发布于：2009/3/11 16:04:37 | 1934 次阅读
当前，在中国移动、中国电信和中国联通的积极推动下，TD-SCDMA、cdma2000、WCDMA等3G网络正在全国各地进行广泛部署，而作为呼声甚高的后3G标准，LTE标准已接近完成，LTE-Advanced标准化工作也在紧锣密鼓地展开。那么，LTE标准化工作目前进展到了什么阶段？其难点在何处？在哪些方面做出了提升和完善？TD-LTE和FDDLTE两种标准的进展如何？对此，记者日前与工业和信息化部IMT- Advanced推进组技术工作组副组长、工业和信息化部电信研究院通信标准研究所工程师沈嘉进行了座谈。
LTERel.8标准制定完成
LTE-Advanced进入准备阶段
当前，LTERelease8大部分标准(包括基本技术、功能、特性等)的制定基本已经完成，但是一些测试标准(主要是RAN5制定的终端测试标准)尚需延迟到9月完成。另外，LTE标准后续版本的不断完善和增强是一个漫长的过程，正如WCDMA的R99版本很早就被推出，但是其后续R4、 R5、R6、R7版本却一直在不断地完善和演进，这是一个长期的过程。
沈嘉表示，随着Release8版本技术标准制定的基本完成，其标准制定的难点和技术挑战都已经被一一克服。现在的挑战和难点在于，如何将 LTE标准从技术层面向产业化层面成功转化，使新的产品能够融合新的标准、实现各种新的技术、通过新体系的测试，并进一步保证投入新体系的运营。
沈嘉表示，标准的制定与产业部署遵循“部署一代、研发一代、准备一代”的规律与准则，当前3G进入到部署阶段，LTE进入到研发阶段，LTE- Advanced进入准备周期。另外，ITU也有相关要求，对LTE标准的制定与成型提出了时间表；对于3GPP等各个标准化组织来说，他们必须按照此时间表开展工作，按时推出IMT-Advanced标准。
每一种新标准的提出，都分为两种模式：是对原来标准的继承、发展之后进一步做出改进和完善，还是对原有标准革命性、颠覆性地进行创新。而LTE 相对于WCDMA、TD-SCDMA等3G技术而言，其革命性和颠覆性更强，尤其是在物理层做出了极大的创新。而LTE-Advanced对LTE的增强相对来讲，继承性则较强，它保留了LTE的，在此基础上进行了许多外围扩展，比如增加带宽、空间维度上的进一步增强等。目前3GPPRAN1的工作重点已经逐渐转向LTE-Advanced，RAN其他各工作组也将逐渐增加在LTE-Advanced方面的投入。
LTE-Advanced的下一个阶段的标准俗称5G，目前还没有相关工作开展。当前，LTE和IMT-Advanced标准制定的工作之所以能够展开，主要是由于WRC07(2007年世界无线大会)为IMT-Advanced分定了新的频谱。WRC每4年召开，因此到WRC11时5G标准的雏形方可能出现。
LTE-Advanced在4方面做出增强与提升
LTE-Advanced是3GPP为了满足ITUIMT-Advanced(4G)的要求而推出的标准。3GPP认为，LTE本身可以作为满足IMT-Advanced需求的技术基础和，只是纯粹从指标上来讲，LTE较IMT-Advanced的要求还有一定差距。因此当将LTE升级到 4G时，我们并不需要改变LTE标准的，而只需在LTE基础上进行扩充、增强、完善，就可以满足IMT-Advanced的要求，LTE- Advanced正是基于此原因而被提出。
沈嘉介绍说，LTE-Advanced主要在以下4个方面做出了新的提升和增强。
