解析式进行描述，某些随机变量之间是相关的。因此仿真过程中涉及到的随机变量数量较多，通过对信道模型进行了仿真，计算并评估了一些指标（各态历经容量，中断容量，特征值，分集指标）对信道的影响。
A时延扩展：
我们研究表明信噪比为0dB时，5%中断容量的相对误差低于2%。最小和最大相对误差分别为0.01% （D1 LOS）和1.53% （D1 NLOS）。结果表明中断容量对时延扩展的分布不敏感。然而，较大的均方根时延扩展值会降低信道的相干带宽，从而影响频率选择性。
B角度扩展，时延扩展和阴影衰落之间的互相关性：
测量结果表明，并非所有的LSP建都存在相关。因此，去除部分LSP间的相关性是可能的，例如，ASA和ASD，SF和ASA，SF和ASD等。为了研究去除相关性对信道模型的影响，我们去除所有LSP 间的相关性。信噪比为0dB 时，5%中断容量的相对误差低于1%。最小和最大相对误差分别为0.04% （B1 LOS 和D1 LOS） 和1.15% （D1 NLOS）。结果表明引入时延扩展，角度扩展和阴影衰落的相关性不会影响中断容量。尽管从信道建模的角度来看保留相关性是非常重要的，但是从简化评估仿真的角度来看去除相关性有助于降低仿真的复杂度。
C簇的数量：
信道模型仿真的计算复杂度可以分为三类：a）产生信道系数的复杂度；b）描述信道模型需要的变量数量；c）仿真的复杂度。其中b）和c）都正比于时延抽头数。因此，减少簇的数量可以有效降低计算复杂度。为此，需要研究减少簇的数量对信道模型的影响。这种简化基于某些簇的平均功率远低于最大簇平均功率的事实。考虑一个有N个簇的场景，第n个簇的平均功率为Pn（单位为dB）。对于一个给定的功率阈值Pth（单位为dB）， 如果该簇的功率低于阈值，则将该簇裁剪，减少的簇的数量是一个随机变量
其中I（A）是事件A的示性函数，即
将裁剪后簇的数量和裁剪前簇的数量的比定义为归一化计算时间（NCT），
当裁剪阈值Pth为=0dB时，只有最大功率的簇保留。此时NCT最小，Tnom（0）=1/N； 当Pth趋于无穷时，没有簇被裁减，因此NCT收敛到一。NCT表征了通过裁剪较低功率簇后能够获得的计算复杂度改善。对于所有的场景，仿真了106个drop。表明对在NLOS条件NCT收敛到1的速度比在LOS条件下快。这是由于两种条件在莱斯K因子上的差异造成的。若Pth=25dB，在LOS条件下计算量可以降低约10% 到 30%；若Pth=15dB，在NLOS条件下计算量甚至可以降低40%到50%。
裁剪簇的一个直接后果是引起均方根（RMS）时延扩展的偏差。对于一个给定的drop和给定的阈值Pth，分别用和表示裁剪前后的RMS 时延扩展。RMS 时延扩展的平均相对误差作为裁剪阈值的函数可以表示为
仿真表明阈值越大相对误差变得越小。特别地，当Pth= 25 dB时，对于“B1 LOS”和“C1 LOS”外的所有场景，都小于5%。
信噪比为0dB时，如果设置15dB的动态范围，5%中断容量的相对误差低于2%。最小和最大相对误差分别为0.08% （D1 LOS）和1.69% （C1 LOS）。结果表明功率较低的簇不会影响中断容量。
D XPR的值：
研究表明信噪比为0dB时，5%中断容量的相对误差低于1%。最小和最大相对误差分别为0.05% （C1 NLOS）和1.01% （A2 NLOS）。结果表明XPR的改变几乎不会影响中断容量。
总之，信噪比为0dB时，5%中断容量的相对误差低于2%。最小和最大相对误差分别为0.11% （C1 NLOS） 和1.65% （C2 NLOS）。该结果是在固定时延扩展，固定XPR 值，限制簇平均功率动态范围，去除时延扩展，角度扩展，阴影衰落相关性的条件下得到的。结果表明溢出概率对这些修改都不敏感。基于上面的说明，建议考虑对IMT-A模型进行如下几方面的优化：
将时延扩展设置为一个确定性参数，并将其值固定为各场景的时延扩展的均值；
去除角度扩展，时延扩展和阴影衰落之间的相关性（小于0.3设置为0）；
当某簇的平均功率低于-25dB时删除该簇；
XPR固定为均值。
参考文献
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中图分类号:TN914文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10435-02
Analysis and Simulation for HARQ System in LTE
TANG Yi, ZHOU Rong-hui, MA Ru
(College of Information Science and Technology SWJTU, Chengdu 610031, China)
Abstract: With the high speed and high reliability requirement of the future mobile communication, HARQ technology is accepted by LTE protocol as one of the key technologies. In order to research HARQ system performance in LTE protocol, the HARQ system is simulated based on LTE protocol. HARQ classification and repeat combining in LTE protocol are introduced, the HARQ simulating system is established, and the results is given and analyzed.
