一、TDD技術(shù)制式隨著技術(shù)的進步、市場需求的增長,將得到更加廣泛的應(yīng)用
眾所周知,1897年馬可尼發(fā)明無線通信后,早期的無線移動通信模式主要是時分技術(shù)體制的(即在同一個頻段上、以時間分割來實現(xiàn)收與發(fā),學術(shù)上稱時分雙工,簡稱TDD)。最早在戰(zhàn)爭中使用,第二次世界大戰(zhàn)時普遍使用的步話機,就是那一時期的典型代表。但由于當時的技術(shù)條件所限,收和發(fā)的時間間隔較大,接收時不能發(fā)送,發(fā)送時不能接收,不能滿足公眾市場普通用戶同時說與聽的要求。因此,從第一代移動通信開始,收發(fā)可同時工作的頻分體制(即,用上下對稱的兩個頻段分別同時實現(xiàn)收與發(fā),學術(shù)上稱頻分雙工,簡稱FDD)成為移動通信的主流技術(shù)制式。
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展、環(huán)境條件的變化,移動通信用戶規(guī)模的快速增長,人們對無線通信的需求越來越大,要求越來越高,可用于支撐無線通信的、不可再生的頻譜資源日趨緊張。尤其是從第二代移動通信后期開始,用戶的需求已開始從單純的話音通信,逐步向數(shù)據(jù)通信擴展,這進一步加劇了頻譜資源緊張的態(tài)勢。因此,全球業(yè)界均開始在進一步研究移動通信技術(shù)的同時,重點研究尋找提升頻譜效率的技術(shù)與方法。當信息技術(shù)進入到第三代移動通信標準時代時,由于集成電路與軟件技術(shù)的進步,時分體制TDD的收發(fā)間隔已可以縮短到人無法感知的毫秒級,這就使得其在公眾移動通信中使用成為可能。故那時歐洲與中國均適時地提出了使用單一頻段時分體制的第三代移動通信TDD標準:TD-CDMA與TD-SCDMA,由于歐洲提出的TD-CDMA標準方案僅可用于慢速移動狀態(tài)下的熱點地區(qū)數(shù)據(jù)覆蓋,不能滿足移動通信獨立組網(wǎng)規(guī);瘧(yīng)用的要求,故而未得到產(chǎn)業(yè)界的普遍支持,未能形成成熟的、可支持商業(yè)使用的產(chǎn)業(yè)鏈,在3G的市場競爭中逐步被邊緣化。而中國提出的TD-SCDMA標準方案在技術(shù)上保證了獨立組網(wǎng)的能力,在國際標準化組織3GPP發(fā)布的標準版本中,每一個版本時分雙工的TD-SCDMA與頻分雙工的WCDMA的技術(shù)性能與功能均相當,可滿足大規(guī)模使用的要求,并逐步形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈并在中國實現(xiàn)了規(guī)模商用。
TD-SCDMA在中國的商業(yè)運營,一方面使全球產(chǎn)業(yè)界看到了TDD制式在移動通信市場應(yīng)用的可行性;另一方面,由于市場對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求快速增長,頻譜資源緊張的趨勢加劇,這使得業(yè)界進一步看好使用單一頻譜,頻譜效率高、可很好滿足上下行不對稱的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的TDD技術(shù)制式。故而在第四代移動通信標準研究時,歐洲、日本及中國,均提出了基于OFDM及MIMO技術(shù)的TDD制式的LTE標準技術(shù)提案,經(jīng)過3GPP多年的研究討論,最終形成了統(tǒng)一的基于OFDM與MIMO技術(shù)的FDD與TDD制式完整LTE技術(shù)標準體系,LTE-A標準并最終被國際電信聯(lián)盟確定為國際第四代移動通信技術(shù)標準。
目前TD-LTE技術(shù)已得到國際廣泛支持,全球已建設(shè)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)88個,其中39個已投入商業(yè)運營。今年上半年TD-LTE用戶增長1517萬,用戶總數(shù)已達2617萬,年底可望突破1億用戶大關(guān)。
伴隨著用戶需求及移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的快速增長,對移動通信容量、數(shù)率及頻譜效率的提升要求更加迫切。業(yè)界專家預(yù)測到2020年后,第四代移動通信網(wǎng)絡(luò)將不能保障快速增長的用戶需求。為此,各國專家均開始了第五代移動通信技術(shù)的研究。由于FDD、TDD制式均有著各自獨特的優(yōu)勢,因此,專家們期望在5G技術(shù)研究中,將兩者技術(shù)優(yōu)勢融合,并加以新的高效技術(shù)形成一種全新的融合技術(shù)標準,以滿足2020年后市場對移動通信的技術(shù)要求。比如:在同一頻段上實現(xiàn)同時收發(fā)技術(shù)、大規(guī)模天線陣列技術(shù)、高頻段通信技術(shù)、靈活雙工等技術(shù),從初步分析的情況來看,TDD的優(yōu)勢將在5G技術(shù)中得到進一步的發(fā)揮,其應(yīng)用前景將更加廣闊。
二、TD-LTE是中國主導(dǎo)的4G技術(shù)標準,中國必須大力支持
