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TD-LTE技术研发与产业化取得重大进展

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摘要:TD-LTE技术研发与产业化取得重大进展
TD-LTE作为我国主导的新一代宽带移动通信技术标准,自2008年底完成R8版本的标准化后,进入设备研发和试验阶段。两年来,几乎全部国内国际主流厂商均积极加入到TD-LTE研发和产业化工作中来,研发进展不断加快。国家“新一代宽带无线移动通信网”重大专项设立了LTE研发和产业化项目,全面布局TD-LTE产业链研发,对系统设备、终端芯片、测试仪表和试验验证等关键环节进行重点支持。

研发产业化统一组织

测试验证分阶段展开

工业和信息化部成立了TD-LTE工作组,统一组织TD-LTE研发、产业化和测试验证工作,研究技术发展方向,协调推进产业进程,制订试验方案和计划,组织实施试验验证,审查技术规范,评估技术总结,协调重大问题,推进国际化。

TD-LTE测试验证分为概念验证、技术试验和规模技术试验三个阶段。概念验证阶段已于2009年8月完成,在室内理想信道环境和外场1~2个基站简单环境下,验证了峰值速率、传输时延、覆盖和基本OFDM+MIMO传输。在此阶段测试结果表明,网络设备的硬件处理能力能够满足2×2天线TD-LTE系统的基本要求。

2009年9月,TD-LTE测试验证进入技术试验阶段。技术试验包括单系统、空中接口互操作、网络接口一致性和互操作、关键技术、组网性能等多项测试内容,按照先系统后终端、先实验室后外场等原则展开。TD-LTE工作组在工业和信息化部电信研究院MTNet实验室建立了TD-LTE公共测试验证平台,最多可以支持12个网络厂商测试。同时,在中国移动的大力支持下,TD-LTE工作组在北京的怀柔区和顺义区,分别建立了包含5个厂家、25个基站、75个小区的试验场。对于每个厂商,怀柔/顺义外场和MTNet实验室共享一套核心网。这个测试验证平台在TD-LTE的技术研发和产业化推进过程中发挥了作用。

2.3G设备研发基本完成

2.6G开始验证

2009年9月~2010年8月,2.3GHz的单系统、网络接口和外场关键技术测试已经基本完成。华为、中兴、大唐、上海贝尔、诺基亚-西门子、摩托罗拉、爱立信、普天、新邮通、烽火等10家网络厂商参加了2.3GHz的TD-LTE测试验证。本阶段测试验证了大部分网络厂商的2×2天线 2.3GHz TD-LTE基站设备,已经实现了空中接口和网络接口的绝大部分功能,满足2.3GHz射频指标和硬件要求,并具备了基本的操作维护能力。尤其是频选调度、开环和闭环MIMO、扁平网络架构下的传输和切换等LTE的特色技术功能都已实现。

在怀柔和顺义进行的2.3GHz外场关键技术测试,在9~15个小区条件下,对TD-LTE的OFDM、MIMO、扁平网络架构等关键技术进行了验证,部分设备实现的性能较好。但总体上看,TD-LTE网络设备商前期的研发重点还集中在功能的实现上,近期才逐渐转向性能的优化上来,因此MIMO的自适应和接收、多用户自适应调度等技术的算法和性能还有明显的优化空间。另外,在工业和信息化部电信研究院和中国移动等TD-LTE工作组核心单位的组织下,对TD-LTE同频组网、智能天线、自适应调度等关键技术进行了深入研究,引导增强技术的研发。

网络厂商对2.6GHz TD-LTE设备的研发也在紧锣密鼓地进行。2.6GHz系统相对2.3GHz系统的最大区别,在于将采用8通道智能天线技术。8通道TD-LTE设备可以在下行采用8×2单流波束赋形和双流波束赋形,在上行采用1×8分集接收,如果能够较好地实现,可以对TD-LTE系统的覆盖和系统容量有明显的提升,同时也是TD-LTE和LTE FDD未来共同的发展方向。但是,8通道智能天线系统对设备的硬件能力和软件算法都提出了更大的挑战。经过积极的研发,一部分网络厂商已经于2010年9月前实现了8通道TD-LTE基站,并经过MTNet实验室的初步测试,验证了8通道波束赋形功能和射频指标,目前正在进一步调试,准备性能测试。同时,产业界对在2.6GHz、2.3GHz和其他可能采用TD-LTE的频段上如何实现多频段组网和天线、射频、网络资源共享,也进行了很多研讨。

终端芯片研发

产业化进程加快

近一年来,TD-LTE终端芯片研发取得了很大进展,但仍滞后于网络设备的研发进度。TD-LTE芯片在硬件平台上和LTE FDD基本一致,可以通用,为TD-LTE/LTE FDD共芯片提供了良好的基础,因此除了传统的TD-SCDMA芯片厂商外,传统上以WCDMA、WiMAX为主的国际芯片公司和一些新兴的终端芯片厂商也已经加入TD-LTE终端芯片的研发。

部分领先的芯片厂商已经进入到ASIC芯片流片阶段,正在通过多次流片改进完善,固定硬件架构,充分验证芯片代码和软件平台,并向成熟的终端形态演进。一部分厂商已经完成第一次流片,并基于第一版芯片开发出了数据卡和CPE设备,参加了TD-LTE工作组在MTNet实验室组织的2.3GHz终端芯片测试和空口IoT测试,部分芯片已经能够支持TD-LTE的大部分基本功能,性能比较稳定。部分领先厂商即将完成第二次流片,支持2.6GHz,逐步支持波束赋形,并统一到数据卡这种主流终端形态上来。

从总体上看,整个TD-LTE芯片的研发仍然属于薄弱环节,后续研发压力依然巨大,产业仍面临挑战。部分厂商芯片的功能和性能还有较大差距,芯片的功耗是后续需要努力解决的问题,LTE/3G/2G多模芯片的实现方案还有待明确。自2010年下半年以来,基于扶优扶强、激励领先、加快推进的原则,加大了对TD-LTE终端芯片产业的支持和推动,研发进度进一步加快。

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