TD-LTE技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化取得重大進(jìn)展

　　研發(fā)產(chǎn)業(yè)化統(tǒng)一組織，測試驗(yàn)證分階段展開

　　TD-LTE作為我國主導(dǎo)的新一代寬帶移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，自2008年底完成R8版本的標(biāo)準(zhǔn)化后，進(jìn)入設(shè)備研發(fā)和試驗(yàn)階段。2年以來，幾乎全部國內(nèi)國際主流廠商均積極加入到TD-LTE研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作中來，研發(fā)進(jìn)展不斷加快。 國家“新一代寬帶無線移動(dòng)通信網(wǎng)”重大專項(xiàng)設(shè)立了LTE研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，全面布局TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備、終端芯片、測試儀表和試驗(yàn)驗(yàn)證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)支持。

　　工業(yè)和信息化部成立了TD-LTE工作組，統(tǒng)一組織TD-LTE研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和測試驗(yàn)證工作，研究技術(shù)發(fā)展方向，協(xié)調(diào)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)程，制定試驗(yàn)方案和計(jì)劃，組織實(shí)施試驗(yàn)驗(yàn)證，審查技術(shù)規(guī)范，評(píng)估技術(shù)總結(jié)，協(xié)調(diào)重大問題，推進(jìn)國際化。

　　TD-LTE測試驗(yàn)證分為概念驗(yàn)證、技術(shù)試驗(yàn)和規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)三個(gè)階段。

　　概念驗(yàn)證階段已于2009年8月完成，在室內(nèi)理想信道環(huán)境和外場1-2個(gè)基站簡單環(huán)境下，驗(yàn)證了峰值速率、傳輸時(shí)延、覆蓋和基本OFDM+MIMO傳輸。在此階段測試結(jié)果表明，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件處理能力能夠滿足2×2天線TD-LTE系統(tǒng)的基本要求。

　　2009年9月，TD-LTE測試驗(yàn)證進(jìn)入技術(shù)試驗(yàn)階段。技術(shù)試驗(yàn)包括單系統(tǒng)、空中接口互操作(IoT)、網(wǎng)絡(luò)接口一致性和互操作、關(guān)鍵技術(shù)、組網(wǎng)性能等多項(xiàng)測試內(nèi)容，按照先系統(tǒng)后終端、先實(shí)驗(yàn)室后外場等原則展開。TD-LTE工作組在工業(yè)和信息化部電信研究院MTNet實(shí)驗(yàn)室建立了TD-LTE公共測試驗(yàn)證平臺(tái)，最多可以支持12個(gè)網(wǎng)絡(luò)廠商測試。同時(shí)，在中國移動(dòng)的大力支持下，TD-LTE工作組在北京的懷柔區(qū)和順義區(qū)分別建立了包含5個(gè)廠家、25個(gè)基站(每個(gè)廠家擁有5個(gè)基站)、75個(gè)小區(qū)的試驗(yàn)場。對(duì)于每個(gè)廠商，懷柔/順義外場和MTNet 實(shí)驗(yàn)室共享一套核心網(wǎng)。這個(gè)測試驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)TD-LTE的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)過程中發(fā)揮了作用。

　　在TD-LTE設(shè)備和終端芯片達(dá)到一定成熟度后，將適時(shí)啟動(dòng)TD-LTE規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)，在較大規(guī)模的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，進(jìn)一步完善和提高設(shè)備性能和成熟度，積累網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)，全面驗(yàn)證大規(guī)模同頻組網(wǎng)性能，繼續(xù)強(qiáng)化完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系。

　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研發(fā)：2.3GHz基本完成，2.6GHz開始驗(yàn)證

　　2009年9月-2010年8月，2.3GHz的單系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口和外場關(guān)鍵技術(shù)測試已經(jīng)基本完成。華為、中興、大唐、上海貝爾、諾基亞-西門子、摩托羅拉、愛立信、普天、新郵通、烽火10家網(wǎng)絡(luò)廠商參加了2.3GHz的TD-LTE測試驗(yàn)證。本階段測試驗(yàn)證了大部分網(wǎng)絡(luò)廠商的2×2天線 2.3GHz TD-LTE基站設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了空中接口和網(wǎng)絡(luò)接口的絕大部分功能，滿足2.3GHz射頻指標(biāo)和硬件要求，并具備了基本的操作維護(hù)能力。尤其是頻選調(diào)度、開環(huán)和閉環(huán)MIMO、扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的傳輸和切換等LTE的特色技術(shù)功能都已實(shí)現(xiàn)。

　　在懷柔和順義進(jìn)行的2.3GHz外場關(guān)鍵技術(shù)測試，在9-15個(gè)小區(qū)條件下，對(duì)TD-LTE的 OFDM、MIMO、扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，部分設(shè)備實(shí)現(xiàn)的性能較好。但總體上看，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商前期的研發(fā)重點(diǎn)還集中在功能的實(shí)現(xiàn)上，近期才逐漸轉(zhuǎn)向性能的優(yōu)化上來，因此MIMO的自適應(yīng)和接收、多用戶自適應(yīng)調(diào)度等技術(shù)的算法和性能還有明顯的優(yōu)化空間。另外，在工業(yè)和信息化部電信研究院和中國移動(dòng)等TD-LTE工作組核心單位的組織下，對(duì)TD-LTE同頻組網(wǎng)、智能天線、自適應(yīng)調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，引導(dǎo)增強(qiáng)技術(shù)的研發(fā)。