Key words: LTE; HARQ; repeat combine; classify; throughput; FER
随着人们对高速率、高可靠性的移动通信业务的需求的不断增长,3GPP于2004年启动了LTE长期演进项目,2008年底3GPP完成了Release 8版本LTE协议的定稿,并于2009年初启动了LTE Advanced项目。LTE是3G技术的演进即业界所称“准4G”技术或“3.9G”技术。作为3G技术和4G技术的一个过渡,为达到高速率、高可靠性的移动通信业务,LTE将采用OFDM、MIMO和HARQ等关键技术[1]。
HARQ即混合自动重传请求技术,是前向纠错编码(FEC)和自动重传请求(ARQ)相结合的技术。为了降低移动通信信道时变性和多径衰落造成的较高误码率,提高系统吞吐量,确保服务质量(QoS),LTE采用HARQ关键技术[2]。本文将通过对LTE的HARQ技术分析,建立仿真模型,搭建仿真平台,得出仿真结果以及仿真结果分析,以达到研究LTE中HARQ系统性能与特点。
1 LTE中HARQ技术分析
1.1 LTE中HARQ重传机制
常见的HARQ重传机制有停止等待协议(SAW)、回退N步和选择重传三种[3]。停止等待协议,指发送端每发一帧数据后,等待接收端反馈应答;当发送端接收到接收端反馈的NACK失败信息后,进行重发;当发送端接收到接收端反馈的ACK成功信息后,发送新数据。回退N步,指发送端发送数据帧后,不必停下来等待,而可以按照数据帧顺序继续发送后面的数据帧;发送过程中,可以接收由接收端的应答反馈;当发送端接收到接收端反馈的NACK失败信息后,发送端将重传出错数据帧及其以后的所有数据帧;当发送端接收到接收端反馈的ACK成功信息后,发送端可以继续发送新的数据帧。选择重传,指发送端按序连续发送数据帧并存储下来,当发送端接收到接收端反馈的某数据帧NACK失败信息后,发送端将停止新数据帧发送而重传出错的数据帧;当发送端接收到接收端反馈的ACK确认信息后,发送端可以继续发送新的数据帧。
LTE上行链路采用非自适应同步8窗口停止等待协议,即重传固定时隙进行,采用相同的资源、编码和调制等,拥有8个独立停止等待协议机制进程,可以节省信令开销;下行链路采用自适应异步8窗口停止等待协议,即重传时隙、资源、编码格式以及调制格式等均需通过调度产生,拥有8个独立停止等待协议机制进程。
1.2 LTE中HARQ技术分类与合并
目前广泛使用的HARQ技术分为第一类HARQ、第二类HARQ和第三类HARQ[4]。第一类HARQ技术,即单纯的将FEC和ARQ结合,接收到的数据帧出错,就将数据帧丢弃,并向接收端发送重传请求;发送端接收到重传请求后,会再次发送原来的数据帧,接收端不进行任何合并,直接译码。第二类HARQ,即完全增量冗余(IR)HARQ,接收端接收的错误的数据帧将不被丢弃,而是和发送端重传的冗余信息合并后进行再次解码,但重传数据不具备自解码能力。第三类HARQ,又称部分增量冗余HARQ,与第二类HARQ相似,接收错误的数据帧不被丢弃,而是和发送端重传的数据合并后进行再次解码,但每次重传的数据帧是可以自解码的;第三类HARQ又可分为两种,只有一个冗余版本的第三类HARQ,各次重传冗余版本均与第一次传输相同,采用Chase合并;另一种是具有多个冗余版本的第三类HARQ,每次重传的冗余版本不同。
LTE中将采用第二类HARQ和第三类HARQ相结合的传输方式,采用IR合并和Chase合并两种合并方式相结合的合并方式。LTE中HARQ有四个冗余版本顺序为0、2、3、1;当采用高码率传输时,数据是不可以自解码的,即为第二类HARQ,采用IR合并方式;当采用低码率传输时,数据是可以自解码的,即为第三类HARQ,若每次重传冗余版本相同,将采用Chase合并方式,若每次重传冗余版本按照上述版本顺序进行,则采用IR合并方式。另外,LTE确定了最大重传次数为4次,如果三次重传后仍无法成功解码,则交给高层处理。
2 HARQ系统模型建立
本文建立LTE的HARQ系统模型如下图1所示,信道编码采用1/3码率Tubro编码,采用MAX_LOG_MAP解码算法;码率控制主要通过速率匹配来完全;采用BPSK调制和解调方法;采用AWGN信道;通过CRC校验判断数据帧接收正确与错误;HARQ调度和管理功能将负责第二类HARQ和第三类HARQ以及IR合并方式与Chase合并方式的调度与控制。HARQ进程将控制冗余版本顺序,IR合并方式下,采用0、2、3、1冗余版本顺序重传数据帧,Chase合并方式下,采用0冗余版本重传数据帧。HARQ合并有IR合并方式和Chase合并两种。
