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/B3G技术(IMT-Advanced)为代表的新的竞争态势已经形成了国际电信标准和技术势力的新格局。因此,对TD-SCDMA而言,其长期演进技术TD-LTE能否继续有创新、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。
图1 TD-SCDMA标准演进路线图
TD-LTE技术演进
自2004年11月启动LTE项目以来,3GPP以频繁的会议全力推进此项工作,从技术角度讲,3GPP长期演进技术路线仍然存在FDD和TDD之分,它们分别是由WCDMA和TD-SCDMA演进而来。
TD-SCDMA是我国提出的3G国际标准,具有独立的知识产权,其后续演进技
术TD-LTE同样有着举足轻重的作用,TD-LTE不仅可以成为TD-SCDMA发展和演进的保障,而且也为我国成功实施“新一代宽带无线移动通信网”国家重大专项奠定基础。TD-SCDMA向LTE的演进路线如图1所示,首先是在TD-SCDMA的基础上采用单载波的HSDPA技术,速率达到2.8Mbit/s,而后采用多载波的HSDPA,速率达到7.2Mbit/s,接着到HSPA+阶段,速率将超过10Mbit/s,并继续逐步提高它的上行接入能力,最后从HSPA+演进到TD-LTE。2007年11月,3GPP工作组会议通过TD-LTE融合技术提案,基于TD-SCDMA的帧结构统一了延续已有标准的两种TDD模式,并且在国际标准中,TD-LTE也尽量与LTEFDD合一。这些都为TD-LTE的发展打下了良好的基础。
LTE作为3G的下一代演进技术,具有100Mbit/s的数据下载能力。3GPP启动的LTE项目的主要性能目标包括:
1.通信速率的提高,下行峰值速率达到100Mbit/s、上行达到50Mbit/s。
2.提高了频谱效率,下行链路为5(bit/s)/Hz,(3-4倍于R6HSDPA),上行链路为2.5(bit/s)/Hz,(2~3倍于R6HSUPA)。
3.以分组域业务为主要目标,系统在整体架构上将基于分组交换。
4.QoS保证,通过系统设计和严格的QoS机制,保证实时业务(如VoIP)的服务质量。
5.系统部署灵活,能够支持1.4MHz~20MHz间的多种系统带宽,并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配,保证将来在系统部署上的灵活性。
6.降低无线网络时延,子帧长度为0.5ms和0.675ms,解决了向下兼容的问题并降低了网络时延,时延可达U-plan<5ms,C-plan<100ms。
7.在保持目前基站位置不变的情况下增加了小区边界比特速率。
8.强调向下兼容,支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。
概括来说,与3G相比,LTE更具技术优势,具体表现在高数据速率、低延迟、分组传送、广域覆盖和向下兼容等方面。
TD-LTE的技术特征与关键技术
1.TD-LTE的技术优势
TD-LTE在帧结构、物理层技术、无线资源配置等方面具有自己独特的技术特点(如图2),与LTEFDD相比,具有特有的优势。
(1)频谱配置
频段资源是无线通信中最宝贵的资源,随着移动通信的发展,多媒体业务对于频谱的需求日益增加。现有的通信系统GSM900和GSM1800均采用FDD双工方式,FDD双工方式占用了大量的频段资源。同时,一些零散频谱资源由于FDD不能使用而闲置,造成了频谱浪费。由于TD-LTE系统无需成对的频率,可以方便地配置在LTEFDD系统所不易使用的零散频段上,具有一定的频谱灵活性,能有效提高频谱利用率。
另外,中国已经为TDD划分了155MHz的频段,为TD-LTE的应用创造了条件。因此,在频段资源方面,TD-LTE系统比LTEFDD系统具有更大的优势。
(2)支持非对称业务
在第三代移动通信系统以及未来的移动通信系统中,除了提供语音业务之外,数据和多媒体业务将成为主要内容,且上网、文件传输和多媒体业务通常具有上下行不对称特性。TD-LTE系统在支持不对称业务方面具有一定的灵活性。根据TD-LTE帧结构的特点,TD-LTE系统可以根据业务类型灵活配置帧的上下行配比,如浏览网页、视频点播等业务,下行数据量明显大于上行数据量,系统可以根据业务量的分析,配置下行帧多于上行帧情况,如6DL:3UL、7DL:2UL、8DL:1UL、3DL:1UL等。而在提供传统的语音业务时,系统可以配置下行帧等于上行帧,如2DL:2UL。