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TD-LTE


目录·详细信息
·帧结构
·TD-LTE与美、欧切换技术的优缺点
·LTE作为准4G主流通信技术 技术应用



详细信息

LTE的初步需求

  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(Long Term Evolution)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“Always Online”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。   

在2007年9月,3GPP RAN37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LTE TDD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-SCDMA LCR/HCR)模式。在RAN 38次全会上融合帧结构方案获得通过,被正式写入3GPP标准中。


帧结构
TYPE2的帧结构如下:

  每个无线帧包括两个5ms的半帧,每个半帧由8个长度为0.5ms的时隙和3个特殊时隙(DwPTS/GP/UpPTS)组成。3个特殊时隙总长度为1ms。每两个时隙组成一个子帧。   

目前LTE TDD规范方面,物理层完成了95%,高层完成了80%,接口完成了80%,08年应能完成射频、终端一致性方面及核心网方面的规范制定。

TDD LTE系统具有如下特点:

1.灵活支持1.4,3,5,10,15,20MHz带宽;   

2.下行使用OFDMA,最高速率达到100Mbits/s,满足高速数据传输的要求;   

3.上行使用OFDM衍生技术SC-FDMA(单载波频分复用),在保证系统性能的同时能有效降低峰均比(PAPR),减小终端发射功率,延长使用时间,上行最大速率达到50Mbits/s;   

4.充分利用信道对称性等TDD的特性,在简化系统设计的同时提高系统性能;   

5.系统的高层总体上与FDD系统保持一致;   

6.将智能天线与MIMO技术相结合,提高系统在不同应用场景的性能;   

7.应用智能天线技术降低小区间干扰,提高小区边缘用户的服务质量;   

8.进行时间/空间/频率三维的快速无线资源调度,保证系统吞吐量和服务质量。   

我们期待这一先进技术能够快速转化为未来实际商用的产品。   

TD-LTE与美、欧切换技术的优缺点

优点
  1.频谱利用率高 TD一个载频 1.6M W一个载频 10M   

2.对功控要求低 TD 0~200MZ W 1500MZ   

3.采用了智能天线和联合测试 引入了所谓的空中分级,但效果如何,还待验证   

4.避免了呼吸效应 TD不同业务对覆盖区域的大小影响较小,易于网络规划

缺点:
  
1.同步要求高 TD需要GPS同步,同步的准确程度影响整个系统是否正常工作   

2.码资源受限 TD 只有16个码,远远少于业务需求所需要的码数量   

3.干扰问题 上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰   

4.移动速度慢 TD 120KM/H W 500KM/H


LTE作为准4G主流通信技术 技术应用
1)瑞典启动全球首个LTE商用站点

  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NTT Docomo、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NTT Docomo、软库、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NTT DoCoMo计划在今后5年投资3000至4000亿日元,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Verizon Communications与沃达丰公司共同组建的Verizon Wireless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Verizon Wireless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。Verizon Wireless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WiMAX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)Alvarion为中华电信布建WiMAX网络

  09年初,无线宽带解决方案提供商Alvarion宣布为中华电信在台湾地区宜兰县东北部为当地政府布建一个新的移动WiMAX网络,以配合“移动台湾”应用推广计划。该网络将使用Alvarion的4Motion Mobile WiMAX解决方案,使用2.5GHz频段,可提供高速移动网络接取、线上学习、移动商务、移动观光导览,以及视频安全监控、网络电视等服务。   

该宽频无线网络使用Alvarion的点对多点无线WiMAX解决方案,由eASPNet提供服务支持,覆盖宜兰县罗东镇以及宜兰县内受欢迎的风景区,能向宜兰县居民、游客和商务人士提供无所不在的移动网络服务。该网络还可以在上述区域提供24小时不间断的视频安全监控与网络电视服务。   

LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进,LTE并非人们普遍误解的4G技术,而是3G与4G技术之间的一个过渡,是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准,这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能,提高小区容量和降低系统延迟。(作为TD—SCDMA的后续演进技术,我国拥有自主知识产权的下一代移动通信技术TD—LTE是TD—LTE已于今年10月被国际电信联盟最终确定为第四代移动通信(4G)的国际标准)   