3 结果与分析
该HARQ系统在AWGN信道下采用BPSK、MAX_LOG_MAP解码算法,在不同SNR和不同的HARQ类型以及不同的HARQ合并方式下,数据帧长200bits进行50000次仿真得到结果如图2、图3所示。
通过仿真结果我们很容易得到:第三类HARQ、IR合并方式的误帧率性能比第三类HARQ、Chase合并方式的误帧率性能略有提升,但比第二类HARQ、IR合并方式的误帧率性能有3db的增益。当SNR较低时,第二类HARQ、IR合并方式的吞吐量性能最差,随着SNR的增高,第二类HARQ、IR合并方式的吞吐量性能逐渐变得最好;第三类HARQ、IR合并方式的吞吐量性能比第三类HARQ、Chase合并方式的吞吐量性能有一定优势。另外,码率越低,误帧率性能和吞吐量性能越好,1/2码率、2/3码率和5/6码率的误帧率性能依次降低2db、吞吐量性能依次降低1db。
4 结论
该文用C语言和Matlab对LTE中HARQ系统进行了仿真,模拟LTE协议中不同的HARQ类型、不同的HARQ合并方式、AWGN信道以及不同码率条件下,误帧率和吞吐量的性能,并对上述条件下的LTE中HARQ系统性能做出分析和评价。
参考文献:
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中图分类号：F62 文献标识码：A 文章编号：
接入宽带化、移动化业务量的不断拓展得益于宽带无线接入技术的诞生。随着科技的高速发展，也带来了信息化的繁荣，人们对通信网络的速率需求日趋高涨。无线频谱在空中接口和网络结构的问题上，存在着传输延时大、利用率不高等缺陷。通过一些列的发展，为了加强在宽带无线接入市场中的竞争，制定了LTE计划，3G频段的使用可采用4G或者B3G技术来实现。LTE采用了诸多用于4G/B3G技术，与3G技术相比， 4G技术运用于3G频段。因此，LTE更加接近4G，并具有技术上的优越性，这就为4G的拓展奠定了有力基础。具体而言，长期演进计划LTE是由3GPP组织制定的UMTS技术标准的长期演进。系统支持与其它3GPP系统进行互操作，降低了维护成本与建网成本，有效减小系统延时，是无线网络架构更具扁平性，显著提升了系统的覆盖和容量，并使得频谱的分配更具灵活性，它还支持多种带宽分配，明显增强了数据传输速率以及频谱效率，LTE系统添加了多天线MIMO和OFDM等传输技术。技术的引入被认为是满足频谱效率与用户平均吞吐量的最优技术。用来传输上行数据的频谱资源取决于子载波映射。
LTE主要技术
1.1技术
模型可同时考虑更多天线配置，其上行为1×2个天线，下行2×2个电线。为增大容量，将虚拟应用与上行中，另外，还可以应用于开环发射分集、秩自适应、预编码、空分多址、空间服用等技术。为了能显著提升系统的传输率，是其主要手段，可有效提高系统性能。在接收端和发射端，采用了多通道和多天线。利用时空编码处理，可以将解码数据自流有效分开。多入多出系统能够创建N个并行空间信道，处于发射接收天线之间，通道可进行独立响应。这样就能够有效提高护具速率，信息也可以通过并行空间信道进行独立传输。为了能够有效提升频谱利用率以及高通信容量，MIMO将接受、发射、与多径无线信道有机结合并进行了优化。发射端或者接收端如果采用天线阵列或多天线的智能天线系统，天线数的对数的增减也决定着其容量。
1.2技术
LTE的主要特点体现在技术上，技术任务，在多个正交的子载波上，高速数据被分散传输，因此，使符号之间的干扰影响减小，大大加长符号持续的时间，降低符号在子载波中的速率。在设定参数时，影响到整体系统性能，要想彻底消除符号间干扰，，只需将保护间隔加入OFDM符号前，信道的时延扩展小于保护间隔即可。循环前缀对符号间干扰进行消除。系统的覆盖能力和抗多径能力取决于循环前缀的长度。长前缀可应用于对多小区广播业务和LTE大范围小区覆盖业务的支持，但是，长前缀会降低数据传输能力，相应增加系统开销，尽管如此，长前缀依然可支持大范围覆盖，并可消除多径干扰。LTE系统中，采用了短、长2套循环前缀的措施，以便满足半径覆盖要求在100KM的小区。因此，循环前缀方案措施的选择可依照具体场景进行。