根據(jù)無線通信向?qū)拵Щ较虬l(fā)展的趨勢,2005年開始,國際標準化組織3GPP啟動LTE(LongTermEvolution)項目,研究3G之后長期演進的新一代移動通信技術(shù)。在研究的過程中,各主要提案國均提出了基于OFDM與MIMO技術(shù)的TDD制式方案,但技術(shù)方案不盡相同,主要分為Type1和Type 2兩種LTE-TDD技術(shù)方案。其中一個是歐洲提出的TDD方案,它是基于LTE FDD做廣域覆蓋,TDD做熱點地區(qū)補充考慮提出的,故不能滿足TDD方案獨立組網(wǎng)規(guī);褂玫囊。另一個方案是中國提出的,這個方案考慮了TDD方案單獨組網(wǎng)規(guī);褂玫囊,采用了與TD-SCDMA相同的幀結(jié)構(gòu)、初搜的方法、波束賦形傳輸、終端定位等技術(shù)。2007年11月,3GPP決定將兩種方案進行融合,形成統(tǒng)一的TD-LTE技術(shù)方案,融合后的方案保留了部分TD-SCDMA的核心技術(shù),同時增加與FDD共性的技術(shù),保證了TDD方案的獨立組網(wǎng)與規(guī);褂玫哪芰,為打造具有國際競爭力的TD-LTE技術(shù)標準和產(chǎn)業(yè)鏈奠定了基礎(chǔ)。此后,歐洲、中國、日本均向ITU(國際電信聯(lián)盟)提交了融合后的4G TDD技術(shù)標準方案,美國、韓國均表示支持該標準提案。最終該方案被ITU確定為國際4G移動通信標準之一。
由此可見,正是由于中國業(yè)界的大力推動,TD-LTE才成為4G標準家族中重要一員,融合后的方案使得TD-LTE擺脫了作為LTEFDD標準補充的地位,成為一個與LTEFDD標準平行的、適合大規(guī)模獨立組網(wǎng)的標準。同時,為了更好地滿足市場應(yīng)用需求,中國業(yè)界又在3GPP中大力推動TDD/FDD融合發(fā)展,率先在標準上提出解決方案,在系統(tǒng)設(shè)備的研發(fā)中開發(fā)可同時支持TDD/FDD的基站設(shè)備,在終端與芯片中開發(fā)可同時支持TDD/FDD的多模多頻產(chǎn)品。
眾所周知,在全球制定4G/LTE標準之初,全球仍然處于3G時代的TDD、FDD分立格局。FDD有CDMA2000、WCDMA,TDD有TD-SCDMA、TD-CDMA、WiMAX。當時,中國國內(nèi)僅有通過TD-SCDMA創(chuàng)新發(fā)展起來的這一薄弱的、但基本完整的TDD技術(shù)移動通信產(chǎn)業(yè)鏈,從承前啟后的國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā),中國自然而然地選擇了率先支持有TD產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的TD-LTE。并在此基礎(chǔ)上進一步夯實了包括TD-SCDMA和TD-LTE在內(nèi)的移動通信產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈。
而從全球LTE發(fā)展看,由于歐洲的3G產(chǎn)業(yè)化開發(fā)與市場應(yīng)用遠遠領(lǐng)先于中國,因此,其主導(dǎo)的LTEFDD的技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)亦早于我國開始。為了加速TD-LTE的技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā),趕上LTEFDD的產(chǎn)業(yè)化進程,實現(xiàn)FDD/TDD同步融合發(fā)展,中國就必須加大支持TD-LTE的力度,推動其趕上FDD的產(chǎn)業(yè)化與市場應(yīng)用進程。因此,率先推動TD-LTE的產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為中國的必然選擇。
同時,正像歐洲提出并主導(dǎo)LTEFDD標準一樣,歐洲負責任地積極推動、完成了LTEFDD的產(chǎn)業(yè)化與市場應(yīng)用示范,為全球規(guī)模化應(yīng)用LTEFDD奠定了產(chǎn)業(yè)與市場應(yīng)用的基礎(chǔ)。同樣,作為國際移動通信標準——TD-LTE的主導(dǎo)國,中國亦有責任積極推動、完成TD-LTE研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,構(gòu)建、增強可滿足全球化市場應(yīng)用的國際化產(chǎn)業(yè)鏈,并率先實現(xiàn)在本國的商用,為該技術(shù)標準的全球化應(yīng)用提供堅實的產(chǎn)業(yè)支撐及市場應(yīng)用示范。因此,中國率先支持TD-LTE發(fā)展是歷史的選擇,是一個負責任的國家及產(chǎn)業(yè)界的選擇。
需要指出的是,TD-LTE并非固步自封于TDD領(lǐng)域,而是一直堅持兼收并蓄的開放態(tài)度,兼容并包TDD和FDD的長處。中國提出TDD/FDD融合與聯(lián)合運營提案,也被3GPP接納。正是在中國的大力推動下,全球TDD、FDD產(chǎn)業(yè)才從3G時代的分離,到4G時代逐步走向深度融合(中歐在TDD/FDD上的合作將美國所主導(dǎo)的TDD標準——WiMAX徹底邊緣化),并使得TDD/FDD徹底融合成為了未來5G創(chuàng)新的主要研究方向。