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

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

　　TD-LTE作為我國主導的新一代寬帶移動通信技術(shù)標準，自2008年底完成R8版本的標準化后，進入設(shè)備研發(fā)和試驗階段。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)進展不斷加快。 國家“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”重大專項設(shè)立了LTE研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目，全面布局TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)，對系統(tǒng)設(shè)備、終端芯片、測試儀表和試驗驗證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行重點支持。

　　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)化和測試驗證工作，研究技術(shù)發(fā)展方向，協(xié)調(diào)推進產(chǎn)業(yè)進程，制定試驗方案和計劃，組織實施試驗驗證，審查技術(shù)規(guī)范，評估技術(shù)總結(jié)，協(xié)調(diào)重大問題，推進國際化。

　　TD-LTE測試驗證分為概念驗證、技術(shù)試驗和規(guī)模技術(shù)試驗三個階段。

　　概念驗證階段已于2009年8月完成，在室內(nèi)理想信道環(huán)境和外場1-2個基站簡單環(huán)境下，驗證了峰值速率、傳輸時延、覆蓋和基本OFDM+MIMO傳輸。在此階段測試結(jié)果表明，網(wǎng)絡設(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測試驗證進入技術(shù)試驗階段。技術(shù)試驗包括單系統(tǒng)、空中接口互操作(IoT)、網(wǎng)絡接口一致性和互操作、關(guān)鍵技術(shù)、組網(wǎng)性能等多項測試內(nèi)容，按照先系統(tǒng)后終端、先實驗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實驗室建立了TD-LTE公共測試驗證平臺，最多可以支持12個網(wǎng)絡廠商測試。同時，在中國移動的大力支持下，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個廠家、25個基站(每個廠家擁有5個基站)、75個小區(qū)的試驗場。對于每個廠商，懷柔/順義外場和MTNet 實驗室共享一套核心網(wǎng)。這個測試驗證平臺對TD-LTE的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進過程中發(fā)揮了作用。

　　在TD-LTE設(shè)備和終端芯片達到一定成熟度后，將適時啟動TD-LTE規(guī)模技術(shù)試驗，在較大規(guī)模的實際網(wǎng)絡環(huán)境下，進一步完善和提高設(shè)備性能和成熟度，積累網(wǎng)絡建設(shè)、網(wǎng)絡規(guī)劃和優(yōu)化的經(jīng)驗，全面驗證大規(guī)模同頻組網(wǎng)性能，繼續(xù)強化完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系。

　　網(wǎng)絡設(shè)備研發(fā)：2.3GHz基本完成，2.6GHz開始驗證

　　2009年9月-2010年8月，2.3GHz的單系統(tǒng)、網(wǎng)絡接口和外場關(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)絡廠商參加了2.3GHz的TD-LTE測試驗證。本階段測試驗證了大部分網(wǎng)絡廠商的2×2天線 2.3GHz TD-LTE基站設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了空中接口和網(wǎng)絡接口的絕大部分功能，滿足2.3GHz射頻指標和硬件要求，并具備了基本的操作維護能力。尤其是頻選調(diào)度、開環(huán)和閉環(huán)MIMO、扁平網(wǎng)絡架構(gòu)下的傳輸和切換等LTE的特色技術(shù)功能都已實現(xiàn)。

　　在懷柔和順義進行的2.3GHz外場關(guān)鍵技術(shù)測試，在9-15個小區(qū)條件下，對TD-LTE的 OFDM、MIMO、扁平網(wǎng)絡架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)進行了驗證，部分設(shè)備實現(xiàn)的性能較好。但總體上看，TD-LTE網(wǎng)絡設(shè)備商前期的研發(fā)重點還集中在功能的實現(xiàn)上，近期才逐漸轉(zhuǎn)向性能的優(yōu)化上來，因此MIMO的自適應和接收、多用戶自適應調(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等TD-LTE工作組核心單位的組織下，對TD-LTE同頻組網(wǎng)、智能天線、自適應調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的研究，引導增強技術(shù)的研發(fā)。

　　同時，網(wǎng)絡廠商對2.6GHz TD-LTE設(shè)備的研發(fā)也在緊鑼密鼓的進行。2.6GHz系統(tǒng)相對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(后者預計2011年實現(xiàn))，在上行采用1*8分集接收，如果能夠較好地實現(xiàn)，可以對TD-LTE系統(tǒng)的覆蓋和系統(tǒng)容量有明顯的提升，同時也是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)絡廠商已經(jīng)于2010年9月前實現(xiàn)了8通道TD-LTE基站，并經(jīng)過MTNet實驗室的初步測試，初步驗證了8通道波束賦形功能和射頻指標，目前正在進一步調(diào)試，準備性能測試。同時，產(chǎn)業(yè)界對在2.6GHz、2.3GHz和其他可能采用TD-LTE的頻段上如何實現(xiàn)多頻段組網(wǎng)和天線、射頻、網(wǎng)絡資源共享，也進行了很多研討。

　　終端芯片研發(fā)：產(chǎn)業(yè)化進程加快，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)取得了很大進展，但仍滯后于網(wǎng)絡設(shè)備的研發(fā)進度。TD-LTE芯片在硬件平臺上和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)進入到ASIC芯片流片階段，正在通過多次流片改進完善，固定硬件架構(gòu)，充分驗證芯片代碼和軟件平臺，并向成熟的終端形態(tài)演進。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實驗室組織的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多模芯片的實現(xiàn)方案還有待明確。自2010年下半年來，基于扶優(yōu)扶強、激勵領(lǐng)先、加快推進的原則，加大了對TD-LTE終端芯片產(chǎn)業(yè)的支持和推動，研發(fā)進度進一步加快。

　　終端一致性測試是一項新興移動通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的另一個關(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)驗證，但在開發(fā)和驗證的進度上和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、有序推動一致性儀表驗證工作的開展積極開展實驗室一致性測試環(huán)境建設(shè)，提供更多的聯(lián)調(diào)測試機會，推動終端芯片和測試儀表/系統(tǒng)的成熟穩(wěn)定，加速推動國內(nèi)儀表廠家與終端芯片的聯(lián)調(diào)合作與驗證進展。

　　作者簡介：

　　沈嘉：2000年畢業(yè)于清華大學電子工程系，2004年畢業(yè)于英國約克大學電子學系，獲博士學位�，F(xiàn)任工業(yè)和信息化部電信研究院通信標準研究所無線與移動研究部主任工程師，長期從事LTE、IMT- Advanced、M2M等新一代寬帶無線移動通信技術(shù)研究、標準化和測試驗證工作，曾任工業(yè)和信息化部IMT-Advanced推進組技術(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。