1.3技术
技术相对于OFDM/OFDMA而言，有着较低的PAPR，该技术的实现较OFDM/OFDMA简单，属于单载波多用户接入技术。该技术的应用使小区边缘的网络性能得以提高，发射机的效率高，人们选择SC-FDMA技术为上行信号接入的关键因素在于该技术有效降低了终端的成本和体积，并减小了发射终端的峰均功率比。SC-FDMA技术包括离散式和集中式两种子载波映射方式。离散式下子载波的数量非恒定的，根据IFDMA循环因数，采用了IFDMA方式，在频域可对每个用户进行分配；而集中式下传辅带宽非恒定，可在频域中集中传输用户。另外，SC-FDMA技术的优势还体现在采用循环前缀对抗可变的传输时间间隔和多径衰落、固定子载波序列、灵活分配频谱带宽等等。
LTE技术目标
支持简单邻频共存，并支持非成对和成对频谱；支持高速移动终端，在整个系统范围内，支持终端的移动性；支持100公里小区范围覆盖，在不超过30公里的面积覆盖问题上，LTE项目性能要求允许一定程度内的性能缺失；终端和系统具备了核心网，可再对系统性能提升后的兼容平衡进行考虑后，尽可能向后兼容；降低维护和建网的成本；支持广播多播业务，并且支持3GPP和非3GPP系统互操作；提高小区边缘比特率，前提在确保3G小区覆盖范围未产生变化的条件下。
LTE技术优势
3.1 LTE改变了通信业务格局
LTE发展迅速，越来越多的通信企业与LTE技术合作，因为LTE可促进整个通信产业稳定、健康发展，调节通信产业格局的不平和。
3.2 LTE技术拥有成本和技术优势
通过更加灵活的频谱配置方案，LTE技术的应用可减少网络节点，对系统结构进行简化，还可提升单个基站效率和网络效率，从而使运营商的利润空间得到有效提高。
3.3提升移动通信业务质量
LTE对用于更具吸引力，因为其能够使用户体验更多新业务，LTE具有更好的移动性、更低的延迟率、更高的传输速率等优势。
结束语
LTE将会与WIMAX进行激励的竞争，因为WIMAX技术在通信市场中也具有技术的向后兼容性。LTE采用了诸多用于4G/B3G技术，与3G技术相比， 4G技术运用于3G频段。因此，LTE更加接近4G，并具有技术上的优越性，这就为4G的拓展奠定了有力基础。对LTE进行研究，可相对减低运营成本，改善系统覆盖和容量，提高用户数据速率，减少网络时延的产生。长期严禁LTE是3G的演进，它承载了3G与4G的过渡。LTE采用了单层结构，其架构主要由接入网关和演进型NODEB构成，与之间的连接方式采用直接互联，从而改进了UTRAN结构。在4G应用前，也可以说LTE是3G通信技术的最终版本。下行传输方案采用了OFOM，循环前缀所需持续时间分别对应长缀和短缀。系统为达到数据传输延迟的要求，采用自动重传请求周期和很短的交织长度。技术的引入被认为是满足频谱效率与用户平均吞吐量的最优技术。用来传输上行数据的频谱资源取决于子载波映射。上行单用户MIMO天线的配置为：基站配备两个接受天线，而UE也有两个发射天线。在LTE中引用了技术，接收机能够联合检测两个UE信号。LTE与CDMA不同，CDMA不能通过扩频的方式来对小区间干扰进行消除。而却具备消除小区间干扰技术。干扰协调、干扰消除、干扰随机化是消除小区间干扰的有效途径，减小下行小区间的干扰的通用方法也可看成是解决波束成形天线方案。所采用的单层结构实现了低成本、低复杂度、低时延的要求，该结构减小了延迟，有利于对网络进行简化。
参考文献
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1引言
在3GPP Release10中，LTE-A系统使用载波聚合扩大了带宽，支持超高峰值速率，使用户得到更好的服务。但从LTE系统平滑演进到LTE-A系统的过程中，需要考虑调度算法的匹配。分组调度算法致力于在满足用户对系统带宽、时延保障以及QoS等不同需求的基础上，通过eNodeB完成对上下行链路信道的资源调度[1]，提高整个网络的总体吞吐量以及带宽利用率。
2 结合载波聚合的调度算法
载波聚合技术将多成员载波聚合起来以满足IMT-A对系统带宽的要求，LTE-A用户可以使用所有的成员载波。相比于独立调度[2]，使用多成员载波进行数据传输将从总体上提高资源分配的性能。
2.1跨成员载波的调度算法