　　同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)廠商對(duì)2.6GHz TD-LTE設(shè)備的研發(fā)也在緊鑼密鼓的進(jìn)行。2.6GHz系統(tǒng)相對(duì)2.3GHz系統(tǒng)的最大區(qū)別在于將采用8通道智能天線技術(shù)。8通道TD-LTE設(shè)備可以在下行采用8*2單流波束賦形和雙流波束賦形(后者預(yù)計(jì)2011年實(shí)現(xiàn))，在上行采用1*8分集接收，如果能夠較好地實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)TD-LTE系統(tǒng)的覆蓋和系統(tǒng)容量有明顯的提升，同時(shí)也是TD-LTE和LTE FDD未來共同的發(fā)展方向。但是，8通道智能天線系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的硬件能力(包括基帶和射頻)和軟件算法(包括波束賦形和分集接收)都提出了更大的挑戰(zhàn)。經(jīng)過積極的研發(fā)，一部分網(wǎng)絡(luò)廠商已經(jīng)于2010年9月前實(shí)現(xiàn)了8通道TD-LTE基站，并經(jīng)過MTNet實(shí)驗(yàn)室的初步測試，初步驗(yàn)證了8通道波束賦形功能和射頻指標(biāo)，目前正在進(jìn)一步調(diào)試，準(zhǔn)備性能測試。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)界對(duì)在2.6GHz、2.3GHz和其他可能采用TD-LTE的頻段上如何實(shí)現(xiàn)多頻段組網(wǎng)和天線、射頻、網(wǎng)絡(luò)資源共享，也進(jìn)行了很多研討。

　　終端芯片研發(fā)：產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快，壓力挑戰(zhàn)仍大

　　TD-LTE終端芯片的研發(fā)是TD-LTE產(chǎn)業(yè)化成熟的關(guān)鍵一環(huán)。近一年來，TD-LTE終端芯片研發(fā)取得了很大進(jìn)展，但仍滯后于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的研發(fā)進(jìn)度。TD-LTE芯片在硬件平臺(tái)上和LTE FDD基本一致，可以通用，為TD-LTE/LTE FDD共芯片提供了良好的基礎(chǔ)，因此除了傳統(tǒng)的TD-SCDMA芯片廠商外，傳統(tǒng)上以WCDMA、WiMAX為主的國際芯片公司和一些新興的終端芯片廠商也已經(jīng)加入TD-LTE終端芯片的研發(fā)。

　　部分領(lǐng)先的芯片廠商已經(jīng)進(jìn)入到ASIC芯片流片階段，正在通過多次流片改進(jìn)完善，固定硬件架構(gòu)，充分驗(yàn)證芯片代碼和軟件平臺(tái)，并向成熟的終端形態(tài)演進(jìn)。一部分廠商已經(jīng)完成第一次流片，并基于第一版芯片開發(fā)出了數(shù)據(jù)卡和CPE設(shè)備，參加了TD-LTE工作組在 MTNet實(shí)驗(yàn)室組織的2.3GHz終端芯片測試和空口IoT測試，部分芯片已經(jīng)能夠支持TD-LTE的大部分基本功能，性能比較穩(wěn)定。部分領(lǐng)先廠商即將完成第二次流片，支持2.6GHz，逐步支持波束賦形，并統(tǒng)一到數(shù)據(jù)卡這種主流終端形態(tài)上來。

　　但是從總體上看，整個(gè)TD-LTE芯片的研發(fā)仍然處于薄弱環(huán)節(jié)，后續(xù)研發(fā)壓力依然巨大，產(chǎn)業(yè)仍面臨挑戰(zhàn)。部分廠商的芯片的功能和性能還有較大差距，芯片的功耗是后續(xù)需要努力解決的問題，LTE/3G/2G多模芯片的實(shí)現(xiàn)方案還有待明確。自2010年下半年來，基于扶優(yōu)扶強(qiáng)、激勵(lì)領(lǐng)先、加快推進(jìn)的原則，加大了對(duì)TD-LTE終端芯片產(chǎn)業(yè)的支持和推動(dòng)，研發(fā)進(jìn)度進(jìn)一步加快。

　　終端一致性測試是一項(xiàng)新興移動(dòng)通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，TD-LTE終端一致性測試儀表開發(fā)呈現(xiàn)國際、國內(nèi)儀表廠商廣泛參與的局面，國內(nèi)外儀表廠家持續(xù)投入與終端芯片的聯(lián)調(diào)驗(yàn)證，但在開發(fā)和驗(yàn)證的進(jìn)度上和LTE FDD還有明顯差距。目前TD-LTE工作組正在集中業(yè)界資源，多方、有序推動(dòng)一致性儀表驗(yàn)證工作的開展積極開展實(shí)驗(yàn)室一致性測試環(huán)境建設(shè)，提供更多的聯(lián)調(diào)測試機(jī)會(huì)，推動(dòng)終端芯片和測試儀表/系統(tǒng)的成熟穩(wěn)定，加速推動(dòng)國內(nèi)儀表廠家與終端芯片的聯(lián)調(diào)合作與驗(yàn)證進(jìn)展。

　　作者簡介：

　　沈嘉：2000年畢業(yè)于清華大學(xué)電子工程系，2004年畢業(yè)于英國約克大學(xué)電子學(xué)系，獲博士學(xué)位。現(xiàn)任工業(yè)和信息化部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所無線與移動(dòng)研究部主任工程師，長期從事LTE、IMT- Advanced、M2M等新一代寬帶無線移動(dòng)通信技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)化和測試驗(yàn)證工作，曾任工業(yè)和信息化部IMT-Advanced推進(jìn)組技術(shù)組副組長，現(xiàn)任工業(yè)和信息化部TD-LTE工作組測試/規(guī)范組組長。