大唐移动与TD,大唐移动推演TD

C114讯 与TD-SCDMA不同,LTE自诞生之日就备受关注。从大唐移动独立向3GPP提交两套基于TDD模式的LTE解决方案开始,先后经历了TDD帧结构的融合、波束赋形以及TDD特性的优化、双流波束赋形的推动、NGMN评估、ITU IMT-Advanced方案的提交、3GPP TD-LTE-Advanced的标准确立等多个阶段,每一个阶段都充满了挑战。

大唐移动专注于TD-SCDMA的技术、标准和产业化工作,对TD-SCDMA的技术发展与标准演进始终坚持持续不断的重点投入,在相关领域具有深厚的积累并取得了丰富的成果。LTE是3GPP标准演进的一个版本,在未来技术演进中具有重要的意义。

不过,挑战也激发了大唐移动人的斗志。经过了将近6年的风风雨雨,终于确定了TD-LTE标准的国际化地位,确立了TD-SCDMA的后续发展方向,也推动TD-LTE-Advanced成为了IMT-Advanced的候选技术之一。

一、TD-SCDMA的技术演进路线

两套方案,应对3GPP长期演进

从TD-SCDMA技术发展和与标准演进的路径来看,我们可以大致分为两个大的阶段。第一阶段TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型标准,是基于CDMA技术;第二阶段的LTE和即将开始制定的4G标准,是基于OFDM技术。

LTE概念最早提出,是在3GPP 2004年11月在加拿大多伦多召开的3GPP Long Term Evolution Work Shop上首次提出的,在这次会议上,首次提出了对3GPP UTRA未来演进的需求,包括空中接口和网络架构。在3GPP 2004年12月8日-10日在希腊雅典召开的RAN#26全会上,正式决定将3GPP UTRA的长期演进(Long Term Evolution)作为一个Study Item进行研究,可以评估新的无线空中接口和网络架构。3GPP对LTE概念的提出,启动了3GPP历史上最大的一个研究课题,吸引了前所未有的最多成员单位的参与,而大唐移动,在这里面从一开始就扮演了重要的角色。并在五年多的标准化路途上,对TD-LTE,TD-LTE-Advanced的整体技术的提出和完善起到了至关重要的作用。

TD-SCDMA技术与标准的第一个大的阶段又可以分为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,取得明显的性能提升,来满足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。

随后,在2005年4月在北京召开的RAN1#40Bis会议上,3GPP各个公司第一次可以提交各自对LTE上行下行框架方案的文稿,大唐移动在TD-SCDMA标准还有许多需要研究和完善的情况下,基于前期的研究积累,在这次会议上提出了自己对LTE的认识和理解,与各公司分别第一次提交的LTE技术文稿一起做了澄清性的讨论。随后,并在6月份的LTE AdHoc会议上提出了物理层基于多载波TD-SCDMA和TDD OFDM的两套空中接口解决方案,这两套解决方案的提出也引起了会议各公司代表的极大关注和兴趣,在当时的会场上讨论就引发了许多的讨论。有的代表就关心为什么一家公司要提两套方案呢,那么它本身更倾向那个方案呢?而实际上,两个方案都是基于TDD技术的演进,一个更多的考虑和原系统的兼容性和共存,一个更多的是全新的物理层结构设计,一定程度上考虑和原系统的共存并最大程度上优化系统的性能。经过数轮的相互澄清和激烈辩论,大唐移动提出的两套解决方案和其他四个解决方案一起被列入到LTE SI的技术报告TR25.814中作为候选方案。列为候选方案,只是万里长征走的第一步,只是说明在第一步没有被各列强所扼杀。

TD-SCDMA标准第二个大的阶段包括正在制定的LTE标准和即将开始制定的4G标准两个阶段。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等原有技术优势和特点,在性能上获得较大提升的同时,还尽量保证了TD-SCDMA及TD-SCDMA增强网络向TD-LTE网络的平滑演进。TD-LTE网络在初期将主要用于热点覆盖提供数据增强服务,随着基于OFDM技术的蜂窝移动系统与技术的不断发展和完善,TD-LTE会发展演进到4G TDD的标准,提供下一代的宽带移动通信技术和服务。

在提出了框架方案后,还需要对方案各方面进行细致的细化和评估,大唐对传输方案,多天线设计,导频设计等各方面进行了详细的论证和评估,在这个过程中,无论是后方研究仿真的支持人员,还是前方的标准化同事,在公司和系标部领导的支持领导下,克服了重重困难,顶住了来自各方面的巨大压力,将方案认真论证和细化,保证我们提出技术方案的领先性和可靠性。

因此,TD-SCDMA演进路线可以归纳为:TD-SCDMA基本版本→TD-SCDMA增强版本(HSPA/HSPA+/MBMS)→TD-SCDMA长期演进版本→TD-SCDMA的4G版本。

作为LTE SI阶段最重要的方案讨论,首先需要确定下来多址接入方案,才能进一步探讨物理层整体方案。经过多方的讨论评估,在多个方案中进行融合,最终在2006年11月的而韩国会议上确定了采用下行OFDM上行单载波FDMA的多址接入方案。至此,大唐所提出的基于TD-SCDMA帧结构的TDD OFDM的解决方案作为了传输方案的TDD方式被会议正式接受。两年来的坚持和努力终于收到应有的回报。

二、TD-LTE标准进展

帧结构优化,二分天下

LTE是3GPP为了未来10年保证3GPP系列技术的生命力,抵御来自非3GPP阵营技术的竞争而启动的最大规模的标准研究项目。TD-LTE是LTE中的TDD模式,也是TD-SCDMA标准的长期演进。2004年底开始启动,3GPP定义LTE/SAE为3GPP技术接入网/核心网的演进;2005年6月完成LTE需求的讨论;2006年9月完成LTE Study Item阶段的研究工作,确定基本技术框架(OFDM/SC-FDMA),进入Work Item阶段。