传统的比例公平调度算法通过计算每个用户的优先级进行资源分配。在LTE-A系统中，不同的成员载波分配给R8用户以及LTE-A用户，R8用户限制在一个成员载波上进行传输。理论上，如果LTE-A用户使用N个成员载波进行数据传输，那么它使用的资源是R8用户的N倍。跨成员载波的改进比例公平调度算法（Cross CC PF），考虑了用户在所有聚合成员上的历史吞吐量，与传统算法相比，能减少LTE系统的复杂度，在2.3节仿真结果中也将对该算法性能进行评估并与本文提出的改进算法比较。
2.2跨成员载波调度算法的改进方案
考虑到已有算法对边缘用户的考虑缺陷，本文采用的改进思想：设置中心、边缘用户判决门限以区分用户类型，使用不同调度算法进行资源调度；通过设置影响中心/边缘用户的调度优先级权重因子，调整用户优先级，设置对比方案；最终根据不同的权重因子仿真结果确定提高小区边缘用户吞吐量的方案。
边缘用户优先比例公平调度算法 （EPCCC） 的具体方案如下：
（a）考虑R8与LTE-A用户共存的情况，R8用户只能选择接入一个成员载波，随后计算R8用户的SINR，根据SINR门限值判断用户类型，对于中心用户，使用最大载干比调度算法；而对于边缘用户使用改进的比例公平算法进行调度。
PF_R8k，i（t）是针对R8用户改进调度优先级， Ri（s）代表历史平均传输速率， ri（n，s）是用户当前在资源块RB上的瞬时速率。
（b）LTE-A用户通过类似的方法进行资源分配，而不同之处在于LTE-A用户可以进行跨成员载波的调度，所有成员载波的RB可以供其使用。
PF_LTE_Ak，i（t）是针对LTE-A用户改进的比例公平调度优先级， Ri（s）是所有成员载波上传输的平均速率， ri（s）是用户瞬时传输速率， PF_LTE_Ak，i（t）为用户优先级因子。增加影响优先级因子的边缘和中心用户权重因子 o，＼，通过对比不同的权重因子比例关系，以及比例公平调度算法与最大载干比调度算法的结合，提高小区边缘用户的吞吐量，改善系统性能。
2.3改进算法仿真分析
通过权重因子的设置，边缘用户优先比例公平调度算法（EPCCC）明显提升了小区边缘用户的吞吐量。小区边缘信道质量差，通过降低中心用户的优先级，提升了对边缘用户的资源分配优先级，提高其吞吐量。在不同用户数量的情况下，改进算法明显提高了吞吐量，并在用户数为8的时候，达到峰值。
通过对比不同的权重因子配置参数 ，小区平均吞吐量从 o2=0.4的时候开始明显下降，而在 o2=0.285的时候小区边缘吞吐量接近峰值水平，此时小区平均吞吐量略有下降。 o2=0.3时，小区平均吞吐量、边缘及中心用户吞吐量得到提高，边缘提升接近一倍。当 o2=0.2时，小区平均吞吐量明显下降，而此时边缘用户吞吐量已在 o2 =0.29时达到最大。
考虑到系统服务的公平性，边缘用户与中心用户吞吐量的比例是另一个较为合理的衡量标准。从表2.1中可以看出，用户之间性能的Max/Min在使用EPCCC算法后比Cross CC算法减小了0.434dB，提高了用户之间服务的公平性。
3总结与展望
本文对跨成员载波调度算法进行了简要分析并提出改进方案，对比小区/边缘用户吞吐量、不同权重因子影响下的系统性能以及用户间的公平性等性能指标，通过仿真验证改进方案有效提高小区边缘用户吞吐量，提升了中心用户和边缘用户间的公平性。
参考文献：
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0046-02
1 引言
随着无线通信的迅速发展，如何利用有限的频谱资源提供高速率、高质量的移动通信服务已成为关注的重点。常规的单天线收发通信系统已经无法解决新一代无线通信系统的大容量、高可靠性的需求问题，面临着严峻挑战。结合空时处理技术的多输入多输出（MIMO）技术，能成倍的提升系统容量和可靠性无需增加系统带宽[1]。
2 MIMO技术概念
MIMO允许多个天线同时发送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。MIMO技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集增益，目前针对MIMO信道所进行的研究也主要围绕这两个方面。
2.1 MIMO技术的发展
MIMO无线通信技术是天线分集与空时处理技术相结合的产物，它源于天线分集与智能天线技术，具有二者的优越性，属于广义的智能天线的范畴。
