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TD技术发展与未来演进
???大唐移动通信设备有限公司总裁 谢永斌/文 ???2009-04-21 14:35:00??:通讯世界www.tele.com.cn
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TD-SCDMA标准在未来发展和演进方面与国际主流技术基本同步,但其未来成功与否与当前的产业规模紧密相连,TD-SCDMA能够尽快大规模商用是TD-LTE、4G TDD成功的必要前提

当前,新的一轮电信标准和技术发展浪潮又风起云涌,以3G增强技术(HSPA)、长期演进技术(LTE)以及4G技术(IMT-Advanced)为代表的新的竞争态势已经形成,形成国际电信标准和技术势力的新格局。因此,对TD-SCDMA而言,能否在3G增强技术、LTE长期演进技术以及4G继续有创新、有突破,是关系到TD-SCDMA能否在国际电信新格局中继续占有一席之地、保持可持续发展能力的大问题,并且对巩固TD-SCDMA已经建立起来的地位和成果、进一步提高我国移动通信领域内自主创新与核心竞争力具有十分重要的战略意义。

TD-SCDMA标准的3个发展阶段
到2020年前,TD-SCDMA技术与标准的发展和未来演进可以大致分为3个阶段和两大类别技术。3个阶段分别是:TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型技术标准阶段、TD-SCDMA长期演进(TD-LTE)技术阶段,4G(IMT-Advanced)技术阶段;两大类别技术分别是:第一阶段TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型技术是基于CDMA的技术,第二阶段的LTE和第三阶段4G是基于OFDM的技术。

TD-SCDMA技术与标准的第一阶段又可以分为TD-SCDMA基本版本阶段及TD-SCDMA增强型版本阶段。TD-SCDMA基本版本即3GPP R4版本,主要是实现话音和中低速数据业务,TD-SCDMA增强型版本是指TD-SCDMA的3GPP R5/R6/R7版本。TD-SCDMA增强技术是在TD-SCDMA现有技术的基础上,通过引入局部的先进技术如HARQ、AMC、高阶调制、快速调度机制、MIMO等技术,取得性能提升,满足TD-SCDMA现有网络的快速升级和部署。采用的基本技术以CDMA技术为基础,没有技术体制上的更新换代,TD-SCDMA增强技术以HSDPA、HSUPA、MBMS(包括优化的MBMS)、HSPA+为代表。

TD-SCDMA标准第二阶段可以称为TD-LTE长期演进阶段,TD-LTE在基本多址接入技术上引入OFDM,替代CDMA,在智能天线(SA)基础上进一步引入MIMO技术,形成SA+MIMO的先进多天线技术,同时保持了特殊时隙和同步以及联合检测等原有技术优势和技术特点,在性能上获得巨大提升(5~6倍于3GPP R6版本)的同时,还尽量保证TD-SCDMA及TD-SCDMA增强网络向TD-LTE网络的平滑演进。目前,TD-LTE在3GPP的标准化工作和FDD LTE的标准化工作同步进行,2009年3月完成LTE第一个版本(R8)的标准化。在TD-LTE标准化过程中,以大唐为主的我国企业、研究院所、高校继续主导着标准及技术,大唐拥有TD-LTE技术的核心知识产权。

TD-SCDMA标准第三阶段称为4G或ITM-Advanced阶段。ITM-Advanced是ITU为满足未来10~15年全球移动通信需求而启动的,根据ITU当前规划,2008年2月发布了4G技术方案征集的通函,计划于2009年10月结束候选方案的征集和提交,2010年10月完成候选方案的技术评估和融合,2011年后完成发布4G技术标准。在技术上,ITM-Advanced将基于OFDM,在LTE(或相当)技术的基础上,作进一步增强。目前在国家有关主管部门的统一领导和组织下,TD-SCDMA 4G标准研究也在有条不紊地进行中。

TD-LTE长期演进技术标准
TD-LTE是移动通信标准在技术上的一次大的飞跃,同时TD-LTE还是联系3G增强性技术和4G技术的纽带,在TD-SCDMA标准的发展中起到承上启下的作用,因此,TD-LTE的地位十分重要。

目前,在3GPP中,TD-LTE已完成或即将完成帧结构、智能天线、MIMO、同步技术、随机接入、数据复用、自适应和干扰控制等主体技术标准的制订,TD-SCDMA基本技术特征得到保留和优化发展。基于已验证先进成熟的TD关键技术,对TD-LTE进行了系统的优化设计,为TD-SCDMA长期演进和长远发展创造了有利条件。以下对TD-LTE标准及技术特点进行简单介绍。