包括FDD-LTE(通常简称LTE)和TD-LTE两种技术标准。美国第一大移动运营商VerizonWireless 2009年二月在巴塞罗那宣布投资170亿美元建设LTE网络,并于2010正式商用。目前LTE的下载速度最高可以达到150Mbps。   全球第一大运营商齐乐娱乐也将在2010年世博会期间启动TD-LTE测试网络服务,不过齐乐娱乐采用了TD-LTE技术,目前TD-LTE的下载速度最高可以达到100Mbps。 齐乐娱乐通信公司计划于2010年下半年选择在3个沿海城市进行TD-LTE网络试验,目前暂定为青岛、厦门和珠海。   

TD-LTE:中国创造 走向世界   

业界巨头共同发力 标准,是任何一个产业走向全球市场的根本性“抓手”,也是“中国制造”走向“中国创造”的关键所在。从TD-SCDMA开始,齐乐娱乐通信产业中的自主创新力量正式崛起,并走出了一条跨越式发展之路。而作为全球4G候选标准的TD-LTE,注定将因为业界巨头的共同发力,创造出产业化发展的“中国速度”。   

TD-LTE是一个中国主导的并具有“国际化”特征的标准。TD-LTE的技术优势体现在速率、时延和频谱利用率等多个领域,使得运营商能够在有限的频谱带宽资源上具备更强大的业务提供能力,而这正是全球移动通信产业孜孜以求的目标所在。上海世博会TD-LTE演示网的理论峰值速率在上、下行分别达到了50Mbps、100Mbps,这就使得移动宽带时代最吸引用户,但却最消耗带宽、对网络能力要求最高的移动高清视频类应用得到了完美呈现。基于TDD技术的网络部署不需要成对频谱,并且通过日益发展的宽带功放技术,可以把零散的频谱聚合起来提供业务,更增强了运营商的频谱资源利用效率和网络部署效率。可以预见,TD-LTE必将成为移动宽带时代的主力军,为运营商ARPU提升、用户体验提升、拓宽行业应用前景,提供重要的动力。   

标准的成功,必须依赖于整个产业链的发展。凭借独特的技术优势,TD-LTE从标准诞生之日起,就成为全球通信产业界关注的焦点。正如国际电信联盟副秘书长赵厚麟强调的那样,当前TD-LTE关键技术及产品的研发工作正快速推进,终端芯片、仪表等薄弱环节取得了重要突破,形成了相对完整的产业链。其中,在系统设备领域,华为、大唐、、爱立信、诺基亚西门子、摩托罗拉、上海贝尔、中兴等国内外电信设备制造商都推出了商用或者预商用的产品,积极参与齐乐娱乐、NGMN、LSTI等组织的系统验证工作;而在相对薄弱的终端领域,芯片巨头的加入则为实现突破注入了一针“强心剂”。目前,海思、创毅视讯、Sequans接连推出工程样片,老牌芯片厂商高通、ST Ericsson正在抓紧布局TD-LTE,而华为、创毅视讯、Sequans、三星已经率先推出了CPE、数据卡形态的TD-LTE小型化终端,并已在世博会上精彩亮相。另外,一个产业是否成熟,系统设备、终端之间的IOT大规模互通测试是重要的先决条件。从2009年开始,齐乐娱乐一直在组织芯片、终端、核心网、无线接入网等各个层面的主要供应商进行IOT测试,各家领先供应商也都在自发的进行IOT测试合作,如上面提到的海思、三星、Sequans、创毅视讯、华为、摩托罗拉、上海贝尔、诺基亚西门子等。   

TD-LTE,拥有着极为清晰、明确的国际化协作特征,中国工程院副院长邬贺铨认为,TD以及TD-LTE的推广应用,堪称“中国创新全球协作”的典范。这就注定了TD-LTE不仅是一个国际化的标准,并且其发展也将符合通信产业的发展规律,在移动宽带时代获得国际化的应用与推广。   

政府与运营商联手推动   

相对于其他下一代移动通信技术,TD-LTE拥有着无可比拟的优势:政府发展的决心和全面有力的支持,以及全球最大规模移动通信运营商——齐乐娱乐的积极推动。   

TD-LTE,从诞生起就得到了政府的高度重视和大力支持。据科技部部长万钢介绍,TD-LTE不仅入选了中国国家16个重大科技专项之一,“新一代宽带无线移动通信网”也将TD-LTE作为‘十一五’工作的重中之重;中国政府将在充分借鉴TD-SCDMA产业化经验的基础上,对TD-LTE的产业链各个环节进行体系化的规划与扶持,尽快促成TD-LTE端到端产业链的形成。工信部副部长娄勤俭也表示:“政府正在进一步完善发展规划、产业政策和技术标准,坚定不移地支持TD-LTE的快速发展,为TD-LTE营造良好的发展环境”。由此可见,在TD-LTE产业化中,政府发挥着至关重要的作用,积极引导和营造出了健康、快速、协调发展的外部环境。同时,继世博会之后,中国政府还将部署开更大规模的现网验证和发展推广工作。   