MIMO的早期概念在70年代就被提出了；1985年，贝尔实验室的Jack Salz和Jack Winters发表了波束成型（beamforming）论文；1993年，Thomas Kailath和Arogyaswami Paulraj提出了利用MIMO的空分复用（Spatial multiplexing）概念；1996年， Gerard J. Foschini提出了贝尔实验室分层空时 （BLAST ： Bell laboratories layered space-time）技术；1998年，贝尔实验室演示了第一台空分复用实验室原型机；2001年后，多家公司开发出了基于MIMO技术的WiFi或WiMAX商用系统；至今，所有第四代移动通信（4G）候选标准（例如LTE-A，WiMAX等）都将采用MIMO技术。
虽然MIMO技术已取得了一定程度的发展与进步，但是MIMO技术的理论结合实践应用还是存在一定的差距，因此对 MIMO 技术的深层次研究，对 MIMO 技术的发展有着重要意义[2]。就目前看，MIMO技术还需要在下面几个问题上深入研究与发展：（1）信道建模和信道容量的问题。（2）信号设计及处理问题。（3）MIMO 技术在4G网络中的应用和发展。（4）有效解决MIMO技术中多径效应的方法与措施。
2.2 MIMO系统原理
多输入多输出（MIMO）系统是指在通信链路的两端均使用多个天线的无线传输系统[1]。的MIMO系统框图如下图1所示。
发送端有根发送天线，接收端有根接收天线。其中表示来自第根发送天线的信号，表示从第根发送天线到第根接收天线的信道衰落系数，表示第根接收天线的信号。
假设MIMO系统信道模型为分组衰落模型，信道矩阵元素服从独立同分布的复高斯型瑞利衰落。此时MIMO系统模型可表示为：
其中是×1维接收信号向量，表示向量信道矩阵转置，H是×信道矩阵，是×1维发射信号向量，是×1维噪声向量。
2.3 MIMO关键技术
MIMO技术的关键技术通常是指空分复用、空间分集、波束赋形、预编码[2]。
（1）空分复用（Spatial Multiplexing）：
是利用多天线通过多个独立的空间信道同时发送多个独立的数据流。在发射端，高速率的数据流被分割为多个较低速率的子数据流，不同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上发射出去。Foschini等人提出的“贝尔实验室分层空时”（BLAST：Bell laboratories layered space-time）技术是最早提出的空分复用方法。空分复用基本框图如图2所示。
（2）空间分集（Spatial Diversity）：
是将信号在多个独立的空间信道中传输，并在接收端对多份接收信号进行处理，从而减轻深衰落的影响，有效降低错误概率，提高系统可靠性。空间分集可分为接收分集和发射分集。LTE的多天线发送分集技术选用SFBC（Space Frequency Block Code）作为基本发送技术，图3为SFBC发送分集基本框图。
（3）波束赋形（Beam-forming）：
是一种基于天线阵列的信号处理技术，由多根天线产生一个具有指向性的波束，将能量集中在传输的方向上，以控制发送（或接收）信号的方向。原理：对多天线输出信号的相关性进行相位加权，是信号在某个方向形成同相叠加，在其他方向形成相位抵消，从而实现信号增益。
（4）预编码（precoding）：
主要是通过改造信道的特性来实现性能的提升，是支持多层发送的广义波束成型技术。预编码对多个数据流采用各自不同且联合计算的预处理矢量，以使总链路吞吐量达到最大。在多用户系统中，基于最大均方差（MMSE）或迫零（Zero-forcing）的预编码是最常见的线性方法，可以以有限的复杂度达到较好的性能。
以上 MIMO 相关技术并非相斥，而是可以相互配合应用的，如一个 MIMO 系统即可以包含空分复用和分集的技术。
2.4 MIMO的信道容量
传统SISO系统在加性高斯白噪声信道中的信道容量[4]（香农定理）：
bps/Hz，是接收端平均信噪比
MIMO系统在平坦衰落信道中的信道容量上限：
bps/Hz，M是接收天线数，N是发射天线数，是每根接收天线的平均信噪比，H是M×N阶的信道参数矩阵。