帧结构确定了物理层信号的基本传输结构,对各信道的传输方案设计与整体性能优化具有决定性的影响。对于TDD系统而言,如何即保持良好的一致性以利用产品的规模化又突出TDD性能优势是其中设计的关键。正因为帧结构的重要性,从LTE标准化工作开始,相关的研究与提案就开始涉及并进行了反复的讨论,经过较长的时间才最终确定。

目前,3GPP RAN各工作组正在持续加紧进行规范的修订、完善工作,TD-LTE的标准化工作取得实质性进展,核心规范的制定工作进展与FDD的标准化工作同步进行;计划2009年初冻结Release 8空口ASN.1。

在LTE标准上,各大公司以支持FDD为主,对于TDD标准相对不够重视;对于关注TDD的公司,又因为存在2种不同实现方式,而研究力量过于分散。大唐移动经过长期的研究与思考,也与众运营商、设备商进行充分沟通,期望通过大家合力做大做强TDD系统技术。在RAN#37会议上,中国移动、沃达丰等运营商牵头,通过文稿RP-070751,建议对LTE的帧结构进行优化,主要目标是将2种TDD帧结构优化为1种。会议之后,在大唐移动、中国移动、电信研究院以及关注TDD标准的其他公司的一起努力下,确定了基于type2帧结构进行优化的基调,其目的是提高TDD性能,并增加与FDD系统的一致性,以利用双模系统的实现。最后,在RAN1#51上,通过文稿R1-075020,如图1的帧结构获得通过。

3GPP LTE已经在Release 8中36系列规范中发布,Rel 8包含了LTE的绝大部分特性;3GPP将继续在Release 9版本中完善和增强LTE系统,但不会做大规模的工作,少量在Rel 8中未能支持的特性可能会在Rel 9中经过讨论而支持;LTE-Adv将作为Release 10的主要内容。

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三、大唐移动与TD-LTE

大唐移动在2005年5月正式开始LTE技术的研究,并直接参与3GPP LTE的标准化工作;大唐移动全面跟进LTE标准化的各个阶段:需求讨论,Study Item阶段,Work Item Stage 2阶段,Work Item Stage 3阶段以及标准维护阶段,主要工作集中在TDD领域:

大唐在2005年6月的3GPP工作组会议上提交了针对TD-SCDMA后续演进的技术提案,经过大量的沟通交流和技术讨论,经过国内各方的努力,2005年11月,与TD-SCDMA系统兼容的帧结构被3GPP接受,作为TD-LTE系统的帧结构之一(Frame Structure Type2),奠定了TD-SCDMA后续演进技术标准的基础。

2007年05月,波束赋形技术正式被3GPP接受做为TD-LTE的特性,开始进行专用导频的研究;后续该技术特性也被LTE FDD所接受。

2007年11月在3GPP工作组会议上通过了TD-LTE融合的技术提案,基于TD-SCDMA的帧结构统一了延续已有标准的两种TDD(TD-SCDMA即LCR,HCR)模式;同时,对TD-LTE的进一步优化领域的提案也被会议所接受。融和后的TD-LTE的方案已被正式写入3GPP的标准中,并被在2007年11月底至12月初的RAN全会所通过。

这次帧结构的融合,吸收重要厂商参与到TDD的标准化进程中,使TDD本身的特性得到了重视,从而使TDD的后续演进标准能够保证正常的时间进程和标准的完善程度,并且完成一个性能优良/应用广泛的主流TDD标准。这次帧结构的融合确立了TD-SCDMA后续演进的路线,也确立了TD-LTE作为未来主流标准的地位。同时,帧结构的融合也为TD-SCDMA现有技术和产业的发展提供了强有力的支持,将更好地促进现有TD-SCDMA产业做大做强。

大唐对TD-LTE及4G技术做了长期的技术投入和积累,在TD-LTE的标准化工作中起到了积极的主导作用。在技术研究与标准化推进的同时,大唐也在早期就启动了相应的系统设计和实现技术方面的工作。目前已经对TD-LTE的系统实现解决方案和关键技术进行了大量的测试和验证,2007年10月,打通eNB和NBT的第一个空口电话,并验证了理论峰值速率,2008年,TD-LTE产品与现有TD-SCDMA产品共平台。在TD-LTE后续的开发中,大唐移动将按照NGMN (Next Generation Mobile Network)给定的时间表提供测试和商用的设备和产品。

TD-LTE作为TD-SCDMA的后续演进标准,受到了政府/科研机构/企业/学校等多方面的关注,得益于国内多方面的贡献与合作。RITT(信息产业部电信研究院通信标准研究所)做了大量的组织、协调和沟通工作;大唐凭借多年的投入/积累和经验,做了大量实质性的工作;中国移动发挥了运营商在标准组织中的引导作用,中兴和华为等企业都积极地贡献了自己的力量。随着标准化工作的进展,也有更多的国际公司关注并投入TD-LTE的标准化和研究中。

现在,TD-LTE标准化工作得到了国内外主要运营商、系统设备商和终端、芯片等厂商的广泛参与和支持,标准化工作按照预定的进度进行。作为一个国际标准,TD-SCDMA及其发展和演进受到越来越多的国际重要公司的重视,并且积极的参与。这也说明了TD-SCDMA技术与标准本身所具有的优势和生命力,我们也希望通过合作来进一步推动TD-SCDMA走向国际化。 图片 2

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