首先是通过对频域进行扩充，进一步提高带宽。因为IMT-Advanced峰值速率的指标要求更高，而LTE的带宽是20MHz，还不足以达到IMT-Advanced的要求，所以需要扩充到更高带宽，比如40MHz、60MHz，甚至更高。提高带宽和峰值速率的方法之一是对频域进行扩充，即把几个基于20MHz的LTE设计捆绑在一起，通过“频谱聚合”的方式进行带宽增强。
提高峰值速率的第二种方法是：通过增加天线数量以提高峰值频谱效率，即利用空间维度进行扩充。目前这方面最直接的方法是在基站站点上增加天线 ——即采用更高阶的MIMO技术，在LTE阶段可以做到在基站侧设置4个天线，终端侧设置4个接收天线和1个发射天线，这样只能做到下行4发4收、上行1 发4收；为了进一步提高峰值频谱效率，基站侧将增加到8个天线、终端侧增加到8个接收天线和4个发射天线，这样就可以做到下行8发8收、上行4发8收。考虑到基站和终端的空间有限、施工难度和终端成本因素，再增加天线变得不太现实，因此下行8×8、上行4×8的设计已经是一个极端配置了。
除了以上方法，对空域的扩充还有其它的两个方法，是以前所没有采用的——种是多点协同，即CoMP技术；第二种是Relay(无线中继)技术。这两种技术尽管也是进一步利用空间的维度进行扩充，但是其设计思路更加开阔，不仅仅是在原有站点上加天线，而是增加一些新的站点。集中在单个站点增加天线可以看作一种集中式的多天线技术，而通过增加新站点增加天线的方法则是一种分布式多天线技术。
Relay和CoMP技术推动新标准革命式创新
作为LTE-Advanced对空域扩充的两种技术，Relay和CoMP技术对LTE标准做出了很大的创新。
Relay技术是在原有站点的基础上，通过增加一些新的Relay站(或称中继节点)，加大站点和天线的分布密度。这些新增relay节点和原有基站(母基站)都通过无线连接，和传输网络之间没有有线的连接，下行数据先到达母基站，然后再传给中继节点，中继节点再传输至终端用户，上行则反之。这种方法拉近了天线和终端用户的距离，可以改善终端的链路质量，从而提高系统的频谱效率和用户数据率。
沈嘉介绍说，Relay技术跟传统的直放站接力不同，传统的直放站完全是在接到母基站的射频信号后，在射频上直接转发，因此它的作用只是放大器而已。这种放大器在一些场景是有一定的作用的，但是它的作用仅限于增加覆盖，并不能提高容量。当直放站放入母基站和终端之间，它并不能利用其跟用户之间更近的距离，进一步优化信号的传输格式和资源分配，提高传输效率。比如母基站直接向终端传输时会选择一个调制编码阶数，而经过中继站转发时，由于链路条件的改善，有机会设置一个更高的调制编码阶数，获得更好的传输速率。而直放站只支持简单的转发功能，无法实现传输设置的优化。
另外，即便是为增加覆盖而用，使用直放站也会造成很多问题，比如它会带来更多的干扰源。这个干扰如果控制得好，它便能增加覆盖；但是如果控制不好干扰，用户体验可能不升反降。
沈嘉提到，目前考虑的Relay站有3种类型：层三Relay、层二Relay和层一Relay。层三Relay就是一个无线回传的基站；层一 Relay就是一个增强的直放站；层二Relay介于层三Relay和层一Relay之间，比无线回传的基站简单、价格和成本低廉，但是比直放站复杂。从协议功能上讲，层二中继节点有一定的资源分配功能，但没有完整的层三资源管理功能；无线回传基站是层三的中继节点，即包含了完整的三层协议；而增强直放站是层一的中继节点，因为它只有物理层的转发功能。
沈嘉表示，以上三种究竟采用哪种还存在一定的争议，层一的和层三的相对来讲争议小一些，争议较大的是第二种，即要不要做这样一种中间类型。要做层一和层三的基站，基于原来的LTE设计改动较小；但是要做层二的，删掉哪些功能、保留哪些功能，新类型的站点需要确定一套新的配置集、参数集和减化的协议架构，在标准化方面需要做的工作要多一些。
