发展5G的分析与建议

全可靠的网络通信和服务平台，并能够保护用户隐私，同时支持国家和社会维护网络空间秩序。在传统接入安全、传输安全的基础上，5G需要实现网络空间与现实空间的有效映射，提供满足不同应用场景的多级别安全保证，网络实体自身具备安全免疫能力，构建安全可信的网络空间。

大唐电信发布的5G网络安全白皮书分析了未来5G移动宽带系统的一些典型应用场景，站在用户、网络和服务平台提供者、社会和政府的不同角度分析了5G的安全需求；提出了5G网络安全的3个核心要素：身份可信、网络可信和实体可信，并对主要的安全技术方向进行了研讨。

5   TDD在5G中的优势和角色

从5G自身特点来看，TDD相比FDD更有优势。主要原因如下:

· TDD可以利用上行信道以及下行信道的互易性、低复杂度和低成本获取复杂无线环境下的信道信息，更好地支持大规模多天线、超密集组网等应用。

· 5G系统在频谱上需要更大的带宽，并向更高频段拓展，比如6 GHz及以上，TDD使用非成对的单一频谱，更容易获得大带宽的新频段或空闲频段。因此，TDD更易于实现高频段通信、灵活频谱共享等应用。

· TDD更易于实时且灵活地调整上行以及下行带宽的比例配置，更好地匹配大量下载或上传的业务突发情况，提升系统效率。

可以预期，面向5G，TDD制式将获得全球移动通信业界更多的关注、研究以及商用。下面介绍TD-LTE向5G演进的TDD+技术及5G中TDD优势技术。

5.1   TDD+：向5G演进的TDD系列增强技术

3GPP在2016年初启动5G研究，计划将R14和R15当作5G的基础版本，R16作为5G的正式版本。关于5G，参与3GPP的各公司的共识是"5G=LTE演进+新空口"，其中，LTE演进主要在低频段，新空口同时包括低频段和高频段。

考虑到5G商用还有5年，为了实现TD-LTE网络在满足5G商用之前的更多需求（如提升容量和连接数、降低时延等），TD-LTE全球联盟（GTI）提出了TDD+的概念，系列TDD增强技术包括：TDD-FDD载波聚合、动态TDD、全维度 MIMO、三维（3D）波束成形、LTE-Hi和机器类通信（machine type commuication，MTC），GTI将TDD+看成是TD-LTE向5G平滑演进的桥梁。与此相关的5G中TDD优势技术包括大规模多天线、超密集组网、高频段通信、灵活频谱共享和低时延高可靠等，如图1所示。

5.2   5G中TDD优势技术

（1）基于TDD的大规模多天线

大规模多天线应用的一个重要假设是信道具备互易性。否则，要依靠信道测量与反馈的开销将非常巨大，系统设计和实现都变得异常复杂。

FDD系统的频点间相差较远，在实际中，由于频率选择性问题，可能在一个频点上某个方向能量强一些，而在另一个频点上可能是另一个方向能量强。因此，FDD的信道互易性较差。在FDD系统中，基站侧需要针对每个天线发送导频信息，终端侧需要对下行信道测量合成后反馈给基站。因此，FDD需要信道估计和反馈的导频开销将随着天线数的增多而增大。基站上百根天线的导频设计需要耗费大量的时频资源，因此，实际应用中采用基于导频的信道估计方式是不可取的。

TDD有天然的优势，由于在相同的频点发送和接收，只是时间上有区分。在实际中，认为信道是互易的。这样，TDD系统就可以利用信道互易性进行信道估计，不需要额外的开销进行信道估计，只需要终端侧发送导频信息，即开销与天线数量无关。

（2）基于TDD的超密集组网

UDN主要解决热点区域的成百倍系统容量的提升问题，通过高频段实现短距离的高速率通信。超密集组网更适合TDD系统，主要体现在TDD模式的上行和下行灵活配置，更易于满足超密集组网对应的上下行业务不对称需求；TDD模式更易于小蜂窝覆盖和灵活组网；在高频段要获得成对的大带宽频段相对困难，高频段更适合TDD模式的应用。

（3）基于TDD的设备直通和车联网

D2D是指两个对等设备间直接进行通信的方式。传统的蜂窝用户设备（终端）只需在上行具备发送能力及在下行具备接收能力，而D2D要求终端能在上下行的资源上同时具备发送和接收的能力，所以对于终端的能力和复杂度有很大的影响。

对于FDD系统来说，接收D2D信息的终端必须具备在上行频段接收、解调信号的能力，终端的射频和基带都要升级。而对于TDD系统而言，因为上、下行使用相同的频段，接收D2D的终端必须具备在上行时隙接收、解调信号的能力，终端的基带要升级，但射频不需要改动，硬件改动较校因此，相对于FDD系统，D2D在TDD系统中的应用更有优势。车联网中的主要业务类型是终端之间的广播业务，在终端构成网络的拓扑结构为无