北京邮电大学：TD-LTE直面挑战

3GPP2为CDMA2000系列标准制定的演进升级版本命名为UMB，是与3GPP的LTE平行的一个概念，很多系统需求和增强型的物理层技术都与LTE相同，比如都支持可升级至20MHz的带宽，都是以OFDMA技术为基础，并针对无线移动环境进行优化的移动无线宽带系统，也同样采用了AMC、HARQ以及MIMO技术以更有效地提高传输速率和接收性能。但相对于LTE来说，UMB也有其自身的特点，它是3G标准中CDMA2000的演进版本，因此在标准中继承了部分原来CDMA系统的技术。根据3GPP2公布的数据，UMB系统由于采用了64QAM调制方式和4×4MIMO以后，系统在20MHz带宽中前、反向物理链路上可以达到的峰值速率为288Mbps/75Mbps，并且对于实时性业务，如VoIP进行了优化，通过系统信令开销的降低，将VoIP容量扩大到4倍以上。但从其物理层上来说，UMB仍然采用的是FDD的双工方式，也必然存在如前述相对于TDD的"天然"的劣势。另外，虽然业界对UMB能提供的良好用户体验持乐观的态度，但是由于某种技术的发展前景也必将是其所处的市场环境、政府策略导向以及整条产业链的发展来决定的，所以笔者对UMB在国内的应用前景持谨慎态度。

　　相对于前述的FDD系统来说，对TD-LTE构成的最大挑战来自于WiMAX阵营。WiMAX的提出可以追溯到2004年，IEEE为了应对城域宽带无线接入的发展，于当年正式发布固定WiMAX802.16d标准，为城域范围内的固定宽带无线接入提出了一种解决方案，为了迎合全球通信产业发展移动化和宽带化结合的趋势，于2005年底推出了支持移动性的WiMAX802.16e，并于日前成为了国际3G标准中的一员，加入到3G标准在国际范围内的大博弈中。而其演进版本IEEE802.16m正在向全球征集技术提案，面向的就是ITU的4G标准方案，因此WiMAX成为了TD-LTE的又一个有力的竞争者。之所以说它相对于FDD系统来说更具有挑战性，是因为WiMAX所提交的标准方案也是采用TDD的模式，在频谱分配及设备方面具有非常多的相似性，而物理层方面也具有很多类似的技术，这无疑为我国自主知识产权的TD-SCDMA乃至演进系统的商业化道路上增加了变数。但是，笔者认为TD-LTE无论从技术层面还是市场层面相对于WiMAX都具有一定的优势，最突出的表现是国内已经积累了TD-SCDMA大规模组网的经验，已建立了芯片、终端、基站、核心网、配套软件、仪表等完整的产业链，而WiMAX尚没有成熟的产品推向市场，也就无现今大规模组网的可能性，并且WiMAX的标准在制定过程中，由于要兼顾各方面存在的诸多利益，故存在很多的候选项，虽然增加了灵活性，但这丧失了相关行业，特别是设备制造商的统一性，也会对日后组网设备的兼容性产生不可预期的影响。当然，由于两者都是采用TDD的双工方式，很多技术也都是可以互相借鉴和进步的，特别是在TD-LTE的后续演进中，也许能够达到一定程度的融合。

　　各种3G系统向IMT-Advanced可能的演进如图所示，为保持TD-SCDMA的可持续发展，并进一步扩大我国在未来4G系统中的自主知识产权，以信息产业部电信研究院、中国移动研究院、华为、中兴、大唐等企业和以清华大学、北京邮电大学等高校为核心，从2006年10月开始共同开展IMT-Advanced研究工作，并向ITU提交了我国自主的4G技术提案，一方面对TD-SCDMA特色核心技术进行扩展和增强，使之与MIMO、OFDMA主流技术更有效地结合，主要体现在更好的多址方式、对智能天线技术在MIMO下的扩展、针对新型多址方式的新型联合检测技术和TDD下的同步技术等；另一方面对在OFDMA+MIMO共性技术和现有标准基础上提出新型技术，进一步提高系统性能，主要体现在先进的调制技术、小区间干扰协调方案、有效的信道编码，甚至考虑中继和分布式天线等增强型技术。