MIMO信道可以看成由个并行的信道或者本征模组成，因此整个MIMO信道的容量就是所有子信道容量之和。从理论上看，由于每个子信道都可以具有香农容量极限，所以，当发送/接受天线阵都具有良好的非相干性时，整个MIMO信道的容量可以显著提高。
3 MIMO的应用与标准化进展
MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一[5]。在无线宽带移动通信系统方面，3GPP已经在标准中加入了MIMO技术相关的内容，B3G和4G的系统中也应用了MIMO技术[3]。在无线宽带接入系统方面， 802.16e、802.11n和802.20等标准也采用了MIMO技术。在其他无线通信系统研究方面，如超宽带（UWB）系统、感知无线电系统（CR），也在考虑了MIMO技术。
随着MIMO技术日趋成熟，并向实用化迈进，国际上很多研究机构已不断推动MIMO技术的标准化进程，包括：MIMO无线传播信道模型的标准化和MIMO技术的标准化。
第三代合作伙伴计划（3GPP）将MIMO技术纳入了 HSPA+标准（R7版本），HSPA+中的MIMO采用的是2×2的天线模式。3GPP 组织在基于LTE R8和LTER9上一步研究和开发LTE R10。增强的下行MIMO是LTE-Advanced的关键技术之一，与LTE R8相比，不仅扩展了天线还引入了很多优化的机制。
4 结语
MIMO技术是无线通信领域近十年来重大的技术突破。目前MIMO与OFDM技术的结合，MIMO与新的自适应技术的结合，MIMO关键技术之间的结合和切换等都成为现在研究的热点，另外在LTE/LTE-A中不同场景下采用不同的技术可以得到不同的性能[6]，这势必会推动MIMO技术的进一步发展与应用。日后我们应对 MIMO 技术进行更深一步的研究和探讨，以促进 MIMO 技术的不断完善。
参考文献
[1]吴秋莹.MIMO技术在LTE系统中的应用及发展[J].信息技术，2012.
[2]董冰.论MIMO技术在LTE系统的应用与展望[J].信息通信，2012.
[3]卢敏.MIMO技术在LTE-A系统中的应用[J].科技信息，2012.
当前，无论是3G还是4G在TD-SCDMA系统中均大规模应用到了分布式基站，这种基站方式也将成为下一代宽带移动通信LTE系统的重要组成，成为宽带移动通信的重要标志。BBU与RRU间连接使用到光纤，使用光纤连接有着更多优势，一方面减少了电缆连接普通基站的馈线成本，节约了资源，另一方面将施工难度降低了。
但是，BBU与RRU之间连接应用的是裸纤，暴露出的缺点是，BBU可以同时连接的RRU数量减少，连接的距离较短或者仅能在一栋楼内连接，数量上、地点上与距离上均被限制。但是如果应用到SDH或者IP传输网络传输BBU与 RRU间的数据，可以不受空间与距离限制，可以确保BBU同时连接更多的RRU，提高资源利用率，同时将基带池的功能发挥出来。
一、BBU与RRU网络化组网的可行性
SDH与IP光纤传输网络实现BBU与RRU间网络优化组网时，需要考虑到光纤传输网络是否可以将BBU与RRU间数据传输要求满足，需要从以下几个问题上分析：当前应用到的光纤能否将BBU与RRU间的数据传输带宽要求满足；当前应用到的光纤是否能够将BBU与RRU间的数据传输时延方面的要求满足，是否能够达到延时标准；当前应用到的光纤是否能够将BBU与RRU间的数据传输间时钟传输要求满足。下面对现有的传输网络能否实现以上几个要求进行具体分析。
1.1 BBU与RRU间数据传输带宽要求
一般来说，LTE系统带宽应用的是20M的，则传输速率为30.58Mbps，在2×2MIMO情况下，BBU与RRU间要想实现数据传输，就需要保证带宽为1852.07Mbps，这一带宽产生的过程为：采样速率×采样精度×I/Q精度×天线数量。配置3个扇区能量，BBU与RRU间的总数据传输带宽就应给为1852.07Mbps×3=5556.21Mbps[1]。如果应用到的是4×4MIMO，则接口速率会翻倍。
10G的光纤传输网络，需要对80%的编码效率进行考虑，6G是有效的传输带宽，可以满足1个3扇区配置的数据传输，使BBU与RRU间的数据传输带宽要求满足。4×4MIMO下，要想使BBU与RRU间的数据传输要求满足，就需要用到40G的光纤传输网络[2]。