首先从TD-LTE的定位看,TD-LTE符合当前宽带移动通信发展潮流,满足电信运营商的竞争要求,集高质量话音和宽带数据为一体;支持全移动、综合多业务;网络可控、可管理;是具有低成本、低时延、后向兼容的“先进的综合移动宽带无线系统”。在技术路线上,采用“OFDM+SA/MIMO+IP技术+TD-SCDMA成熟技术”的技术模式。
在功能业务方面,TD-LTE可以实现同频组网和TD-SCDMA系统的平滑演进,支持高质量话音、移动INTERNET、宽带无线接入、手机电视(单频组网)等业务应用,并支持全移动和漫游功能。

TD-LTE具有鲜明的自身技术特色。这些技术特点包括:OFDM+SDMA、自适应多天线技术(SA+MIMO)、完备的时隙结构、系统同步机制、友好接力切换、优化的空口过程和时分双工技术。这些技术特点会给TD-LTE系统带来性能、成本、频谱及平滑演进方面的显著增益,包括:
*全面满足3GPP LTE的需求;
*在未来无线通信中,TDD模式的应用范围将进一步扩大;
*频带利用灵活、上下行带宽调整方便,频谱利用率高;
*智能天线:干扰协调、覆盖距离远;
*物理资源的自包含特性便于使用新技术,如联合检测等;
*MIMO:大容量小范围覆盖;
*分布与集中无线资源管理,时/频/空快速无线资源调度;
*提供手机电视业务方便;
*P2P业务;
*设备便于平滑演进,造价低;
*软件无线电;
*友好接力切换。

TD-LTE和TD-SCDMA间比较好的平滑演进性在产品开发方面会带来以下优势:基站设备复用性好,射频单元基本相同,基站平台可以复用,主要是进行基带处理升级;设备开发时间短,成本低,利于快速升级和快速部署。因此,预计TD-LTE系统的初级版本将在2010年到2012年之间推出,并可以实现热点地区覆盖,大规模商用要到2015年左右。

4G(IMT-Advanced)TDD标准
针对4G(IMT-Advanced)TDD标准,我们认为应当考虑以下演进原则:考虑TD-SCDMA的后向兼容性,使TD产业平滑演进;针对NGMN和4G的需求,相对LTE,功能/性能有明显的提升;针对TDD特点在无线接口进行独立优化,TDD/FDD采用统一的网络架构及高层;4G TDD系统满足独立大规模组网的需求,同时也可以提供热点的数据覆盖;考虑TD-SCDMA演进的更大空间,广泛开展国际合作;在全球推广TD-SCDMA及其演进版本;从市场角度考虑演进路线的可能性(4G\LTE+);3GPP阵营目前占全球移动通信市场份额的86%。预计2010年3GPP阵营(包括TD-SCDMA)的市场份额将达到88%。

考虑以上原则,并结合目前TD-SCDMA、TD-SCDMA增强、TD-LTE技术标准在3GPP开展的基础和延续性,从TD-SCDMA、TD-SCDMA增强到TD-LTE再到IMT-Advanced(4G)TDD是明确合理演进路线,这样,不仅可以确保4G TDD技术上的先进性,而且可以有利于TD-SCDMA及其后续技术在市场中应用上的延续和拓展。

当前TD-SCDMA尽快大规模商用是TD-LTE、4G TDD成功的必要前提。需要指出的是,尽管TD-SCDMA在TD-LTE长期演进、4G研究方面取得一定进展,在标准领域达到与国际主流技术基本同步的水平,为TD-SCDMA长期持续发展创造了一些条件,但同时我们必须清醒地看到,TD-SCDMA、TD-LTE长期演进及4G制订成功与否决不单单取决于标准化进程,而是与当前的产业规模是紧密相连的,现在的TD-SCDMA能够尽快大规模商用是TD-LTE、4G TDD成功的必要前提。当前,新的一轮移动通信标准和技术发展浪潮已经兴起,围绕3G增强、长期演进(LTE)以及4G(IMT-Advanced)的竞争态势已经形成。对TD-SCDMA及其演进技术标准而言,这既是严峻的挑战,也是难得的发展机遇。相信在政府有关部门与标准化组织的大力领导和协调下,通过广大企业、研究院所、高校的共同努力,TD-SCDMA标准未来演进和后续发展将会取得更大的成功。 

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