协同多点(CoMP)跟传统的分布式天线技术类似，但分布式天线的设计是基于具体实际工程形态而言，而不是技术层面的概念。CoMP是从技术角度进行定义，它是利用光纤连接的天线站点协同在一起为用户服务，相邻的几个天线站或节点同时为一个用户服务，从而提高用户的数据率。
CoMP尤其可以提高小区边缘的性能。目前传统网络拓扑结构的主要问题是：基站的交界部存在干扰和覆盖质量下降的问题，导致终端在切换区的性能较差。但是CoMP可以使几个小区同时对小区结合部进行覆盖，这样就可以提高小区边缘的通信质量。CoMP与Relay技术的区别在于，分布式节点不是利用无线的方式、而是通过光纤与网络进行有线连接。
TD-LTE和FDDLTE同步发展
谈起当前TD-LTE和FDDLTE并列发展的格局，沈嘉并不赞同TD-LTE和FDDLTE是两个阵营这一说法；他认为二者是LTE支持的两种模式，分别用于对称频谱和不对称频谱，它们之间并不存在对立的关系。“运营商关注的是怎样有效利用其频谱，如果得到的是成对频谱 (pairedspectrum)，那么就适合部署FDD LTE；如果得到的是非成对频谱(unpaired spectrum)，那么就适合部署TD-LTE。”
沈嘉表示，这两个技术共用了很多技术，只不过在具体的资源调度、信令设计、多天线设计、时序管理等方面，由于FDD和TDD本身的特性和信道条件的不同，有一些不同的设计。当二者从LTE阶段向LTE-Advanced演进时，也将基于很多共同的技术，而在FDD和TDD模式下分别保留其特性。
沈嘉认为，TD-LTE和FDDLTE的设计目标并不是FDD和TDD的融合，而是为不同的运营商在不同的频谱提供高效而优化的技术，共享技术使产业界能够以更低的成本开发两种模式的设备。当前，TD-LTE和FDDLTE获得同步的发展，二者的各自保持特点、分别优化，在共性和特性之间取得良好的平衡，这是一种很好的状态。FDD和TDD的信道特性不同，天生具有差异性，要使二者完全一致不是一种科学的做法，其成本也不可能真正降低，因此 FDD和TDD两个标准很难完全融合。
在2007年底以前，曾经有两个TDDLTE标准，但在这之后二者融合为一个TDD标准，即目前中国主导的TD-LTE标准，沈嘉和他的很多同事就曾参与到标准融合的过程中。融合的原因是，随着市场和技术的发展，产业界对两种TDDLTE标准融合的需求越来越高——TD-SCDMA产业界在国内做了大规模的试验，各种研发和推广工作逐步展开，许多产业链的国内外厂商都看到了中国推动TDD产业发展的坚定决心，于是纷纷参与到标准的制定中；比另外一种TDDLTE标准具有更好的大规模部署前景。从研发、部署和成本等方面考虑，如果两种TDD模式并存，将分散产业的力量，因此产业界希望LTE模式尽可能少，让FDD和TDD各仅存在一个模式。产业界最终选择了TD-LTE。
从2007年第四季度开始，产业界开始达成共识——中国移动开始和许多国外运营商沟通，力促两种TDD标准合二为一；国内各设备企业也纷纷投入 TD-LTE标准的融合工作，并与国外设备企业频繁沟通，不断达成共识。最终3GPP在11月和12月的会议上，将另外一种TDDLTE模式合并入当前的 TD-LTE。
沈嘉认为，当前两种LTE标准的制定是同时完成的，进度保持一致，为TD-LTE产业化和FDDLTE同步发展创造了良好条件。
TD-LTE从融合成统一标准到后续的标准化过程中，许多国际厂商也都参与到其中，做出了很多贡献，如爱立信、诺基亚、诺基亚西门子、高通等，现在正积极参与TD-LTE的设备开发。因此，我们对TD-LTE的标准发展和产业化充满信心。
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