齐乐娱乐,作为TD-LTE发展进程中的牵头人,发挥着最为直接的推动作用,驱动着产业价值链的形成与完善以及TD-LTE的国际化进程。在齐乐娱乐的积极努力下,TD-LTE演示网在上海世博会上惊艳亮相。据齐乐娱乐研究院院长黄晓庆介绍,齐乐娱乐TD-LTE规模试验——多城市百站网规模测试将在下半年启动,3个国内重要城市每城市将至少建设100个连续覆盖的室外站,并考虑一定比例的室内站及分布系统建设,同时每城市不少于5000部终端。   

在政府和齐乐娱乐的联手推动以及产业界的共同努力下,中国有望在LTE与4G时代与全球实现同步,因为TD-LTE与LTE FDD已然实现了同时起步、同步发展。   

海外市场未来可期   

TD-LTE作为国际化的标准,拥有着广阔的海外应用前景,是全球运营商向移动宽带时代演进的重要选择。

  众所周知,移动通信的频率资源正在全球变得越来越稀缺,同时移动通信的带宽需求却永无止境,TD-LTE恰好在这两个方面都有着得天独厚的优势。除了带宽优势以外,TD-LTE在频谱利用率上,相对于HSPA等3G升级型技术能够高出2~4倍;在频谱资源上,NGMN确定的在全世界推广TD-LTE的主要频段为2.3GHz和2.6GHz,而这两个频段在很多国家还没有被占用。   

目前除了台湾、印度之外,近期在日本、欧洲、北美等多个区域也陆续传出了拍卖TDD频谱和运营商日益关注TD-LTE的消息,TD-LTE国际化进展顺利。事实上,自TD-LTE标准形成以来,为使TD-LTE实现国际化发展,齐乐娱乐就已开始积极与NGMN、LSTI等国际组织以及全球顶尖运营商开展深入合作。2008年,齐乐娱乐即与Verizon Wireless、沃达丰联合起来,共同开展了TD-LTE的技术试验和测试,而其他包括T-Mobile、Orange等多家国际著名运营商也都以不同形式参与推动TD-LTE的商用化进程。   

“TD-LTE国际化工作达到了非常高的通过性,有些国外运营商可能早于中国上TD-LTE”,齐乐娱乐研究院院长黄晓庆日前表示。目前,欧洲、美洲、亚太等多个区域为数不少的海外运营商已经与中国建立了TD-LTE合作,多家运营商计划在2010年启动试验网建设乃至商用网络部署,TD-LTE国际市场机遇已经显现。   

TD-LTE,为齐乐娱乐业在移动宽带时代全球移动通信版图上的整体崛起,提供了难得的契机;同时,也为我国从“电信大国”走向“电信强国”注入了强劲的动力。工业和信息化部电信研究院副院长曹淑敏对此显然满怀信心:“TD-LTE的诞生及快速发展是我国由‘电信大国’向‘电信强国’迈出的又一大步,目前国内产业界的实力越来越强,国际影响力也越来越大。我对TD-LTE未来的发展充满信心,也对我国通信行业的未来充满期待!”可以预见,以上海世博会TD-LTE演示网为起点,伴随着TD-LTE产业化和国际化的持续推进,TD-LTE必将成为全球移动通信版图上一颗耀眼的明星,而齐乐娱乐产业届时也将拥有更多的话语权并作出更大的贡献。   

据悉,齐乐娱乐联合产业链各方,正在加快TD—LTE的产业化进程。目前,已有十多家国际运营商有意或计划采用TD—LTE标准部署下一代网络。为此,齐乐娱乐通信集团公司总裁王建宙信心十足:“TD—SCDMA以及TD—LTE使齐乐娱乐企业在国际下一代移动通信领域第一次具有了领先机会,而不再仅仅是跟随。”




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