通过以上分析可以发现，LTE系统要想真正将BBU与多个RRU间网络化组网连接占用传输带宽的问题解决，从当前的传输接入网产生带宽上看很难达到。解决这一问题的重点是将BBU与RRU间的接口带宽降低，要想将LTE接口带宽降低，当前只有一个方法，即，将采样的精度降低，同时降低传输数据天线通道数。在不对系统性能有影响的情况下，以上方法实施有一定可行性，但总体上难以将传输带宽降低。
1.2 BBU与RRU数据传输延时要求
基站上行接收与下行发射均会因BBU与RRU通过网络传输引入时延而产生影响，一般，上行对接收与接入性能、解调算法影响较大，而影响信号覆盖率与覆盖范围的主要是下行；TD-LTE系统，BBU与RRU间的传输时延将不会对不同基站间的空口产生影响[3]。一般，SDH网络传输时延分为SDH交叉复用设备处理与时延以及光纤传输时延，较为固定的是传输时延，可以将环路中交叉复用设备数减少，进而可以将BBU与RRU间传输时延要求满足。
IP网络有着不稳定性，传输时延较SDH相比网络不确定性增多，非常容易因网络负荷的变化而受到影响。基于这种不稳定性，为了进一步将LTEBBU与RRU间数据传输的不稳定性减少，提高传输效率，可以在IP输出BBU与RRU间数据时，缩短IP网络传输距离，减少IP网络负荷。
WDM无源光网络与SDH网络有着相似性，时延均较小，且有着非常良好的固定性，可以将BBU与RRU间的传输时延要求满足，而BBU与RRU在TD-LTE系统中时，则可以应用GPS或者IEEE1588有线时间进行传输，这样能够将上下行传输同步完成[4]。BBU与RRU按照GPS或者IEEE1588将下行发送时间确定下来，而要想实现BBU的延时与抖动则需要有足够的下行发射作为支撑与前提保障；BBU上行方向，可以使用具备一定深度的缓冲器缓存数据，可以正常接收上行数据。
1.3 BBU与RRU间时钟传输要求
保证RRU中载波频率长期稳定性，这是使BBU与RRU间时钟传输稳定性的关键，且中载波的频率至少保持在0.06ppm[5]。一般来说，稳定性较高的时钟晶振被广泛应用在LTE系统中，也是实现RRU的关键组成，使用时钟晶振的目的是可以短时间内提高时钟稳定性。采用相应再定时的SDH网络，可以让RRU中的始终频率长期稳定同步到SDH网络中的BITS时钟系统内，还能够使RRU时钟长时间达到稳定状态。
在应用IP网络进行BBU与RRU间数据传输过程中，鉴于IP网为异步网，且难以将稳定度保证，传输时可以先对IP网络升级，这样可以将BBU与RRU间时钟稳定性提高[6]。RRU基于GPS或者IEEE1588有线时间同步，配合应用高稳晶振，可以使时钟输出维持更长时间，可以将短期与长期精度要求均满足。
二、LTE发展的几项关键技术
MIMO技术可以将系统传输速度提高，且已经成为无线通信的重要技术之一，在无线宽带移动通信方面，B3G与4G均应用到MIMO技术。MIMO技术因公发射端与接收端时，鉴于是多通道与多天线特征，在面对数码子流时能够在处理、分开与解码中应用空时编码，这样可以使数据子流保持最佳状态。
如果发射端与接收天线是独立的，则可以多处的系统并行空间通道。并行独立数据传输就是基于并行通道实现的，可以将传输速度提高。高阶调制技术可以使系统峰值速率达到100Mbit/s，同时，4G网络中，LTE技术应用到了64QAM高阶调制可以将6%的信道通用率提高。LTE是当前主流宽带无线通信系统，在4G网络发展下，必将使LTE技术有新的发展。
三、结束语
综上所述，LTE系统中的BBU与RRU间数据传输的带宽非常高，且受很多因素影响，也成为了网络化组网面临的主要问题，过去的SDH光纤传输已经不能够将BBU与RRU间的数据传输要求满足，应用的日渐广泛，可以将WDM传输网络作为BBU与RRU间的数据传输，但是仍然需要进一步实践证明这种可行性，需要对基站系统设计进一步强化与研究，以实现BBU与RRU间更稳定的数据传输。
参 考 文 献
[1]程广辉，刘佳.LTE分布式基站BBU和RRU网络化组网研究[C].//2008年中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集.2008：221-224.
[2]李春雨.TD-LTE分布式基站多天线射频拉远单元数字前端的研究[D].电子科技大学，2011.
[3]孙颖，余勋玲.基于分布式基站BBU的FDD-TDD融合方案设计[J].电子设计工程，2016，24（8）：34-35，39.
